Sensação térmica: o que o termômetro não consegue medir

Recentemente comecei a ver alguns memes envolvendo a palavra “sensação”. Uma famosa jornalista, ao falar em “sensação de preços altos”, acabou virando motivo de piadas. Afinal, se os preços estão altos, seria realidade, não “sensação”, certo?

A brincadeira me fez pensar em uma palavra que nós, meteorologistas, usamos o tempo todo — e que, nesse caso, tem um significado bastante científico.

Sensação térmica.

Ao contrário do que possa parecer, não se trata simplesmente de uma impressão ou de alguém dizendo “está parecendo mais quente hoje”. Existem cálculos, modelos matemáticos e estudos sobre o funcionamento do corpo humano por trás desse número.

Mas o que, afinal, significa sensação térmica?

O termômetro não sente calor. Nós sentimos

O termômetro mede a temperatura do ar. O nosso corpo, porém, responde a muito mais do que isso.

Quando estamos expostos ao ambiente, trocamos calor continuamente com ele. Essa troca depende da temperatura do ar, mas também do vento, da umidade, da radiação solar e de outras condições.

É por isso que 30 °C podem produzir experiências completamente diferentes.

Em um ambiente seco e com circulação de ar, podemos suportar relativamente bem essa temperatura. Já em um dia quente e úmido, o desconforto pode ser muito maior. O motivo está em um mecanismo simples: o suor.

Para resfriar o corpo, precisamos evaporar água da pele. Quando o ar está muito úmido, a evaporação fica mais difícil. O suor continua ali, mas não consegue retirar calor do organismo com a mesma eficiência. É justamente essa combinação de temperatura e umidade que está por trás de índices como o Heat Index, utilizado para estimar o quanto o calor pode ser percebido pelo corpo.

E aqui aparece um número interessante: 30 °C com 70% de umidade relativa podem resultar em um Heat Index próximo de 39 °C. O ar, entretanto, continua a 30 °C. Os 39 °C representam uma temperatura aparente, uma maneira de traduzir o efeito combinado do calor e da umidade sobre o organismo.

No frio, o vento muda tudo

Se no calor a umidade é importante, no frio o vento ganha protagonismo.

Você provavelmente já experimentou isso. Está fazendo 10 °C. Você sai de casa e pensa: “está frio, mas dá para aguentar”. Pouco depois, começa a ventar e a sensação muda completamente. O termômetro continua marcando 10 °C. O vento, porém, acelera a perda de calor da superfície do corpo. É esse efeito que o Wind Chill, ou índice de resfriamento pelo vento, procura representar.

Um exemplo extremo ajuda a entender.

Com -10 °C e vento de 20 km/h, o Wind Chill pode chegar próximo de -24 °C. Isso não quer dizer que a temperatura do ar caiu para -24 °C. Significa que a combinação entre frio e vento produz uma taxa de perda de calor equivalente àquela associada a uma temperatura muito mais baixa em condições de referência.

E existe uma curiosidade importante: o Wind Chill foi criado originalmente a partir de experimentos realizados em condições extremas na Antártica. O índice passou por aperfeiçoamentos ao longo do tempo justamente para representar melhor a perda de calor do corpo humano.

Então sensação térmica é sempre uma temperatura?

Não exatamente. E essa talvez seja a parte mais interessante da história.

Existem diferentes índices térmicos, desenvolvidos para diferentes situações.

O Heat Index é bastante utilizado para calor e combina temperatura e umidade. O Wind Chill é voltado para situações de frio e vento. O WBGT é utilizado para avaliar estresse térmico, inclusive em atividades esportivas e ambientes de trabalho.

E existem modelos ainda mais sofisticados, como o UTCI — Universal Thermal Climate Index, que considera temperatura do ar, umidade, vento e radiação e procura representar a resposta fisiológica do corpo humano a essas condições.

Isso significa que não existe uma única fórmula capaz de responder, em qualquer situação, “quanto está parecendo”. A fórmula adequada depende da pergunta que queremos responder.

Queremos saber o risco do frio causado pelo vento? Um índice.

Queremos avaliar o desconforto provocado por calor e umidade? Outro.

Queremos estudar o estresse térmico de uma pessoa caminhando sob o sol em uma cidade? Precisamos de um modelo mais completo.

E o sol? Pode fazer muita diferença

Aqui existe outra curiosidade que ajuda a explicar por que às vezes a previsão parece não combinar com aquilo que sentimos.

Muitos índices tradicionais de calor foram desenvolvidos para condições de sombra e vento fraco. Sob o sol direto, a radiação solar adiciona energia ao corpo e pode aumentar bastante a carga térmica.

O próprio National Weather Service, nos Estados Unidos, alerta que a exposição ao sol pode elevar significativamente os valores associados ao Heat Index.

É por isso que duas pessoas podem estar em um mesmo local, com a mesma temperatura do ar, mas vivendo experiências térmicas muito diferentes: uma embaixo de uma árvore e outra sob o sol, por exemplo.

E isso nos leva diretamente às cidades.

Em um artigo recente aqui no Canaltech, mostrei como prédios, asfalto, concreto e a própria configuração urbana podem modificar as condições atmosféricas próximas às ruas. No artigo “Prédios gigantes: como as cidades mudam o tempo nas ruas”.

Quando falamos em sensação térmica, essa discussão fica ainda mais interessante. A sombra de uma árvore, a ventilação de uma rua, a quantidade de concreto e a radiação que chega ao corpo podem fazer parte da experiência térmica de quem está naquele lugar.

Sensação térmica não é frescura. Pode ser uma questão de saúde

Existe ainda uma razão muito mais importante para calcular tudo isso.

O corpo humano precisa manter sua temperatura interna dentro de uma faixa relativamente estreita. Quando o ambiente fica quente demais, o organismo precisa aumentar a perda de calor. Quando fica frio demais, precisa tentar conservar ou produzir calor. Em situações extremas, essa capacidade de adaptação pode não ser suficiente.

O calor intenso pode provocar desidratação e estresse térmico e agravar problemas cardiovasculares, respiratórios e metabólicos. O frio extremo também pode representar riscos, incluindo hipotermia e congelamento. Por isso, índices de estresse térmico são utilizados não apenas em previsões do tempo, mas também em saúde pública, segurança do trabalho, esportes e planejamento urbano.

E essa discussão tende a ganhar ainda mais importância em um mundo que está ficando mais quente e onde eventos extremos de calor têm se tornado uma preocupação crescente.

No fim das contas, o que significa “sensação térmica”?

Significa que o termômetro não conta sozinho toda a história sobre o ambiente térmico. 

Se ele marca 30 °C, temos 30 °C de temperatura do ar. Mas o nosso corpo não é um termômetro. Ele sente vento. Sente umidade. Recebe radiação solar. Produz calor. Transpira. Contrai os vasos sanguíneos. Treme. Se adapta.

A meteorologia tenta transformar toda essa complexidade em números que possam ser compreendidos e utilizados. Por isso, quando você olhar para a previsão e encontrar “30 °C, sensação de 39 °C”, não pense que alguém inventou oito ou nove graus a mais.

O termômetro está dizendo uma coisa.

O Efeito Amplificador da Umidade Relativa

Veja no gráfico como a sensação percebida pelo corpo dispara exponencialmente quando a umidade relativa do ar aumenta, mesmo que a temperatura do termômetro continue fixada em 30 °C, 34 °C e 38 °C.

Ponto Crítico para o Corpo: Com 30 °C no ar e umidade de 80%, a sensação térmica ultrapassa 38 °C! Isso demonstra por que regiões litorâneas e tropicais parecem significativamente mais abafadas do que regiões áridas na mesma temperatura.

O corpo está respondendo a outra.

E a sensação térmica é justamente a tentativa da ciência de explicar essa diferença.

No começo deste texto, falei da brincadeira com a expressão “sensação de preços altos”.

Talvez exista mesmo uma diferença importante entre economia e meteorologia.

Quando alguém disser que está com sensação de preço alto, podemos discutir se é percepção, realidade, inflação, salário ou simplesmente o boleto chegando.

Na meteorologia, porém, a palavra “sensação” tem outro significado. Quando dizemos que 30 °C podem produzir uma sensação térmica de 39 °C, não estamos dizendo que o termômetro está errado. Estamos tentando explicar o que acontece quando aquela temperatura encontra o vento, a umidade, a radiação solar e, principalmente, o nosso próprio corpo.

Porque, no fim, sensação térmica não é sobre o que o termômetro sente. É sobre o que nós sentimos — e a ciência tentando explicar por quê.

Quanto aos preços... bem, nesse caso ainda estamos esperando o índice que transforme a sensação de preço baixo em realidade.

Leia também sobre quando a meteorologia decidiu o destino da Europa e a corrida tecnológica para prever tornados antes que eles existam.

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