Sensação térmica: entenda a Física por trás do conceito

Você com certeza já ouviu falar em sensação térmica, né? É um conceito muito importante para a meteorologia, sendo bastante utilizado na previsão do tempo. Tá, mas o que é sensação térmica? É diferente de temperatura? E qual é a importância disso para as nossas vidas?

A seguir, vamos explorar as respostas para todas essas questões e entender como a Física se relaciona com a meteorologia. Ah, e como dizia sua avó: coloca um casaquinho primeiro, viu?

O que é sensação térmica? A Física por trás do conceito

O conceito de sensação térmica se refere à maneira como o nosso corpo percebe a temperatura do ambiente. Essa percepção não indica necessariamente a temperatura real do lugar onde estamos, até porque as sensações de “quente” e “frio” são fisiológicas, variando muito de pessoa pra pessoa.

Além de ser algo muito pessoal, essas sensações dependem de aspectos do próprio ambiente, como a umidade do ar, a velocidade do vento e a própria temperatura real.

Para entendermos melhor o que é sensação térmica, vamos explorar conceitos importantes da Física, como temperatura e calor.

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Diferença entre temperatura real e sensação térmica

Provavelmente você já viu a previsão do tempo alguma vez e achou que não fazia sentido, certo? A temperatura parecia maior ou menor do que aquela informada na previsão. Vamos ver um exemplo:

A previsão do tempo da imagem mostra valores de temperatura, sensação térmica e umidade para um conjunto de dias na cidade de Florianópolis. Veja que, em 10 dias, a temperatura mínima é de 14 ºC, mas a sensação térmica mínima é de 18 ºC.

Isso significa que, ao longo desses dias, alguém não teve necessariamente uma sensação de “frio” equivalente a 14 ºC, mesmo quando o dia estava àquela temperatura.

A diferença entre temperatura real e sensação térmica é que a primeira indica de fato qual é a temperatura de uma determinada região, enquanto a segunda está relacionada às nossas sensações de quente e frio, que dependem de algumas características meteorológicas.

É importante lembrar que temperatura é uma grandeza associada à energia cinética média (o “grau de agitação”) das partículas de um corpo. A sensação térmica é indicada com valores de temperatura, mas a temperatura real é algo objetivo, já a sensação térmica é relativa às nossas percepções fisiológicas.

👉 Leia também: Altas temperaturas: o que o calor excessivo pode causar?

Sensações de quente e frio

Primeiramente, vamos entender o significado de calor, um conceito da Física que é essencial para compreendermos melhor a ideia de sensação térmica. Calor é energia térmica em trânsito entre dois corpos ou sistemas. Essa transferência de energia ocorre por conta de diferenças de temperatura.

Apesar de ser comum a gente usar o termo pra se referir à sensação de alta temperatura (“nossa, como hoje tá calor!”), isso não está correto do ponto de vista da Física: afinal, calor é uma forma de transferência de energia, e não uma sensação fisiológica. Pode haver transferência de calor até mesmo em um ambiente extremamente gelado!

Além disso, as sensações de quente e frio são fisiológicas e muito subjetivas. Basicamente, temos a sensação de “quente” quando nosso corpo recebe calor e temos a sensação de “frio” quando nosso corpo perde calor. Assim, não são confiáveis para indicar a real temperatura de alguma coisa.

Faça um teste: procure um objeto de madeira e um objeto de metal e segure um em cada mão. Você vai ter sensações diferentes ao tocar em cada um deles: o objeto de metal parecerá bem mais gelado do que o de madeira. No entanto, se eles passaram um bom tempo em um ambiente cuja temperatura real não variou, então ambos têm a mesma temperatura!

Você pode até testar e aferir as temperaturas de cada objeto usando um termômetro. O que explica essa diferença de percepções de temperatura é que, em geral, objetos metálicos são excelentes condutores térmicos, “roubando” calor dos nossos corpos com facilidade, o que causa a sensação de frio.

Fatores que influenciam a sensação térmica

Como vimos, as sensações de quente e frio são muito subjetivas. Então, como é possível indicar um valor para a sensação térmica? Para isso, estabeleceram-se alguns parâmetros para indicar qual pode ser a possível sensação que uma pessoa teria em um determinado dia e local.

• Temperatura real do ar: apesar de não ser o único fator que determina o que é sensação térmica, a temperatura real do ar logicamente tem grande influência nessa sensação.
• Umidade relativa do ar: em dias quentes, quanto maior for a umidade relativa do ar, maior será a sensação térmica. A principal razão para isso tem a ver com o suor do nosso corpo, cuja evaporação é dificultada em dias mais úmidos. Já em dias frios e úmidos, nossa sensação térmica é mais baixa, sobretudo por conta do contato entre nossas roupas e as moléculas de água dispersas no ar.
• Velocidade do vento: em um dia de ventania, podemos sentir como se a temperatura estivesse mais baixa do que realmente está. Isso ocorre porque o vento favorece as trocas de calor entre nosso corpo e o ambiente. Andar de moto é uma atividade que evidencia como o vento impacta a sensação térmica.

Novamente, a sensação térmica informada nas previsões do tempo não é absoluta para todas as pessoas. As próprias condições em que alguém se encontra podem diferir bastante sua percepção pessoal da sensação térmica da previsão do tempo.

Se você sair molhado(a) de uma piscina ou do banho, tende a sentir mais frio do que uma pessoa seca, já que a água “rouba” calor da nossa pele.

🌡️ A percepção corporal é, então, muito particular. Já a sensação térmica, apesar de ainda ser uma medida bastante relativa, é baseada em parâmetros bem estabelecidos.

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Como é calculada a sensação térmica?

Existem diferentes metodologias para calcular a sensação térmica de um ambiente. Vamos conhecer duas delas.

Fórmulas de cálculo

O índice de resfriamento (Wind chill) mostra como calcular a sensação térmica a partir da velocidade do vento e da temperatura real do ar. É possível calculá-la pela seguinte fórmula:

\[ S_T = 33\ +\ \frac{(10 \cdot \sqrt v\ +\ 10,45\ -\ v) \cdot (T\ -\ 33)}{22} \]

O termo v corresponde à velocidade do vento (em km/h), enquanto T corresponde à temperatura real do ambiente (em ºC).

Também é possível usar o índice de calor para calcular a sensação térmica. Nesse método, ela é calculada a partir da umidade relativa do ar e de sua temperatura real.

Por que é importante entender a sensação térmica?

Entender o que é sensação térmica é muito importante, não apenas para os meteorologistas, como também para a população em geral.

Uso em previsões meteorológicas

Lógico, os meteorologistas precisam ter um bom domínio do conceito de sensação térmica, dos fatores que a influenciam e de como podemos calculá-la.

São eles os profissionais que analisam o clima e o tempo no geral, não apenas a sensação térmica, mas também a temperatura real do ar, a umidade, velocidade dos ventos, possibilidade de chuva, dentre outros fenômenos.

Impacto na vida cotidiana

Em nosso dia a dia, mesmo que não sejamos da área da meteorologia, compreender conceitos básicos da área e saber interpretar informações apresentadas na previsão do tempo é importante para tomarmos decisões como o que vamos vestir, se precisaremos de proteção para a chuva e até mesmo se é seguro sair na rua!

Outra importância de entender a sensação térmica é que ela pode aparecer em provas de processos seletivos! Olha só essa questão que o Enem cobrou em 2021:

Na tirinha, Haroldo, o tigre, conta a seu amigo Calvin que se sente incomodado com a umidade do ar quando ambos estavam conversando sobre como o dia estava quente.

Uma das formas com que o nosso corpo regula sua temperatura é através do suor: quando suamos, temos uma sensação de refrescância devido à vaporização do suor, que absorve calor do nosso corpo para mudar de estado físico.

Em um dia que o ar está muito úmido, ou seja, que há muitas moléculas de água dispersas no ar, o suor não consegue evaporar com facilidade. Como é o processo de evaporação que refresca o nosso corpo, a dificuldade nesse processo causa uma sensação desconfortável, assim como o Haroldo comentou.

Lembra da sensação térmica? Um alto índice de umidade do ar aumenta a sensação térmica, ou seja, faz a temperatura parecer maior do que realmente está.

Assim, a resposta correta da questão é a alternativa B (o suor apresenta maior dificuldade para evaporar do corpo).

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Resumo: sensação térmica

Para finalizar, vamos relembrar os principais conceitos que aprendemos aqui:

• Sensação térmica é um conceito meteorológico que possibilita estimar como nosso corpo sente a temperatura do ambiente.
• A sensação térmica depende de fatores como a temperatura real, a umidade do ar e a velocidade do vento.
• Temos sensação de “quente” quando nosso corpo recebe calor e sensação de “frio” quando nosso corpo cede calor. Assim, nossa percepção corporal de temperatura não é confiável para sabermos a temperatura do ambiente.
• Calor é energia térmica em trânsito, decorrente de diferenças de temperatura.
• Existem diversas formas de calcular a sensação térmica, como o índice de resfriamento (Wind chill), que leva em consideração a velocidade do vento e a temperatura real do ar, e o índice de calor, que considera a temperatura real do ar e sua umidade relativa.
• Compreender a ideia de sensação térmica é importante tanto para profissionais da meteorologia quanto para a população em geral, auxiliando em decisões cotidianas.

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