Vaisala Thermal Mapping

Mapeamento térmico

O mapeamento térmico é uma técnica de pesquisa baseada em veículos, cientificamente comprovada para identificar e quantificar a distribuição das diferenças de temperatura ao longo de uma rede rodoviária.

Em uma noite típica de inverno, as diferenças de temperatura em uma rede de estradas ou pistas podem variar em até 10 ˚C/18 ˚F. Consequentemente, algumas seções podem começar a congelar, enquanto outras não.

O mapeamento térmico é um processo pelo qual se mede a variação espacial da temperatura mínima da superfície da estrada durante o período noturno, utilizando-se um termômetro infravermelho de alta resolução. O Mapeamento Térmico Vaisala é a única técnica comprovada e estabelecida para determinar relações de temperatura da superfície com probabilidade de ocorrência em toda a rede de estradas ou pistas. É uma técnica utilizada no mundo todo para aprimorar as informações disponíveis, tanto para autoridades rodoviárias como fornecedores de previsão do tempo. O mapeamento térmico é parte integrante de um efetivo sistema de previsão de gelo, pois fornece um mecanismo de extensão das informações do local do sensor, específicas ao ponto entre estações climáticas individuais e uma rede de estradas.

O mapeamento térmico identifica padrões de variação de temperatura através de medições precisas das temperaturas da superfície durante uma noite de inverno, por meio de seções predefinidas de uma rede de estrada ou de pistas, mediante uma série de diferentes condições climáticas. Esse padrão e a distribuição de seções quentes e frias são determinados por fatores ambientais do local e pelas condições climáticas predominantes. A ocorrência de geadas ou de gelo é determinada pelo equilíbrio entre a energia que a superfície recebe e libera juntamente com a quantidade de umidade disponível. Isso é influenciado por uma complexa relação entre diversos fatores, que incluem:

  • Condições climáticas predominantes.
  • Fator de vista do céu (exposição). Os serviços de treinamento, suporte técnico e peças sobressalentes estão disponíveis para manter o melhor desempenho do sistema. Uma vista escassa do céu indica recursos que pairam sobre ou que estão próximos à estrada ou à pista. Tais recursos acabam por inibir o resfriamento durante a noite e podem ajudar a superfície a reter um pouco do calor. Uma boa vista do céu tem relação com um ambiente aberto, que expõe as temperaturas frias do período noturno, pois não existe nada que evite o resfriamento da superfície.
  • Altitude (as temperaturas diminuem com a altura).
  • Proximidade do litoral e dos principais cursos de água.
  • Efeito insular de aquecimento urbano.
  • Rachaduras, erosões e seções elevadas. Esses são recursos localizados que afetarão o fluxo de energia da estrada ou pista naquele ponto.
  • Obras na estrada ou pista (material da superfície, tal como concreto/asfalto/asfalto aberto e profundidade da obra).
  • Volume e fluxo do tráfego.


A combinação entre esses fatores gera uma área de ocupação de temperatura única para cada estrada ou pista. O mapeamento térmico estabelece a relação entre essas variáveis e a forma como elas interagem sob diferentes cenários climáticos.

As pesquisas geram áreas de ocupação térmicas (perfis de temperatura específicos de uma estrada ou pista). Os mapas térmicos são elaborados a partir da análise das áreas de ocupação, em conjunto com informações sobre condições climáticas específicas. O mapa térmico de cada condição climática identifica o padrão e a magnitude das variações de temperatura da superfície, indicando as diferenças relativas como categorias de temperatura codificadas por cores.

A Vaisala possui mais de 20 anos de experiência em fornecimento e desenvolvimento de serviços de mapeamento térmico. O conhecimento da Vaisala é usado por toda a base internacional de clientes com mais de 1.000 usuários, operando em uma variedade de climas de inverno, incluindo Europa Ocidental, América do Norte, Japão, Leste Europeu, Escandinávia e Nova Zelândia. O mapeamento térmico agora é uma prática recomendada, estabelecida por diversas autoridades rodoviárias pelo mundo.

Features
As pesquisas são administradas por uma frota de veículos especificamente preparados, equipados com termômetro infravermelho de alta resolução, conectado a um registrador automático de dados por GPS.
As pesquisas são geralmente realizadas entre 23h e o nascer do sol, durante os meses de novembro a abril (no hemisfério norte).
As pesquisas são realizadas mediante condições normais de velocidade da estrada, permitindo que sejam feitas em tipos de redes diferentes e ambientes que incluem as áreas urbana, rural, vias expressas e aeroportos.
As medições são geralmente feitas em um intervalo de cinco metros. É possível alterar a resolução da coleta de dados conforme os requisitos da rede.
Observações detalhadas a respeito das condições meteorológicas predominantes e o estado da superfície da estrada são obtidas durante as pesquisas de mapeamento térmico.
Nas seções de pista dupla, pesquisas são geralmente realizadas na pista interna. No entanto, caso existam três ou mais pistas, as pesquisas são realizadas na pista central.
Antes de realizar as pesquisas de mapeamento térmico, uma rede de estrada/pista é planejada em seções menores e mais gerenciáveis, sendo dividida em rotas de 30 a 50 km. As rotas permitirão que as condições climáticas sejam continuamente avaliadas durante toda a pesquisa. A área que um veículo consegue abranger durante a noite da pesquisa é chamada de setor. Portanto, cada setor é composto por diversas rotas.
Setores e rotas sempre seguem uma ordem estabelecida e são planejados para incorporar uma série de seções interligadas. As interligações permitem que todos os dados sejam comparados e, por consequência, relacionados (ou seja, como uma só pesquisa).
Os mapas térmicos são gerados utilizando-se os dados coletados para fornecer uma representação da variação espacial relativa da temperatura mínima da superfície da estrada sob condições climáticas diferentes, indicando as distinções relativas como categorias de temperatura codificadas por cores.
Os mapas térmicos podem ser gerados em papel ou em formato eletrônico de imagem. Os mapas térmicos são criados em um ambiente GIS, referenciado geograficamente, e podem ser exportados para serem incluídos nas plataformas GIS, se necessário.
Por meio de um programa contínuo de pesquisa e desenvolvimento, a Vaisala continua avançando no processo de mapeamento térmico. Umas das principais etapas desse procedimento são os testes e os exames regulares sobre a precisão e a repetibilidade do mapeamento térmico, cujos resultados são publicados em jornais científicos internacionais.
A Vaisala estabeleceu procedimentos estatísticos para validar a qualidade dos dados e quantificar a similaridade entre os padrões de temperatura coletados durante diferentes pesquisas de mapeamento térmico. Esses procedimentos demonstram que o processo de mapeamento térmico Vaisala é confiável e que a variação de temperatura junto à estrada pode sempre ser reproduzida sob condições climáticas semelhantes.
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Principais benefícios

Identificação de seções potencialmente perigosas.
O mapeamento térmico fornece relações de temperatura por toda a rede, identificando as seções da estrada que estão mais propensas a congelarem primeiro. Isso pode não ser tão aparente se as estações climáticas rodoviárias forem utilizadas sozinhas.
Permite estratégias anticongelantes seletivas.
O mapeamento térmico é capaz de identificar e permitir o direcionamento dessas áreas que precisam de tratamento, fornecendo, ainda, informações importantes para a otimização de rota.
Identifica o melhor local e o número de estações climáticas rodoviárias.
O mapeamento térmico identifica seções da estrada que apresentam características térmicas estáveis e que representam uma rede e/ou em um domínio climático, identificando assim os melhores locais para estações climáticas.
Aumenta a previsão de gelo de estações climáticas específicas do local por toda a rede da estrada.
Os mapas térmicos fornecem informações sobre a relação das temperaturas da superfície da estrada entre estações climáticas, enquanto possibilita a inferência de temperaturas mínimas por toda a rede.
Fornece dados de referência quantitativos.