Between Heritage and Technology: The Use of Artificial Intelligence in Climate Modeling to Support the Sustainability of Cultural Tourism at Archaeological Sites

No coração do Cairo histórico, onde o sol castiga a pedra antiga e o ar brilha com o calor, uma luta silenciosa ocorre entre duas necessidades vitais: preservar o passado e acolher o presente. Durante séculos, os grandes monumentos do mundo islâmico ergueram-se como testemunhos da engenhosidade humana, projetados com paredes espessas e pátios abertos que resfriavam naturalmente o ar muito antes da existência da eletricidade. Hoje, porém, esses mesmos locais enfrentam um novo desafio. À medida que as temperaturas globais aumentam e mais visitantes chegam, o delicado equilíbrio do clima interno está mudando. O calor excessivo pode danificar artefatos frágeis e afastar turistas, enquanto os sistemas de ar condicionado mecânico usados para corrigir o problema podem destruir a própria história que deveriam proteger. A solução não reside em escolher entre o antigo e o novo, mas em encontrar uma maneira de fazê-los trabalhar juntos. Este é o domínio do gerenciamento de microclima, um campo dedicado a compreender os padrões meteorológicos específicos dentro e ao redor dos edifícios, e é aqui que uma nova ferramenta está surgindo: a inteligência artificial. Ao ensinar computadores a aprender com o comportamento do passado, pesquisadores estão descobrindo como tornar os lugares históricos confortáveis para as pessoas modernas sem alterar uma única pedra.

Uma pesquisadora liderada por Huda Al Baz, da Universidade Horus no Egito, aplicou esse pensamento a um dos marcos mais significativos do Cairo, o Complexo do Sultão Qalawun. Construído no século XIII, este vasto local inclui uma escola, um hospital e um mausoléu, todos centrados em torno de um belo pátio aberto. O complexo é uma obra-prima da arquitetura mameluca, mas seu design aberto, que outrora permitia que brisas frescas fluíssem, agora luta contra o intenso calor do verão e as multidões de milhares de visitantes. A pesquisadora queria saber se poderiam usar a tecnologia moderna para melhorar o conforto desses espaços sem comprometer sua integridade histórica. Eles se propuseram a criar um gêmeo digital do local, um modelo de computador tridimensional preciso que pudesse imitar o comportamento real do vento, do sol e do calor. Em vez de depender apenas de simulações computacionais tradicionais, de movimento lento, que levam dias para serem executadas, eles introduziram uma camada de inteligência artificial para acelerar o processo e encontrar as melhores soluções mais rapidamente.

A pesquisadora começou reunindo dados do mundo real. Eles colocaram sensores no pátio da escola e nas áreas circundantes para medir os níveis reais de temperatura e umidade ao longo do dia. Também analisaram padrões de ocupação, usando-os como variáveis para modelar como a presença humana poderia afetar o ar, sabendo que o comportamento dos visitantes não foi medido diretamente no presente estudo e, portanto, é considerado um resultado projetado. Com esses dados de base em mãos, construíram um modelo digital detalhado do complexo, capturando a forma das paredes, a posição das janelas e a textura da pedra. Em seguida, utilizaram um programa de simulação ambiental especializado para executar milhares de cenários, testando como diferentes fatores, como ventilação natural, o posicionamento de árvores e a adição de sombra temporária, afetariam a temperatura do ar. Para dar sentido a essa quantidade massiva de dados, treinaram algoritmos de aprendizado de máquina para agir como um atalho. Esses algoritmos aprenderam os padrões das simulações lentas e detalhadas e puderam então prever o resultado de novas ideias de design em segundos, em vez de horas.

Os resultados deste experimento digital foram impressionantes. A pesquisadora descobriu que poderiam melhorar significativamente o conforto térmico do local simplesmente ajustando como o ar se movia pelo espaço e adicionando elementos temporários e reversíveis. Descobriram que o posicionamento estratégico de estruturas de sombreamento de tecido temporárias poderia bloquear o forte sol do meio-dia de atingir os pisos e paredes de pedra, enquanto a vegetação cuidadosamente posicionada ajudava a resfriar o ar através da evaporação. Ao otimizar a maneira como as janelas e aberturas eram usadas para captar o vento, eles poderiam criar brisas naturais que carregassem o calor para longe dos visitantes. O estudo mostrou que essas estratégias passivas poderiam reduzir substancialmente o número de horas em que os visitantes sentiam calor desconfortável, aproximando o ambiente de um estado neutro e agradável. Crucialmente, todas essas mudanças foram projetadas para serem temporárias e não invasivas, o que significa que poderiam ser removidas a qualquer momento sem deixar rastros no tecido histórico do edifício.

Uma das descobertas mais significativas foi a velocidade e a eficiência do novo método. Ao usar a inteligência artificial para guiar a simulação, a pesquisadora foi capaz de reduzir o tempo computacional necessário para analisar esses cenários em aproximadamente quarenta por cento em comparação aos métodos tradicionais. Essa eficiência é vital para gestores de patrimônio que precisam tomar decisões rápidas e informadas sobre como cuidar de seus locais. O estudo confirmou que os modelos computacionais eram altamente precisos, correspondendo aos dados dos sensores do mundo real com um alto grau de precisão. Essa validação deu à pesquisadora a confiança de que suas previsões digitais seriam verdadeiras no mundo físico. Eles descobriram que a melhor abordagem era uma combinação de medidas: usar as sombras profundas das paredes do pátio, adicionar sombra temporária onde o sol era mais intenso e garantir que o ar pudesse fluir livremente pelos corredores. Essas intervenções não exigiram a demolição de paredes ou a instalação de máquinas pesadas; foram ajustes sutis que respeitaram o design original enquanto o adaptavam para um futuro mais quente e lotado.

As implicações deste trabalho estendem-se muito além de uma única escola no Cairo. A pesquisadora desenvolveu uma estrutura digital que pode ser aplicada a outros locais históricos em climas quentes e secos, desde os desertos do Oriente Médio até as cidades antigas do Mediterrâneo. Ao provar que a inteligência artificial pode ajudar a equilibrar as necessidades de conservação com as demandas do turismo, o estudo oferece um novo caminho para a proteção do nosso patrimônio compartilhado. Ele sugere que não temos que escolher entre manter um local como um museu congelado ou transformá-lo em uma atração moderna. Em vez disso, com as ferramentas certas, podemos criar ambientes onde os visitantes se sintam confortáveis o suficiente para permanecer mais tempo e aprender mais, enquanto as pedras antigas permanecem seguras e intocadas. O sucesso do projeto do Sultão Qalawun demonstra que o futuro da gestão do patrimônio reside nesta colaboração silenciosa entre a sabedoria do passado e a inteligência do presente, garantindo que estes lugares magníficos continuem a prosperar por gerações.