AVALIAÇÃO DE PROTÓTIPOS DE SENSORES DE RADIAÇÃO SOLAR DE BAIXO CUSTO PARA ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL

Abstract

AVALIAÇÃO DE PROTÓTIPOS DE SENSORES DE RADIAÇÃO SOLAR DE BAIXO CUSTO PARA ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL

JULIANA SÁNCHEZ BENÍTEZ; LUCIANO SOBRAL FRAGA JUNIOR; ALISSON MACENDO AMARAL E LUCAS MELO VELLAME

¹Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas, Cidade Universitária "Zeferino Vaz", CEP 13083-970, Campinas, São Paulo, Brasil, j218736@dac.unicamp.br.

²Dr. em Engenharia de sistemas agrícolas, ESALQ/USP, lucianosobral@alumni.usp.br

³Instituto Federal do Norte de Minas Gerais - Campus Arinos, Rodovia MG 202, Km 407, 38680000 - Arinos, MG – Brasil.

⁴Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, rua Rui Barbosa, 710, Campus Universitário CEP 74690900, Cruz das Almas, Bahia, Brasil, lucasvellame@gmail.com     

1 RESUMO

O cálculo da evapotranspiração de referência pelo método da FAO 56 necessita de dados da radiação solar, o qual pode ser medido ou estimado. O alto valor dos sensores traz a necessidade do uso de equações como a equação de Hargraves-Samani. Objetivou-se construir e avaliar um piranômetro de baixo custo e fácil reprodução, baseado no uso de um fotodiodo de silício. Foram construídos e testados 16 sensores por um período de 414 dias. Entre os principais resultados desta pesquisa destaca-se a incerteza do instrumento para estimar radiação global de ± 0,04 MJ m^-²dia^-1, os desvios na estimativa da ETo_PM foram inferiores a 0,22 mmdia^-1 em 95% das observações realizadas, esses desvios são 3,62 vezes menores que os desvios na estimativa da radiação usando a equação de Hargraves-Samani com calibração local e mesma probabilidade de ocorrência. O período necessário para a calibração com 99,7% de confiança foi de 32 dias. O sensor tem custo total aproximado de US$ 27,23.  Os resultados demonstram que o sensor pode ser utilizado em estações meteorológicas automatizadas, instaladas em campo aberto ou em ambiente protegido, com acurácia suficiente para estimativas de ETo_PM de baixo custo.

Palavras-chave: piranômetro de baixo custo, irradiância, sensor de baixo custo, evapotranspiração.

SÁNCHEZ-BENÍTEZ, J.; FRAGA JUNIOR, L. S.; AMARAL, A. M.; VELLAME, L. M.;

EVALUATION OF LOW-COST SOLAR RADIATION PROTOTYPES TO ESTIMATE POTENTIAL EVAPOTRANSPIRATION

2 ABSTRACT

To calculate the reference evapotranspiration by the FAO56 method (EToPM) solar radiation shall be measured or estimated. Due to the high value of sensors, equations such as the Hargraves-Samani equations are used. The objective of this project was to build and evaluate a low-cost and easy-to-reproduce pyranometer. Sixteen sensors were built and tested for 414 days. Among the main results of this research highlights that the uncertainty of the instrument to estimate global radiation of ±0.04 MJ m-² day-1, deviations in the EToPM estimate was less than 0.22 mm day-1 in 95% of the observations performed, these deviations are 3.62 times smaller than the deviations caused by the radiation estimate using the Hargraves-Samani equation with local calibration and same probability of occurrence. The period required for calibration for 99.7% confidence was 32 days. The sensor has an approximately total cost of $27.23. The results demonstrate that the sensor can be used in automated weather stations, installed in the open field or in a protected environment, with sufficient accuracy for low-cost EToPM estimates.

Keywords: Low cost pyranometer, irradiance, low cost sensor, evapotranspiration.