Variabilidade temporal da temperatura do ar e umidade em ambiente com tela
termorrefletora
Francisco Alexandre de Lima Sales
1, Elivânia Maria Sousa Nascimento
2, Daniel de
Freitas Brasil
3e Beatriz Marques de Sousa
41
Mestrando em Engenharia Agrícola,Universidade Federal do Ceará/Departamento de Engenharia Agrícola, Bloco 804, Campus do Pici, alexandreirr@hotmail.com
2
Mestranda em Engenharia Agrícola,Universidade Federal do Ceará/Departamento de Engenharia Agrícola, elivania_sousa@yahoo.com.br
3
Mestrando em Engenharia Agrícola,Universidade Federal do Ceará/Departamento de Engenharia Agrícola, danielbrasil@hotmail.com
4
Mestranda em Engenharia Agrícola,Universidade Federal do Ceará/Departamento de Engenharia Agrícola, bia5ms@hotmail.com
Resumo - A utilização de estufas agrícolas para a produção vegetal vem ganhando mais espaço entre os produtores rurais, contudo as condições de clima tropical que o Brasil está inserido fazem com que seja necessária, na maioria dos casos, uma climatização dos ambientes. Este trabalho visa analisar a utilização de tela termorrefletora com o objetivo de amenizar a variação da temperatura e umidade interna em estufas. Para está análise foram instalados data loggers no centro geométrico dos ambientes que coletavam dados de temperatura e umidade a cada 15 minutos durante 56 dias em duas estufas com mesmas características, diferenciado entre si pelo uso de telas termorrefletora na altura do pé direito. Após a coleta de dados foi realizada uma análise geoestatística e krigagem para geração dos mapas facilitando a visualização. Com isso pode-se concluir que o uso da tela termorrefletora instalada horizontalmente a altura do pé direito reduz a temperatura durante as horas mais quente do dia em estufas.
Palavras-chave:
e
stufa; climatização; geoestatística.Temporal variability of the air temperature and humidity in greenhouses with a
thermo-reflective screen
Abstract - The use of greenhouses for crop production is gaining more space between the farmers, however the Brazil’s tropical weather makes necessary in most of the cases a cooling of the greenhouses. This study aimed to analyze the use of the thermo-reflective screen with the objective of relieve the variation of indoor temperature and humidity in greenhouses. For this analysis, data were collected every 15 minutes for 56 days in two greenhouses with the same characteristics, with the thermo-reflective screen installed at different heights in relation of the ground. After the data collection, geostatistics analysis and kriging analysis was performed to generate maps for an easier viewing. It can be concluded that the use of the thermo-reflective screen reduces the temperature during the hottest hours of the day and keeps the higher temperature at night-time than greenhouses that use the thermal reflective mesh.
Keywords: greenhouse; heating; geostatistics. Introdução
O cultivo em ambientes protegidos vem assumindo um papel importante nos últimos anos, representando uma significativa parcela da produção das espécies olerícolas no Brasil, oferecendo a possibilidade de produção nos períodos de entressafras (SENTELHAS; SANTOS, 1995). No cultivo protegido as principais finalidades relacionadas às estruturas de proteção, são de anular os efeitos negativos das baixas temperaturas, alta incidência de insetos, pragas, geada, vento, granizo, excesso de chuva e encurtar o ciclo de produção aumentando a produtividade e a qualidade dos produtos (SGANZERLA, 1995).
No século XX, o International Panel on Climate Change (IPCC, 2001) estimou um aumento de 0,65ºC na média da temperatura global, mais pronunciado na década de 90 e prevê um aumento entre 1,4 e 5,8ºC da
temperatura global até o final do século XXI. Essas alterações apresentam impactos mais significativos em estufas, pois com estas estruturas intensificam os processos de efeito estufa no microclima interno das estruturas. Outra forte alteração encontrada no interior de estufas é referente à umidade relativa do ar, pois segundo Silva et al. (2003) a umidade está diretamente relacionada à temperatura do ar.
Para amenizar os efeitos causados por altas temperaturas em estufas estudos tem sido realizado com diversas telas para sombreamento. Costa et al. (2007) encontraram resultados promissores na utilização de telas termorrefletora em cultivos de alface.
Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar a variação temporal do comportamento da temperatura do ar e umidade relativa em estufas com e sem telas termorrefletora.
Material e Métodos
O experimento foi realizado nas estufas da estação agrometeorológica da Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, em Fortaleza, Ceará, Brasil (latitude 3°45’S longitude 38° 33’W e altitude de 19 m). De acordo com a classificação de Köppen, a área do experimento está localizada numa região de clima Aw’, que se caracteriza por possuir um clima chuvoso, com precipitações de outono a verão e temperatura média de 28ºC durante o ano inteiro.
O experimento foi conduzido em duas estufas com mesmas características, dimensões de 6,4 x 12,0 m, pé direito de 3,0m, cobertas por plástico de 100µm, laterais cobertas por tela antiafídica com 0,24mm de malha e orientadas no sentido leste-oeste, o primeiro tratamento era constituído pela utilização de tela termorrefletora horizontalmente à altura do pé direito denominado (CTR) e o segundo tratamento constituído de um ambiente sem a utilização de tela termorrefletora (STR).
A temperatura e umidade do ar foram monitoradas com auxilio de Data Logger (Hobbo U10), sendo coletados os dados a cada 15 minutos durante o período de 21 de setembro a 16 de novembro de 2010, contabilizando um total de 5376 pontos coletados. Os Data Loggers foram instalados em cada ambiente a uma altura de 1,0m da superfície do solo.
Para a análise geoestatística foi utilizada a Equação 1, que estima a estrutura e a dependência espacial entre as observações por meio do semivariograma.
em que = valor do semivariância estimado para a distância de separação (h) entre as medidas, Z(xi) = valor real da variável amostrada na posição xconsiderada como uma variável aleatória, função da posição da amostragem x, Z(xi+h) = valor da mesma variável na posição xi+h em qualquer direção, h = a distância de separação entre as medidas e N(h) = número de pares experimentais de dados medidos de Z(xi) e Z(xi+h). O gráfico de versus os valores correspondentes de h, chamado semivariograma, é uma função do vetor h, e, portanto, depende tanto de sua magnitude como da direção de h (ANDRADE et al., 2005).Para verificar a dependencia temporal foi utilizado um índice de dependência temporal (IDT) adaptado da metodologia proposta por Zimback (2001) para avaliar o IDE (indice de dependencia espacial).
A análise da dependência espacial determinada pelo semivariograma foi obtida com o auxilio do programa GS+®"Geostatistical for Environmental Sciences" Versão 5.0 (2000) que utiliza os valores das variáveis associados às suas respectivas coordenadas de campo para gerar cálculos. A elaboração dos mapas foi realizada com o auxilio do Software Surfer®, versão 9.5 (2009), utilizando o método da Krigagem.
Resultados e Discussão
Tabela 1. Análise da estatística descritiva dos dados para a temperatura e umidade do ar nos ambientes com e sem tela termorrefletora
Variável Média D.V Var. C.V
(%) Med. Min. Max. Ass. Cur.
Tem.CTR 30,46 4,74 22,49 16,00 27,57 23,77 42,05 0,60 -1,29 Umi.CTR 59,29 17,17 294,82 29,00 67,48 25,90 87,30 -0,40 -1,46 Tem.STR 30,77 5,68 32,31 18,00 27,17 23,68 44,58 0,70 -1,14 Umi.STR 60,66 19,27 371,32 32,00 69,73 23,34 89,18 -0,43 -1,45
Tem.: temperatura do ar (°C); Umi.:umidade relativa do ar (%); CTR ambiente com tela termorrefletora: STR ambiente sem tela termorrefletora; DV: desvio padrão;Var: variancia; CV: Coeficiente de Variação (%); Med:mediana; Min: valor mínimo; Max: valor Máximo; Ass: Coeficiente de Assimetria; Cur: Coeficiente de Curtose;
Na Tabela 2 são apresentados os parâmetros dos semivariograma para temperatura e umidade nos dois ambientes, onde é possível observar que as variáveis estudadas nos ambientes apresentaram um modelo de semivariância exponencial, sem efeito pepita e alcances próximos a 4 metros. Todos os parâmetros apresentaram um forte índice de dependência temporal (IDT>75).
Tabela 2. Modelos e parâmetros dos semivariograma escalonados pela variância para temperatura e umidade do ar.
Variável Modelo Co Co+C A (m) IDT(%) R
2 (%) Tem.CTR Exponencial 0 23,22 3,78 100,00 62,00 Umi.CTR Exponencial 0 306 4,06 100,00 68,00 Tem.STR Exponencial 0 305 3,97 100,00 67,00 Umi.STR Exponencial 0 384 3,94 99,00 64,00
Tem.: temperatura do ar (°C); Umi.:umidade relativa do ar (%); CTR: ambiente com tela termorrefletora;: STR : ambiente sem tela termorrefletora Co: efeito pepita; C0+C: patamar; A: alcance da dependência espacial (m); IDT: índice de
dependência Temporal (%) e R2: coeficiente de determinação múltipla do ajuste (%).
De acordo com a Figura 1 é possível observar que os valores de umidade relativa do ar são menores no horário de 6h a 16h em ambos os ambientes e maiores valores nos demais horários. Com relação à variação da umidade relativa do ar entre os ambientes o tratamento STR apresentou uma maiorvariação que o tratamento CTR, sendo que o tratamento CRT apresenta uma menor variação de umidade durante o dia. O mapa STR-CTR indicada à diferença entre os valores de umidade do ambiente sem tela termorrefletora pelo ambiente com tela termorrefletora o que neste caso indica que o uso de tela termorrefletora proporciona maiores valores de umidade relativa durante o dia. A tela termorrefletora proporcionou ao ambiente um aumento de ate 14% durante os períodos próximos às 10h e uma redução de 16% nos horários entre as 15 e 18 horas em alguns dias.
Com relação à temperatura o ambiente que obteve as maiores temperaturas foi o sem tela termorrefletora (STR). Através dos mapas de temperatura é possível observar um leve deslocamento das maiores temperatura para períodos vespertinos.
A temperatura e a umidade como apresentado na Figura 1 apresentaram comportamentos inversos onde os maiores valores de temperatura são encontrados nas áreas com menores umidades. Com relação à diferença entre STR-CTR com relação à temperatura é possível observar que o uso da tela termorrefletora neste caso proporcional a estufa uma redução de ate 4°C nos períodos mais quentes e um aumento em alguns casos de ate 4°C nos períodos de 15h as 18h. Contudo não foram observadas grandes diferenças nos horários noturnos sendo que o uso de tela termorrefletora proporcionou ao ambiente um acréscimo de temperatura menor que 1°C.
265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 0 5 10 15 20 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 0 5 10 15 20 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 0 5 10 15 20 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 0 5 10 15 20 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 0 5 10 15 20 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 0 5 10 15 20 Umidade Temperatura A m b ie n te c o m t e la t e rm o r e fl e to ra C T R A m b ie n te s e m t e la t e rm o r e fl e to ra S T R S T R C T R Dias Dias Dias Dias Dias Dias H o ra s H o ra s H o ra s
Figura 1. Mapas de Krigagem para a temperatura e umidade de estufas com tela termorrefletora (CTR) e sem tela termorrefletora.
Conclusão
O uso de tela termorrefletora proporcionou ao microclima da estufa uma redução da temperatura nos períodos mais quente e um aumento dos valores de umidade nos períodos diurnos.
A tela termorrefletora reduziu a variação de temperatura e umidade durante o período avaliado. Referências
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COSTA, C. C.; CECÍLIO FILHO, A. B.; REZENDE, B. L. A.; BARBOSA, J. C.; GRANGEIRO, L. C.Viabilidade agronômica do consórcio de alface e rúcula, em duas épocas de cultivo. Horticultura brasileirav. 25, p.
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SGANZERLA, E. Nova Agricultura: A fascinante arte de cultivar com os plásticos. 5.ed. Guaíba: Agropecuária, 1995, 342p.
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ZIMBACK, C. R. L. Análise espacial de atributos químicos de solos para fins de mapeamento da fertilidade. 2001. 114 f. Tese (Livre-Docência em Levantamento do solo e fotopedologia) – Faculdade de Ciência Agronômica, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2001.
