Aspectos psicrométricos do ar no interior de plantações de cacau

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1 Aspectos psicrométricos do ar no interior de plantações de cacau HERMES ALVES DE ALMEIDA 1 1 Agrometeorologista, Prof o Doutor, Departamento de História e Geografia, Universidade Estadual da Paraíba, UEPB, Campina Grande, e- mail: hermes_almeida@uol.com.br RESUMO A partir da lei de Dalton das pressões parciais foram estabelecidos os principais aspectos do ar úmido existentes no interior de plantações de cacau, sendo essas determinações o objetivo principal deste trabalho. Para isso, utilizou-se um psicrômetro comum, num abrigo meteorológico instalado no interior da fazenda experimental do Centro de Pesquisas do Cacau, Ilhéus, Bahia. Computando-se os dados horários de tar e UR, determinaram-se: as pressões parciais e de saturação de vapor, o déficit de pressão de saturação (DPV), a temperatura do ponto de orvalho (to) e as umidades absoluta (UA) e de saturação (US). Os principais resultados mostraram que a média horária da temperatura do ar foi 1,8 o C maior que a do ponto de orvalho, a umidade relativa diária é superior a 90% por, pelo menos 14 horas, o modelo de regressão para estimar a temperatura do ponto de orvalho mostrou elevada precisão e exatidão e que as umidades de saturação e absoluta foram, em média, de 0,19 e 17,9 g de vapor por m 3 de ar, respectivamente. A depressão do ponto de orvalho foi menor que,0 o C das 0h00min até às 08h00min da manhã, limite esse que indica, deposição de orvalho. Palavras-Chave: Microclima, Cacau, Umidade do ar. Psychomotor aspects of the air inside cocoa plantations ABSTRACT Starting from the law of Dalton of the partial pressures was established the principal aspects of the humidity of air inside cocoa plantations, being those determinations the objective principal of this work. For that, a common psychomotor was used installed in the experimental farm of the Center of Researches of the Cocoa, Ilhéus, Bahia. Being computed hourly data of air temperature ( tar) and relative humidity (HR), they were determined: the actual pressures and of vapor saturation, the deficit of saturation pressure (DPV), the temperature of the dew point (to) and the absolute humidity (UA) and of saturation humidity (US). The principal results showed that the hourly average of the temperature of the air was 1.8 larger o C than the one of the dew point; the daily relative humidity is largest to 90% for, at least 14 hours, the regression model to temperature of the dew point showed high precision and accuracy. Thus, the saturation humidity and absolute humidity were, on average, of 0.19 and 17.9 g of vapor for m3 of air, respectively. The depression of the dew point was smaller than,0 o C of 0:00 h to 08:00 h of the morning, limit that that indicates, dew deposition. Keywords: Microclimate, Cocoa, Air humidity. INTRODUÇÃO O ar atmosférico é composto por uma mistura de ar seco mais vapor d'água porém, em certas condições de temperatura e pressão, essa composição contém quantidades variáveis

2 de vapor d água. Se o ar não se encontra saturado, o que ocorre na maior parte do dia, ele é capaz de reter uma maior quantidade de vapor. A quantificação das características termodinâmicas do ar é normalmente feita utilizando-se um psicrômetro, que é formado, basicamente, por um conjunto de termômetros de bulbo seco e úmido. Com essas duas propriedades psicrométricas, juntamente com a pressão atmosférica, é possível calcular várias outras, tais como: as pressões de saturação (e s ) e parcial (e a ) de vapor d'água e, consequentemente, a umidade relativa do ar. Tais propriedades governam as trocas de energia e permitem estabelecer três condições típicas do ar: seco, úmido e saturado (PEREIRA et al., 1997). O conhecimento da temperatura do ar, umidade relativa e dos seus respectivos dados derivados, tais como: pressão parcial e de saturação, déficit de pressão de saturação e temperatura do ponto de orvalho no interior de uma plantação é fundamental nos estudos ecológicos da cultura (HELDWEIN & KRZYSCH, 1999). Para ALMEIDA (1997), a umidade relativa (UR) nas principais áreas produtoras de cacau do Sudeste da Bahia, a partir das 19 h e em qualquer dia do ano, é superior a 90 %. Quando se comparam os valores de UR na saturação, nos dias de inverno em relação aos de verão, contata-se que o tempo de permanência é de duas a três horas a mais no inverno do que no verão (ALMEIDA & MACHADO, 008). O cacaueiro por ser cultivado em ambientes naturalmente protegidos por árvores de sombra, tem uma menor incidência direta de irradiância solar, da temperatura, dentre outros elementos do clima. Esse ambiente propicia um microclima e, por isso, torna-se necessário estabelecer os principais aspectos psicrométricos do ar existente no interior de plantações de cacau, sendo essas determinações os objetivos principais deste trabalho. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi conduzido na fazenda experimental de cacau (Theobroma cacau L), localizada no Centro de Pesquisas do Cacau (CEPEC), no eixo Ilhéus-Itabuna, Ilhéus, latitude 14 o 45 S e longitude 39 o 40 W. Nessa área, os cacaueiros adultos foram plantados no espaçamento de 3m x 3m, sob sombreamento de Eritrina (Erythrina glauca willd), no espaçamento de 4m x 4m, e/ou em consórcio com outras árvores de sombra. No centro da parcela experimental e a 1,5 m da superfície do solo, instalou-se um a- brigo meteorológico padronizado, contendo um termohigrógrafo e um psicrômetro comum. Dos registros contínuos de temperatura do ar (tar) e umidade relativa (UR) foram computados os valores pontuais, a cada hora, ao invés da média horária, considerando-se, ainda, o período diurno entre 07h00min e 17h00min e noturno de 18h00min as 06h00min da manhã. A pressão de saturação de vapor (e s, em kpa) foi determinada utilizando-se a equação de Tetens (1). A partir desta foram determinados: a pressão parcial de vapor (e a, em kpa), o déficit de pressão de saturação (DPV- em kpa), a temperatura do ponto de orvalho (to, em o C) e as umidades absoluta (UA) e de saturação (US), em g de vapor/m 3 de ar, mediantes as expressões: e s kpa) 0,6110 e 7,5tar 37,3tar ( (1) a ( kpa) es UR 0, 01 () DPV=e s -e a (3) t o ( o C)= 37 7, 5, 3 log( log( e a e a / 0, 61 / 0, 61 ) ) (4)

3 e UA= 168 a (5) tu 73, e US= 168 s (6) tar 73, O modelo de regressão, entre as temperaturas do ponto de orvalho (to) e do ar (tar), foi estabelecido mediante a equação: to=a+btar, utilizando-se 5170 pares de valores. A escolha do melhor modelo foi feita com base nos índices estatísticos de precisão (coeficiente de determinação- r ), de concordância (d), propostos WILLMOTT et al (1985) e o erro absoluto médio (EAM), mediante as equações: d=1- to toest (7) ( to toest ) ( toest toest ) n 1 EAM= to to est (8) n i 1 As análises estatísticas, cálculos e a confecção dos gráficos, foram computados utilizando-se a planilha Excel. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 1 mostra as variações espacial e temporal, médias horárias, das temperaturas do ar (tar), do ponto de orvalho (to) e da umidade relativa do ar (UR) no interior de plantações de cacaueiros. 8,0 tar to UR 100 temperaturas ( o C) 6,0 4,0,0 0, Umidade relativa (%) 18,0 00:00 0:00 04:00 06:00 08:00 10:00 1:00 14:00 16:00 18:00 0:00 :00 horas 60 Figura 1. Médias horárias da umidade relativa (UR) e das temperaturas do ar (tar) e do ponto de orvalho. Centro de Pesquisas do cacau, Ilhéus, BA. Observa-se (Figura 1) que a umidade relativa é superior a 90%, em média, por pelo menos, 14 horas, ou seja, das 17h00min até às 07h00min da manhã. Na maioria dos dias ana-

4 lisados, constatou-se que a saturação do ar (UR=100%) ocorria entre meia noite e 6 h da manhã. Nesses dias, a temperatura do ar foi igual à temperatura do ponto de orvalho. Como as linhas representam dados médios horários ininterruptos de cinco anos, a média, como medida de tendência central, suaviza os valores pontuais observados e, portanto, a UR mostrada não equivale a do ar saturado. Por isso, a to não é igual à tar. Mesmo assim, constata-se que quando o ar tende a saturação, a temperatura do ar é muito próxima de 0,0 o C. As médias horárias das temperaturas do ar e do ponto de orvalho foram de,3 e 0,5 o C, respectivamente. Comparando-se a relação UR e tar para está condição, verificou-se que o comportamento foi semelhante, ou seja, é uma função inversa da temperatura. Isso mostra, entretanto, que as condições do microclima não modificaram a citada relação. Constatou-se, também, que os maiores valores da temperatura do ar foram registrados por volta das 13h00min quando ocorrem os menores valores de UR. A umidade do ar pode também ser expressa pela concentração de vapor, ou seja, pela massa de vapor contida num volume unitário. As densidades de vapor representadas pelas umidades saturação (US) e absoluta (UA), em gramas de vapor por m3 de ar, e do déf icit de pressão de saturação de vapor d água são mostrados na Figura. Como a capacidade da atmosfera em reter umidade aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura, os maiores valores da umidade de saturação ocorreram entre meio dia e 14h00min. g.m -3 g.m -3 5,0 US UA DPS 7 Umidades saturação e absoluta 3,0 1,0 19,0 17, Deficit pressão de vapor 15,0 00:00 0:00 04:00 06:00 08:00 10:00 1:00 14:00 16:00 18:00 0:00 :00 horas 0 Figura. Médias horárias da umidade de saturação (US), umidade absoluta (UA) e do déficit de pressão de saturação de vapor d água (DPS). Centro de Pesquisas do cacau, Ilhéus, BA. Com relação à pressão de saturação e ao déficit de pressão de saturação de vapor, observa-se que há uma diferença, embora pequena, nas primeiras horas da manhã e maior entre 1h00min e 14h00min. Já, a depressão do ponto de orvalho foi menor que,0 o C das 0h00min até às 08h00min da manhã, limite esse que indica à deposição de orvalho, de acordo com os resultados de GILLESPIE et al. (1993). A Figura 3 mostra a equação de regressão e o coeficiente de determinação (r ) da temperatura do ponto de orvalho em função da temperatura do ar. Os indicativos estatísticos mostrados pelos elevados valores dos coeficientes de determinação (R =0,9103), de concordância (d=0,95) e do erro absoluto médio (EAM=0,46 o C) revelam a precisão a exatidão do modelo de regressão estabelecido.

5 30,0 5,0 y = 0,84x +,73 R = 0,9103 to ( o C) 0,0 15,0 10,0 10,0 15,0 0,0 5,0 30,0 ta r ( o C) Figura 3. Modelo de regressão linear entre as temperaturas do ponto de orvalho (to) e a do ar (tar). Centro de Pesquisas do cacau, Ilhéus, BA. CONCLUSÕES Com base nos resultados encontrados, conclui-se que: 1) A média horária da temperatura do ar foi 1,8 o C maior que a do ponto de orvalho; ) A umidade relativa diária é superior a 90% por, pelo menos, 14 horas; 3) O modelo de regressão para estimar a temperatura do ponto de orvalho mostrou elevada precisão e exatidão; 4) As umidades de saturação e absoluta foram, em média, de 0,19 e 17,9 g de vapor por m 3 de ar, respectivamente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, H. A., MACHADO, R. C. R. Características termodinâmicas do ar no interior de plantações de cacau. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.16, p.39-48, 008. ALMEIDA, H.A.de. Evapotranspiração, balanço hídrico e modelo de estimativa de produção de cacau (Theobroma cacao L.) em função da disponibilidade de água no solo e energia. Botucatu, p. Tese de Doutorado (em Irrigação e Drenagem)- Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. GILLESPIE, T. J.; SRIVASTAVA, B.; PITBLADO, R. E. Using operational weather data to schedule fungicide sprays on tomatoes in Southern Ontario, Canada. Journal of Applied Meteorology, v.3, p , HELDWEIN, A. B. & KRZYSCH, G. Estimativa da temperatura e pressão de vapor d água no ar no topo de uma cultura de batata. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.7, n.1, p , PEREIRA, A. R., VILLA NOVA, N. A.; SEDYAMA, G., C. Evapo(transpi)ração. Piracicaba: FEALQ, 183p, WILLMOTT, C. J., ACKLESON, S.G., DAVIS, R. E et al. Statistics for the evaluation and comparison of models. Journal of Geophysical Research, Ottawa, v.90, n.c5. p , 005.