ESTUDO DE VARIÁVEIS METEOROLÓGICAS PARA ANÁLISE DE MICROCLIMA, USANDO TECNOLOGIA DE BAIXO CUSTO

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Cármen Frade Mendonça
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ESTUDO DE VARIÁVEIS METEOROLÓGICAS PARA ANÁLISE DE MICROCLIMA, USANDO TECNOLOGIA DE BAIXO CUSTO Marcelo Correia da Silva¹, Rosiberto Salustiano da Silva Junior², Felipe Souza dos Santos¹ e Dhiego

1 ESTUDO DE VARIÁVEIS METEOROLÓGICAS PARA ANÁLISE DE MICROCLIMA, USANDO TECNOLOGIA DE BAIXO CUSTO Marcelo Correia da Silva¹, Rosiberto Salustiano da Silva Junior², Felipe Souza dos Santos¹ e Dhiego Rafael Farias Luna¹ 1 Curso de Graduação em Meteorologia, UFAL 2 Professor Doutor em Meteorologia, UFAL Resumo Devido ao alto custo de instalação e manutenção de estações meteorológicas automáticas para pesquisa e aquisição de dados para pesquisa científica e estudos de microclimas, pesquisadores recorrem a outras tecnologias e formas de adquirir os dados. Através do surgimento da tecnologia, foram criados sensores de baixo custo, com a facilidade de investir no setor produtivo e a comunidade acadêmica. Para esse artigo, foram obtidos e analisados 100 horas de dados para a Estação Automática e do (referência), no mesmo ponto na cidade de Maceió/AL, durante os dias 06 de setembro a 11 de setembro de Ao ser validados os dados obtidos pela Estação Automática, mostra-se sua eficiência, tendo como limitação o fato da necessidade de alimentação através de energia elétrica. Foram realizados medidas de cinco variáveis meteorológicas: Temperatura, Pressão, Umidade, Velocidade do Vento e Precipitação. As análises foram satisfatórias, concluindo-se que a Estação Automática, pode ser utilizada para fins de pesquisas e análises de microclimas. Palavras-chave: ; microclima. Abstract Due to the high cost of installing and maintaining automatic meteorological stations for research and data acquisition for scientific research and microclimate studies, researchers turn to other technologies and ways to acquire the data. Through the emergence of technology, low cost sensors were created, with the facility of investing in the productive sector and the academic community. For this article, 100 hours of data were obtained and analyzed for the Automatic Station and (reference), at the same point in the city of Maceió / AL, during the days of September 6 to September 11, When validated the data obtained by the Automatic Station shows its efficiency, having as a limitation the fact of the need of power supply through electric power. Measurements of five meteorological variables were performed: Temperature, Pressure, Humidity, Wind Speed and Precipitation. The analyzes were satisfactory, concluding that the Automatic Station can be used for research and analysis of microclimates. Keywords: ; microclimate. 1. Introdução Este trabalho tem por objetivo apresentar um estudo quantitativo e qualitativo de algumas variáveis meteorológicas coletadas através do uso de uma Estação Automática utilizando tecnologia. A relevância deste estudo se dá pela facilidade de desenvolvimento de tal estação e pelo seu baixo custo e disponibilidade da tecnologia.

A pergunta para este trabalho pode ser formulada da seguinte maneira: É viável investir em uma Estação Automática baseada em tecnologia para fins acadêmicos e de aplicações no setor produtivo?

O foi escolhido como plataforma de desenvolvimento da estação automática por ser hardware livre e apresentar uma grande comunidade de desenvolvedores e entusiastas em todo o mundo, inclusive em

2 A pergunta para este trabalho pode ser formulada da seguinte maneira: É viável investir em uma Estação Automática baseada em tecnologia para fins acadêmicos e de aplicações no setor produtivo? Em linhas gerais, as duas grandes atividades que realizaremos para responder esta pergunta são a coleta de dados nas duas estações, e a sua análise comparativa. O foi escolhido como plataforma de desenvolvimento da estação automática por ser hardware livre e apresentar uma grande comunidade de desenvolvedores e entusiastas em todo o mundo, inclusive em português. Uma das potencialidades do é a possibilidade combinar diversos sensores, processando seus sinais ao mesmo tempo, e obter um panorama cada vez mais apurado do ambiente em que se encontra. Trilharemos essa trajetória passo a passo, adicionando cada vez mais sensores. 2. Materiais e Métodos Para alcançarmos os resultados almejados neste trabalho, realizamos a coleta de dados para análise da Estação Automática e de dados da estação do (referência), depois executamos análise estatística comparativas dos dados. Para executar a primeira etapa do projeto, foram obtidos dados da Estação Meteorológica de Observação de Superfície Automática EMA (Código A303), disponível no site do Instituto Nacional de Meteorologia -. A Estação Meteorológica de Observação de Superfície Automática EMA do (Figura 1) junto com a Estação Pluviométrica, está localizada nas seguintes coordenadas: 9, Sul, 35, Oeste e altitude de 84m, na cidade de Maceió/AL, região de litoral. Os sensores estão localizados dentro da mesma área, com as mesmas características de instalação. Figura 1 Estações Automática (A303), com um zoom na Estação Automática. Fonte: Autor, O presente estudo foi realizado entre os dias 06 e 11 de setembro de Foi gerado em torno de 100hrs de observação de dados para comparar a eficiência da Estação Automática para a estimativa das seguintes variáveis meteorológicas: Precipitação; Temperatura; Pressão; Umidade e Velocidade do Vento. Os sensores (Figura 2), medem a variável a cada 15 minutos conforme padrões meteorológicos pré-determinados na linguagem de programação (C++ com pequenas modificações) carregada na memória do. 2

Figura 2 Equipamentos utilizados, da esquerda para direita: Placa (modelo UNO R3), Módulo para Cartão de Memória (armazenar os dados), Sensor de

As leis usadas nesse perfil foram: Lei do Perfil Logarítmico e a Lei da Potência. 3.

Estação Meteorológica Automática, se comparado a alguns modelos utilizados em diversas partes, o custo da Estação Automática fico em torno de apenas 4%

3 Figura 2 Equipamentos utilizados, da esquerda para direita: Placa (modelo UNO R3), Módulo para Cartão de Memória (armazenar os dados), Sensor de Temperatura e Umidade (DHT11), Sensor de Pressão Atmosférica (BMP180), Estação Anemométrica com Pluviômetro de Báscula. Fonte: Google. Acesso: Setembro de Na figura 7, observa-se que no escoamento dos perfis de velocidade média utiliza leis experimentais para efetuar o ajuste das velocidade médias do vento. As leis usadas nesse perfil foram: Lei do Perfil Logarítmico e a Lei da Potência. 3. Resultados e Discussões O primeiro resultado é referente ao protótipo usado para aquisição dos dados, com uma diferença significativa em relação de uma Estação Meteorológica Automática, se comparado a alguns modelos utilizados em diversas partes, o custo da Estação Automática fico em torno de apenas 4% do valor total da Estação Meteorológica Automática. Em relação as dados obtidos das Estações Automáticas, transformados em gráficos, para melhorar no entendimento e facilitar a visualização da variável, constatamos resultados bem próximos ao esperado. Precipitação (mm) 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Figura 3 Dados de Precipitação da Estação e. Fonte: Autor,

4 06/09/ /09/2017 Temperatura ( C) 30,0 29,0 28,0 27,0 26,0 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 Figura 4 Dados de Temperatura da Estação e. Fonte: Autor, ,0 1010,0 1009,0 1008,0 1007,0 1006,0 Pressão Atmosférica (hpa) 1005,0 Figura 5 Dados de Pressão da Estação e. Fonte: Autor, Umidade Relativa (%) 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 Figura 6 Dados de Umidade Relativa da Estação e. Fonte: Autor,

5 Velocidade do Vento (m/s) 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 + Lei da Potência + Perfil Logaritmo Figura 7 Dados de Velocidade do Vento da Estação e. Fonte: Autor, Conclusões Foram comparadas as medições das variáveis observadas pela Estação Meteorológica de Observação de Superfície Automática EMA do, e pela Estação Automática, onde a mesma, mostrou-se eficiente nas medições, como mostra os resultados em gráficos. Salienta-se que, para a validação dos dados da velocidade do vento, precisou utilizar a Lei do Perfil Logarítmico e a Lei da Potência, para efetuar o ajuste do escoamento de acordo com o nível da Estação Automática do (10m), assim constatamos a que Estação Automática (2m), de forma eficaz, mediu as variáveis desejadas. Logo, é possível indicar a Estação Automática como uma ferramenta a ser utilizada para análises de microclimas e de pesquisas, pois tem um valor baixo de aquisição e manutenção. Referências Bibliográficas SOUZA, R. O. R. M. Desenvolvimento e avaliação de um sistema de irrigação automatizado para áreas experimentais. Dissertação (Mestrado em Agronomia) Universidade de São Paulo, Piracicaba, VAREJÃO-SILVA, M. A. Consequências meteorológicas dos movimentos da terra. In:. Meteorologia e climatologia. 2. ed. Recife, cap. 1, p. 16. INSTITUTO BRASILEIRO GEOGRÁFICO DE ESTATÍSTICA (IBGE). Alagoas: censo demográfico Disponível em: < htm>. Acesso em: 1 mar SOUZA, A. C. M. Como Reduzir os custos do monitoramento de variáveis meteorológicas, utilizando a tecnologia. TCC (Graduação em Meteorologia) Universidade Federal de Alagoas, Maceió,

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