UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA COLÉGIO DE APLICAÇÃO CAP/COLUNI USO DE MATERIAIS RECICLÁVEIS E DE BAIXO CUSTO NA CONSTRUÇÃO E CALIBRAÇÃO DE UM PLUVIÔMETRO PARA O ESTUDO DE VARIÁVEIS CLIMÁTICAS LOCAIS BOLSISTA: Ângelo Andrade Tartaglia ORIENTADOR: Edson Luís Nunes Relatório Final apresentado à Universidade Federal de Viçosa, como parte das exigências do PIBIC- EM/ CNPq, referente ao período de agosto/2015 a julho /2016. VIÇOSA MINAS GERAIS BRASIL AGOSTO/2016 i
RESUMO USO DE MATERIAIS RECICLÁVEIS E DE BAIXO CUSTO NA CONSTRUÇÃO E CALIBRAÇÃO DE UM PLUVIÔMETRO PARA O ESTUDO DE VARIÁVEIS CLIMÁTICAS LOCAIS A aquisição de dados sobre a quantidade de chuva em determinado local é de extrema importância para a avaliação se essa região está passando por alguma mudança climatológica, servindo como base para identificar como as mudanças feitas nesse local (construção de fábricas, casas, destruição da vegetação) estão impactando o ambiente e auxiliando no desenvolvimento de ações para melhorar a relação homem-natureza. Além disso, essas informações auxiliam no planejamento de plantações, já que cada espécie vegetal apresenta uma especificidade em relação a quantidade de água que necessita para o seu desenvolvimento. Para se obter esse e outros dados são montadas estruturas especializadas para analisar as condições atmosféricas, chamadas estações meteorológicas, sendo elas responsáveis por fornecer dados fundamentais para as mais diversas atividades. As estações possuem diversos instrumentos para medir as diferentes mudanças meteorológicas, sendo o pluviômetro o responsável pela precipitação. A possibilidade de montar esse instrumento com materiais que são fáceis de adquirir também contribui na melhora do ensino sobre climatologia, pois viabiliza a construção do pluviômetro pelos alunos, ação que ajuda a assimilação do conteúdo. Em vista da importância do conhecimento sobre as variáveis climáticas para as mais diversas áreas de trabalho e para a vida cotidiana das pessoas, a dificuldade de se montar uma estação meteorológica em todas as cidades, e a importância do cuidado com o meio ambiente esse trabalho teve como proposta a calibração e validação de um pluviômetro feito a partir de materiais de baixo custo, proporcionando uma maior acessibilidade a esse instrumento e ajudando a atenuar os impactos ambientais causados pelo descarte de objetos, tendo sido demonstrada a possibilidade de se utilizar o equipamento, uma vez que o mesmo apresentou valores de precipitação muito próximos aos valores registrados pelos equipamentos da Estação Climatológica Principal de Viçosa UFV, para medidas feitas nas proximidades da Estação. Data: 08/08/2016 Prof. Edson Luís Nunes ORIENTADOR Ângelo Andrade Tartataglia BOLSISTA PIBIC-EM/CNPq ii
Índice Introdução...1 Objetivos...2 Materiais e Métodos...2 Resultados...5 Conclusão...5 Referência Bibliográfica...5 iii
1) Introdução Conhecimentos sobre chuva, ventos, furacões e outros fenômenos atmosféricos sempre foram de interesse da humanidade devido à grande influência que eles têm sobre o cotidiano das pessoas, para compreender as variações das condições atmosféricas desenvolveu-se a meteorologia. De acordo com BAMBINI & FURTADO (2010), o estudo dessa área demorou muito tempo para entrar em um ritmo mais intenso de pesquisas, principalmente devido à dificuldade de se fazer esses estudos sem o auxílio de instrumentos com grande precisão entre os séculos XVIII e XIX, e ao pouco que se entendia sobre o tema. Percebe-se um aumento significativo à atenção dada a estes estudos no final do século XX devido ao aumento das preocupações em relação à mudança das condições climáticas mundial e ao advento do computador e da internet, ocasionando em um grande número de pesquisas com o foco em entender como as atividades humanas alteravam a dinâmica atmosférica e quais mudanças já haviam ocorrido ao longo da história.além disso, o conhecimento sobre clima e tempo possui uma influência direta nos produtos hortifrutigranjeiros, recursos hídricos e atividades do cotidiano, sendo o responsável por otimizar as atividades relacionadas a essas áreas e garantir um manejo adequado daquilo que se possui. As análises sobre as condições atmosféricas de uma determinada data e local são feitas em uma estação meteorológica, e na qual se encontram diversos instrumentos (como barômetro, higrômetro, pluviômetro, etc.) que fazem medidas sobre o estado da atmosfera, tendo sempre como premissa a maior precisão possível nos equipamentos para poder se chegar a resultados que se aproximem das condições reais. Segundo o trabalho de Fernando Moreira da Silva, Marcelo dos Santos Chaves e Zuleide Maria C. Lima, para realizar a coleta de dados em uma estação é necessário seguir as normas da OMM (Organização Mundial de Meteorologia) para que seja mantido um padrão de coleta ao redor do mundo, dando representatividade para essas informações e possibilitando criar perfis climáticos região e fazer previsões de como esses devem se comportar no futuro. A presença da estação em uma certa localidade também ajuda na difusão sobre o conhecimento dos estudos meteorológicos, pois serve como base para conhecer as técnicas de medição e ver os instrumentos em funcionamento. Segundo Vasconcelos (2012), atividades práticas relacionadas à climatologia têm grande impacto na aprendizagem de alunos do ensino 1
fundamental, aguçando a curiosidade sobre o tema e apresentar bons resultados em relação à aprendizagem. No trabalho de Lúcia Pombo, Ana Godinho e Márcio Taiala (Desenvolvimento de Instrumentos Meteorológicos simples como estratégia de aprendizagem ativa no Ensino Superior), é evidenciado a importância do contato prático do aluno com a matéria de meteorologia, sendo apresentado dados sobre a evolução do conhecimento de um grupo de alunos. Pluviômetros são instrumentos que medem a precipitação em um certo período de tempo, sendo o período máximo que ele pode realizar a captação o critério utilizado para se subdividi-lo em dois tipos: os ordinários e os totalizadores (Varejão-Silva, 2006). O primeiro tipo tem um limite que fica em torno de 24 horas e o segundo consegue captar chuvas de uma semana até vários meses, essas diferenças na quantidade que se pode medir ocorre devido ao tamanho do reservatório. A estrutura do pluviômetro é, basicamente, um funil que capta a precipitação para um reservatório, aqueles utilizados em estações meteorológicas possuem um revestimento de aço inoxidável normalmente, minimizando os danos causados por corrosão e os erros causados pelo calor proveniente do Sol. 2) Objetivos Esse projeto teve como objetivo realizar a calibração e a validação de um pluviômetro feito de materiais de baixo custo, visto que, ao se simplificar a construção de um instrumento meteorológico cria-se a possibilidade de difundi-lo mais facilmente para localidades que não o possuem, além de ajudar na reutilização de objetos que seriam descartados, como garrafas PET e canos de PVC. Entretanto, é preciso que os instrumentos feitos possuam a capacidade de funcionar adequadamente e que o erro deles seja pequeno. 3) Materiais e métodos O pluviômetro testado é constituído de um cabo de vassoura, uma lata de tinta, uma garrafa PET de 3,3 litros e uma luva com um tampão de PVC e uma polegada. O equipamento pode ser dividido em duas partes: o suporte e o pluviômetro em si (Figura 4), o primeiro foi montado a partir do cabo de vassoura fixado dentro da lata de tinta com cimento (Figura 1), para montar o segundo pegou-se uma garrafa PET e retirou-se a parte superior, de modo que 2
formasse um funil (Figura 2), encaixou-se a parte superior na parte inferior de modo que a boca da garrafa ficou no interior do equipamento. Para juntar as duas partes utilizou-se uma luva junta com um tampão (Figura 3), colando-os no pluviômetro e encaixando a parte aberta da luva no cabo de vassoura. Figura 1 - Suporte do pluviômetro Figura 2 - Funil do pluviômetro Figura 3 - Reservatório 3
Foram realizadas duas medidas com o pluviômetro, nos dias 28 de abril e 12 de maio, sendo essas comparadas com as medidas fornecidas pela estação meteorológica da UFV que estão no site do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) para avaliar a qualidade do instrumento. Figura 4 - Pluviômetro Por definição, o volume de chuva registrado em uma área plana (1 m 2 ) é mensurado pela medida linear, em mm, da cobertura d água sobre essa superfície plana: H = V/A, sendo H - a altura da chuva, V e A o volume e a área ocupada, respectivamente, pela coluna de chuva precipitada. A altura da chuva é obtida dividindo-se o volume coletado d'água pela área da superfície de captação do pluviômetro (Tubelis, 1992), conforme a equação abaixo: h = 10 x V / A Onde: h = Altura da precipitação (mm); V = Volume de água captada (ml); e A = Área da superfície coletora (cm 2 ). Após vários testes, foram feitas medidas de precipitação em dois dias de chuva em uma área no CAp-COLUNI UFV próxima à Estação Climatológica Principal de Viçosa do Departamento de Engenharia Agrícola da UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA UFV. 4
4) Resultados O instrumento apresentou uma medição satisfatória, pois a chuva coletada nos dias 28 de abril de 2016 e 12 de maio de 2016 registraram uma quantidade equivalente a 15,8 mm e 2,2 mm de precipitação para os referidos dias, respectivamente, aproximando-se bastante das quantidades registradas pela Estação Climatológica Principal de Viçosa UFV (15 mm e 2,2 mm, respectivamente), mostrando a viabilidade da utilização desse aparelho. 5) Conclusão Sendo assim, foi comprovado que mesmo o pluviômetro sendo feito a partir de materiais simples ele é capaz de produzir resultados que se aproximam muito daqueles registrados pelos instrumentos de uma estação meteorológica, possibilitando a difusão do equipamento para regiões carentes e podendo servir como complemento para o ensino da dinâmica atmosférica. Além disso, ficou perceptível que é possível um trabalho com baixa agressão ao meio ambiental e que contribua para o melhor descarte dos resíduos produzidos no cotidiano. Avaliação do bolsista O projeto foi de grande importância para a minha vida acadêmica e pessoal, pois me proporcionou uma experiência singular com a área de pesquisa, contribuindo para uma melhor compreensão de como se dá uma produção científica e que serão de grande ajuda em projetos futuros, e acrescentou muito ao meu conhecimento relativo à meteorologia e climatologia, tendo aprendido sobre alguns processos que eram antes desconhecidos por mim e que possuem grande aplicabilidade no meu cotidiano. Avaliação do orientador O bolsista apresentou um desempenho suficiente para a conclusão do trabalho de iniciação científica desenvolvido no período de agosto de 2015 a julho de 2016. 6) Referência Bibliográfica VAREJÃO-SILVA, Mário Adelmo. Meteorologia e Climatologia. Versão Digital 2. Refice/PE, 2006. 5
VASCONCELOS, Laura C. da Silva. A construção de instrumentos meteorológicos como prática didática da climatologia no ensino fundamental. In. Revista Geonorte, edição especial 2, v.1, p. 37-43, 2012. BAMBINI, M.D., FURTADO, A.T. Redes observação e a evolução tecnológica contribuindo para o desenvolvimento de modelos matemáticos na Meteorologia no século XX. In: 7º Congresso Latino Americano de História da Ciência e da Tecnologia, 2010, Salvador - BA. Anais do 7º Congresso Latino Americano de História da Ciência e da Tecnologia, 2010. POMBO, Lúcia; GODINHO, Ana; TALAIA, Mário. Desenvolvimento de Instrumentos Meteorológicos simples como estratégia de aprendizagem ativa no Ensino Superior. http://docplayer.com.br/18934168-desenvolvimento-de-instrumentos-meteorologicossimples-como-estrategia-de-aprendizagem-ativa-no-ensino-superior.html. SILVA, Fernando Moreira; CHAVES, Marcelo dos Santos; LIMA, Zuleide Maria C. Sistema de coleta de dados meteorológicos. http://sedis.ufrn.br/bibliotecadigital/site/pdf/geografia/geo_fis_ii_livro_web.pdf. TUBELIS, A.; NASCIMENTO, F. J. Lino do. Meteorologia Descritiva: Fundamentos e Aplicações Brasileiras. 1ª edição. 7ª reimpressão. São Paulo. Nobel. p.198-p. 218. 1992. 6