AVALIAÇÃO DE PROTÓTIPOS DE SENSORES DE RADIAÇÃO SOLAR DE BAIXO CUSTO PARA ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL
Authors: Benítez Juliana Sánchez , Fraga Junior Luciano Sobral , Amaral Alisson Macendo , Vellame Lucas Melo 
Published: March 2023

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 EToPM 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 EToPM 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.