INFORMAÇÕES TÉCNICAS
A água no solo para a
A água é constituída de moléculas que se atraem pela força de coesão. Essas
moléculas no estado líquido estão em constante agitação, deslizando e rolando
umas sobre as outras. Essa agitação molecular é proporcional à
energia ou à temperatura da água. Se a temperatura aumentar, as
moléculas mais agitadas da superfície podem se escapar da massa
líquida e ficar livres na atmosfera, em estado gasoso. Se a temperatura da água
líquida diminuir, a agitação das moléculas também diminui. Se chegar a zero grau
centígrado, as moléculas serão fixadas e a água solidificará, formando o gelo.
Evaporação
Na superfície da água as moléculas mais quentes e mais
agitadas têm a tendência de escapar para a atmosfera. É a
evaporação. Ao mesmo tempo, as moléculas de água mais
agitadas e mais quentes da atmosfera, ao colidir com a superfície da água líquida são capturadas, ocorrendo a condensação. Quando o número de moléculas que escapam da
superfície líquida for maior que as capturadas por ela, da
atmosfera, estará ocorrendo evaporação. Se for o contrário,
maior o número de moléculas capturadas pela superfície liquida, ocorrerá condensação.
Quando há evaporação, com a saída das moléculas mais
agitadas e mais quentes da água líquida, esta estará perdendo energia. O que significa que a evaporação se faz à custa
da temperatura ou da energia da água. Quanto maior for a
sua temperatura em relação à da atmosfera, maior o saldo
de moléculas que se transferem para a atmosfera e maior a
evaporação.
A evaporação e a transpiração vegetal na natureza representam a transferência da água da superfície do solo para a
atmosfera, ou seja, a passagem do estado líquido da água
para o gasoso.
Condensação
Na natureza a superfície da terra recebe a radiação solar
durante o dia e se aquece, provocando a evaporação. Durante a noite a superfície da terra se resfria pela perda de calor,
com radiação terrestre de ondas longas para o espaço sideral. Quanto maior for o resfriamento da superfície exposta,
maior será a captação de moléculas de água da atmosfera
pela superfície resfriada, ou seja, o orvalhamento, principalmente sofre a folhagem das plantas. Quando a condensação
se dá na própria atmosfera há a formação de nuvens, que
podem se precipitar em forma de chuva. A condensação,
que é a passagem da água do estado gasoso para o líquido,
representa o fenômeno oposto à evaporação, ou seja, o retorno da água da atmosfera, através da chuva, para o solo.
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Evapotranspiração potencial
Representa a chuva necessária ao desenvolvimento normal das plantas, de forma não faltar nem sobrar água para
sua vegetação normal. Thornthwaite (1948) chamou-a de
evapotranspiração potencial (Etp), que corresponde à quantidade da água que pode passar do estado liquido para o gasoso, em função da disponibilidade de energia solar na região no período considerado. Por essa razão, a evapotranspiração potencial é mais elevada nos trópicos que em região
temperada e mais elevada no verão que no inverno.
A evapotranspiração em base potencial é um elemento
meteorológico característico da região, como é a temperatura média, o orvalho, a precipitação pluvial, etc. Em climatologia, para avaliar as condições de umidade do clima compara-se a quantidade da chuva ocorrida com a quantidade
da chuva necessária. Quando a chuva real for maior que a
necessária, no período, o clima pode ser considerado úmido.
Se for o contrário, pode ser considerado seco.
Thornthwaite (l948) introduziu em climatologia o conceito de chuva necessária ou evapotranspiração potencial e
do balanço hídrico climático ao comparar os dados da chuva
com os da evapotranspiração potencial do período considerado. Quando, como geógrafo, estudava o clima semi-árido
do Nordeste brasileiro, verificou que em Cabrobó - PE, com
uma chuva normal de cerca de 300 mm anuais, o clima era
seco. Mas em Londres, na Inglaterra, com os mesmos 300
mm anuais, o clima mostrava-se úmido. A razão é que em
Londres, pelo clima temperado, frio, a chuva anual necessária, ou Etp, é de apenas 200 mm, bem menor que a chuva real de 300 mm, ao passo que em Cabrobó, pelo clima
equatorial, quente, a chuva necessária ou Etp é muito maior,
cerca de 1600 mm anuais, condição que exigiria uma precipitação bem maior. Cerca de 2000 mm anuais!
Estimativa da evapotranspiração potencial
A medição da chuva é muito fácil. É feita em todo o
mundo, por meio de simples pluviômetros, há muito tempo.
O Agronômico, Campinas, 57(1), 2005
Mas a quantificação da evapotranspiração potencial, como
elemento meteorológico, é bem mais difícil. Primeiro, porque
é um conceito novo, ainda não bem compreendido pelos próprios meteorologistas e climatologistas. Sua medição exige o
manuseio de evapotranspirômetros, espécie de lisímetros, que
devem ser conduzidos durante vários anos por climatologista experiente. Seus resultados são utilizados principalmente
para aferir as equações de estimativa da evapotranspiração
potencial.
Existem hoje muitas fórmulas para estimativa da Etp. As
primeiras e muito eficientes são as de Thornthwaite (1948) e de
Penman (1948). A de Thornthwaite, relativamente empírica,
é baseada nas causas, fatores astronômicos e geográficos, que
condicionam e quantificam a Etp. A segunda é matemática,
baseada em princípios físicos e nos efeitos meteorológicos da
própria Etp. Ambas as fórmulas são de solução matemática
trabalhosa, mas hoje muito facilitada através da informática.
A estimativa de Etp baseada nas suas causas, como a
equação de Thorthwaite, foi muito simplificada pela introdução da equação de Camargo-71, que foi analisada e avaliada
por Camargo & Camargo (1983). Esses autores verificaram
que em nível mensal e decendial os resultados da fórmula de
Camargo-71, nas condições climáticas do Estado de São Paulo, foram muito consistentes e dão praticamente os mesmos
resultados da equação clássica de Thornthwaite, podendo ser
utilizada para estimar a Etp, levantar o balanço hídrico, quantificar bem as disponibilidades de umidade no solo e assim
prescrever satisfatoriamente as necessidades de irrigação.
Absorção da umidade do solo
A umidade do solo absorvida pelas raízes das plantas é
realizada por processo fisiológico, através dos pêlos absorventes. Nesse processo são absorvidos além da água os elementos químicos necessários à fisiologia da planta. Os pêlos
absorventes são órgãos vivos que necessitam de oxigênio
para respirar. O oxigênio é obtido do ar encontrado entre as
partículas do solo, na zona das raízes. Os pêlos absorventes
retiram a água das lâminas líquidas que ficam fixas, aderentes às partículas do solo. Essa água não é drenada pela
ação da gravidade. A umidade do solo nessa condição está
na chamada capacidade de campo, sendo facilmente disponível às plantas.
Para plantas hortícolas
Quando o solo é raso ou a planta cultivada é uma hortaliça
de sistema radicular curto a quantidade de água disponível no
solo é pequena , cerca de 15 a 20 mm. Nesse caso não é necessário recorrer a estudos de balanço hídrico para quantificar
a irrigação. A prática do hortelão é suficiente para estimar
quando e quanto irrigar.
Para culturas florestais
Para essas culturas com sistemas radiculares muito profundos, alcançando várias dezenas de metros de profundidade, é preciso considerar que a capacidade de armazenamento
de água disponível no solo é muito maior. Para árvores como
o eucalipto, a grevílea, a seringueira, etc., pelo sistema radicular muito profundo que têm, alcançando dezenas de metros
de profundidade, o solo pode armazenar um volume enorme
de água facilmente disponível, de mais de 500 mm na zona
O Agronômico, Campinas, 57(1), 2005
das raízes, para seu uso. Nesse caso, basta o solo ter boa
textura e estrutura, sem impedimentos ao desenvolvimento
das raízes, para que as árvores não sejam prejudicadas por
deficiências hídricas nas condições do clima da região sudeste
do Brasil, como o do Estado de São Paulo. A irrigação seria
inteiramente dispensável para as árvores adultas.
Para plantas arbustivas
Para tais plantas, como o cafeeiro, a laranjeira, a cana-deaçúcar, o milho, o trigo, a mandioca, as pastagens etc., cujos
sistemas radiculares podem atingir cerca de 3 a 5 m em solo
franco, sem impedimentos ao desenvolvimento das raízes as
culturas podem contar com 50 a 100 mm de água facilmente
disponível. A irrigação só seria indicada quando o balanço
hídrico indicasse uma disponibilidade de água facilmente
disponível abaixo de 50 mm.
Esse balanço hídrico seria feito para períodos de dezenas,
quinzenas ou mensais. Se houver um veranico excepcional de
15 dias, com um somatório de Etp de 15 mm, não atingiria
a condição de deficiência hídrica, pois o solo de 3 m de profundidade tem normalmente a capacidade de armazenamento
superior a100 mm de água facilmente disponível.
Períodos de observação
Em climatologia, os valores dos elementos ligados ao fator
umidade do solo para uso das plantas não podem ser considerados para períodos curtos, de poucos dias. Se assim for feito
os resultados não serão consistentes e aproveitáveis. Autores
inexperientes desejando obter resultados mais precisos trabalham com dados diários, mas sem os resultados desejáveis,
aproveitáveis.
O solo é um moderador da disponibilidade da água para
as plantas. Em condições de capacidade de campo no solo,
quando ocorrem alguns dias com saldo negativo entre chuva e
Etp, a disponibilidade de água na zona das raízes diminui um
pouco, mas se nos dias seguintes chover mais que a Etp, isto
é, se o saldo for positivo, a disponibilidade fácil aumentará de
novo e não haverá problema algum com a vegetação das plantas. Por isso não se deve trabalhar em climatologia agrícola
com períodos muito curtos e nunca com dados diários, que
não são consistentes. Os melhores são os períodos mensais
ou quinzenais.
Referências bibliográficas
Camargo, A.P.; Camargo, M.B.P. Teste de uma equação simples
para estimativa da evapotranspiração potencial baseada
na radiação solar extraterrestre e na temperatura do ar. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA,
3., Campinas, Anais... Campinas: Sociedade Brasileira de
Agrometeorologia, 1983. p. 229-244.
Penman, H.L. Natural evaporation from open water, bare soil and
grass. Proceeding Royal Society, London, v. 193, p. 120-143,
1948.
Thornthwaite, C.W. An approach toward a rational classification
of climate. Geographical Review, New York, v. 38, n. 1, p. 5594, 1948.
Ângelo Paes de Camargo
Pesquisador Científico aposentado do Instituto Agronômico
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