IV Congresso Brasileiro de Mamona e
I Simpósio Internacional de Oleaginosas Energéticas, João Pessoa, PB – 2010
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BALANÇO DE ENERGIA E EVAPOTRANSPIRACAO EM MAMONA CULTIVADA EM
GARANHUNS-PE1
José Romualdo de Sousa Lima1; Karoline de Melo Padilha2; Clarissa de Albuquerque Gomes 2; Antonio
Celso Dantas Antonino3; Roberto Carlos Orlando1
1
Prof. Adjunto UAG/UFRPE, [email protected]; 2 Graduando em Agronomia UAG/UFRPE, bolsista
PIBIC/CNPq/UFRPE; 3 Prof. Associado DEN/UFPE
RESUMO – Objetivou-se determinar os componentes do balanço de energia (saldo de radiação, fluxo
de calor latente, fluxo de calor sensível e fluxo de calor no solo) e a evapotranspiração (ET) em
mamona, pelo método da razão de Bowen. Para tal, instalou-se numa área de 9 ha da fazenda Estivas,
Garanhuns – PE (8°53’S, 36°29’O, 842 m altitude), uma torre micrometeorológica contendo um
pluviógrafo, um saldo radiômetro e sensores para medida da temperatura e da umidade relativa do ar,
em dois níveis acima do dossel da cultura. Além disso, dois locais no solo foram instrumentados, cada
um com duas sondas térmicas instaladas horizontalmente, nas profundidades de z1 = 2,0 cm e z2 =
8,0 cm, além de um sensor destinado à medida do fluxo de calor no solo, a 5,0 cm. Essas medidas
foram armazenadas, a cada 30 minutos, em um sistema de aquisição de dados. A Rn foi utilizada, em
média, como 43% no fluxo de calor latente (LE), 50% como fluxo de calor sensível (H) e 7% como fluxo
de calor no solo (G). A ET seguiu as variações da precipitação pluvial, com valores total e médio de
146,1 mm e 2,1 mm d-1, respectivamente.
Palavras-chave – evapotranspiração, razão de Bowen, fluxo de calor sensível, saldo de radiação.
INTRODUÇÃO
A mamona apresenta-se como uma cultura com enorme potencial para gerar empregos e fixar
o homem no campo devido à utilização do óleo de suas sementes para a produção de biodiesel. Desse
modo, várias pesquisas foram e estão sendo realizadas com essa cultura, no entanto, até o momento,
existem poucas pesquisas que estudaram os componentes do balanço de energia, bem como a
evapotranspiração dessa cultura.
A quantificação dos componentes do balanço de energia (saldo de radiação, fluxo de calor no
solo, fluxo de calor sensível e fluxo de calor latente) é importante para propósitos meteorológicos,
agronômicos e hidrológicos, bem como para o planejamento da irrigação das culturas e para uma
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Trabalho financiado pela PRPPG/PROAD/REUNI/UFRPE
CONGRESSO BRASILEIRO DE MAMONA, 4 & SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE OLEAGINOSAS ENERGÉTICAS, 1, 2010,
João Pessoa. Inclusão Social e Energia: Anais... Campina grande: Embrapa Algodão, 2010. p. 1037-1041.
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melhor compreensão e modelagem dos processos de troca de massa e de energia que ocorrem na
superfície da terra.
O método do balanço de energia razão de Bowen é considerado um método padrão nas
estimativas dos fluxos de calor latente e calor sensível, o qual vem sendo usado por diversos
pesquisadores (Lima et al., 2005; Azevedo et al., 2007; Oliveira et al., 2009). Assim sendo, o objetivo
desse estudo foi estimar a evapotranspiração da mamona (ET), bem como os componentes do balanço
de energia, por meio do método do balanço de energia razão de Bowen.
METODOLOGIA
As medidas para a realização do balanço hídrico foram efetuadas numa área de
aproximadamente 9 ha cultivada com mamona, localizada na Fazenda Estivas situada no município de
Garanhuns-PE (8o 53’ S, 36o 29’ O, 842 m). O clima na microrregião de Garanhuns é mesotérmico, com
temperatura média anual de 20°C e precipitação pluviométrica de 1333,1 mm, sendo os meses mais
chuvosos de maio e junho.
No dia 04 de agosto de 2009, sementes de mamona da cultivar BRS 149 Nordestina foram
plantadas manualmente no espaçamento de 4,0 m x 1,0 m, com uma planta por cova. Os dados
utilizados nesse trabalho correspondem ao período de 09/08/2009 a 18/10/2009 (05-75 DAP, dias após
o plantio).
Para a realização do balanço de energia foi instalada uma torre micrometeorológica no centro
da área contendo dois sensores de medidas da temperatura e da umidade relativa do ar em dois níveis
(z1 = 40,0 cm, e z2 = 110,0 cm) acima do dossel da cultura. Além desses sensores, foi instalado um
saldo radiômetro para as medições do saldo de radiação e um pluviógrafo, para a medida da
precipitação pluvial, sendo estes sensores instalados na mesma torre, numa altura de 2,0 m da
superfície do solo. Para a medida do fluxo de calor no solo, foi instalado um fluxímetro numa
profundidade z = 5,0 cm, juntamente com um sensor de umidade do solo na mesma profundidade,
além de duas sondas térmicas instaladas horizontalmente nas profundidades de z1 = 2,0 cm e z2 = 8,0
cm. Todas as medidas citadas acima foram armazenadas como médias a cada 30 minutos, a exceção
da pluviometria onde foi calculado seu valor total, em um sistema de aquisição de dados CR 1000 da
Campbell Scientific.
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O balanço de energia na superfície do solo pode ser calculado por meio da seguinte
expressão:
Rn  G  H  LE
(1)
Em que: Rn – saldo de radiação; G - fluxo de calor no solo; H - fluxo de calor sensível e LE fluxo de calor latente. Todos os termos estão W m-2.
A partição da energia disponível (Rn-G) entre fluxo de calor latente e fluxo de calor sensível
pode ser obtida pelo método do balanço de energia – razão de Bowen:

H
T

LE
e
(2)
Em que:  - constante psicrométrica (0,066 kPa oC-1); T - diferença de temperatura do ar
(oC); e e - diferença de pressão de vapor (kPa).
A partir da equação do balanço de energia, utilizando-se a razão de Bowen (), procedeu-se o
cálculo dos fluxos de calor latente (LE) e calor sensível (H):
LE 
H
Rn  G
1 
(3)

Rn  G 
1 
(4)
A taxa de evapotranspiração da cultura (ET) foi obtida dividindo-se o fluxo de calor latente pelo
calor latente de vaporização, considerado como constante (2,45 MJ kg -1).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Figura1 é apresentada a evolução diária da precipitação pluvial e da evapotranspiração
(ET) da cultura da mamona. Observa-se para o período estudado que a quantidade total de água
precipitada foi 62,5 mm, sendo que a precipitação mais significativa (13,0 mm) ocorreu no dia
25/08/2009. Observa-se que a ET seguiu as variações da precipitação pluvial, com os valores mais
elevados, ocorrendo logo após um evento de precipitação, sendo seu valor total de 146,1 mm e seu
valor médio de 2,1 mm d-1.
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A evolução diária dos componentes do balanço de energia (saldo de radiação, fluxos de calor
no solo, latente e sensível) na cultura da mamona é apresentada na Figura 2. Observa-se que o fluxo
de calor no solo (G) manteve-se quase que regular durante todo o período de estudo. Os fluxos de
calor sensível (H) e calor latente (LE) seguiram a distribuição da precipitação pluvial, pois, nos períodos
de maior disponibilidade hídrica do solo, o principal consumidor da energia disponível (Rn-G) foi o LE, e
quando existiu restrição hídrica no solo, o principal consumidor foi o H, ou seja, quando não existiu
restrição hídrica no solo a maior parte da energia disponível foi utilizada no processo de
evapotranspiração. Observou-se, ainda, que o saldo de radiação (Rn) foi utilizado em média como
43%, 50% e 7% para os fluxos de calor latente (LE), sensível (H) e no solo (G), respectivamente.
Oliveira et al. (2009) avaliando os componentes do balanço de energia em mamona cultivada
nas condições do Brejo Paraibano (Areia-PB), encontraram que o saldo de radiação foi utilizado, em
média, como 52% no fluxo de calor latente, 38% como fluxo de calor sensível e 10% como fluxo de
calor no solo. Uma possível explicação para essa diferença entre os resultados dessa pesquisa e os de
Oliveira et al. (2009), se deve a menor precipitação pluvial ocorrida nesta pesquisa.
CONCLUSÃO
A Rn foi utilizada, em média, como 43% no fluxo de calor latente (LE), 50% como fluxo de calor
sensível (H) e 7% como fluxo de calor no solo (G). A ET seguiu as variações da precipitação pluvial,
com valores total e médio de 146,1 mm e 2,1 mm d -1, respectivamente.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AZEVEDO, P.V.; SOUZA, C.B.; SILVA, B.B.; SILVA, V.P.R. Water requirements of pineapple crop
grown in a tropical environment, Brazil. Agricultural Water Management, Amsterdam, v.88, n.1-3,
p.201-208, 2007.
LIMA, J.R.S.; ANTONINO, A.C.D.; SOARES, W.A.; BORGES, E.; SILVA, I.F.; LIRA, C.A.B.O. Balanço
de energia em um solo cultivado com feijão caupi no brejo paraibano. Revista Brasileira de
Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.9, n.4, p. 527-534, 2005.
OLIVEIRA, I.A.; LIMA, J.R.S.; SILVA, I.F.; ANTONINO, A.C.D.; GOUVEIA NETO, G.C.; LIRA, C.A.B.O.
Balanço de energia em mamona cultivada em condições de sequeiro no Brejo Paraibano. Revista
Brasileira de Ciências Agrárias, v.4, n.2, p.185-191, 2009.
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2.5
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2
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Evapotranspiração, mm
Precipitação pluvial, mm
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Precipitação
ET
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2
0.5
0
0
Tempo, dias
Figura 33 - Precipitação pluvial e evapotranspiracao da mamona durante o período de 11/08/2009 a 18/10/2009 em
Garanhuns-PE
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Energia diária acumulada, MJ m-2
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Rn
G
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4
2
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11/08/2009
31/08/2009 20/09/2009
Tempo, dias
10/10/2009
Figura 2 - Evolução diária dos componentes do balanço de energia sobre a cultura da mamona durante o período de
11/08/2009 a 18/10/2009 em Garanhuns-PE
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