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Analise da Evaporação de Água Retida no Solo
Tabela 1. Equação de previsão de taxa de evaporação [Oliveira, 2003, p.40]
à superfície deve ser igual à energia que sai da superfície para o mesmo 
derivar uma equação de equilíbrio de energia. A equação para uma super-
fície de evaporação pode ser escrita como,
 Rn (1)
Onde R
n é a radiação líquida, H o calor sensível, G o fluxo de calor do solo 
e representa a 
fração de evapotranspiração derivada da equação do balanço de energia. 
A radiação líquida R
n 
estimados a partir de parâmetros climáticos. As medições do calor sensí-
vel H são complexas e não podem ser facilmente obtidos, H requer uma 
medição precisa dos gradientes de temperatura acima da superfície.
( n a Cp ((es ea )/ra )) s a )) (2)
Onde Rn (MJ / m² dia) é a radiação líquida, G (MJ / m² dia) é o fluxo de 
calor do solo, e
s 
e
a 
(kPa) -
por do ar, é a densidade média do ar a pressão constante expresso 
em, Cp é o calor específico do ar, é o vapor de saturação e 
representa a variação da pressão em relação a temperatura, é 
a constante psicrométrica, e r
s
 e r
a
 (m / s) são a superfície e as resistências 
aerodinâmicas.
Substituindo em (2) os valores r
s
 e r
a
 de acordo com agência FAO 
obtêm-se a equação de Penman-Monteith.
( * n * * u (es ea )) ( * )) (3) 
Com essa relação encontra-se a evapotranspiração expresso em mm/dia.
Temperatura é uma grandeza que caracteriza o estado térmico de 
um sistema. A temperatura é uma medida da agitação das partículas que 
compõe certo material. Se considerarmos as moléculas um gás, quanto 
maior a sua temperatura mais energia cinética terão essas moléculas.
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do físico dos corpos, podendo passar do estado sólido para o líquido e do 
líquido para o gasoso mutuamente. Importante salientar que durante a 
mudança do estado físico do corpo a sua temperatura continua constante.
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Calor Sensível é a energia térmica responsável pela variação de tem-
peratura de um corpo. Depende da quantidade de massa do corpo. Dife-
dos copos, um corpo sólido continua sólido, mas sua temperatura varia.
Umidade relativa do ar é a pressão parcial da água existente em 
forma de vapor. A umidade relativa do ar interfere diretamente no clima, 
logo é um dos indicadores usados na meteorologia para fazer previsões 
climáticas e normalmente essa relação é expressada em porcentagem. A 
consequência da umidade presente no ar é o processo de evaporação da 
água, quando certo corpo está em um ambiente com umidade presente, 
ele perde ou ganha água para ajustar sua própria umidade, uma condição 
de equilíbrio térmico. 
Umidade da Terra é a massa de água contida em uma amostra de 
terra expressando-se em quilogramas de água por quilogramas de solo, 
Radiação Solar é a energia decorrente de reações nucleares oca-
sionadas no sol, e transmitidas para o espaço por ondas eletromagné-
ticas em diversos comprimentos, parte dela absorvida pela superfície 
da Terra. 
O vento consiste em uma movimentação de grande quantidade de 
massa de ar, desta forma a velocidade do vento exprime o intervalo de 
massa de ar percorrido em determinado intervalo de tempo. 
Segundo Melo (2016), o Arduino é uma plataforma de prototipa-
gem contendo um microcontrolador reprogramável, inserido no contexto 
open source. Esta plataforma é utilizada em diversos projetos acadêmi-
cos, empresariais e informais, contribuindo pela vasta literatura disponível 
na web e nas bibliotecas. 
Permite medir temperaturas de 0 a 50 Graus Celsius, e a umidade. 
A temperatura tem uma faixa de precisão em 2 graus e a de umidade na 
faixa de 5%. Fonte de alimentação DC 3,5 a 5.5V, tempo de amostragem de 
2 segundos, utiliza os pinos VDD, DATA e GND [Costa 2017].
O sensor detecta a variação de umidade do solo ou se há presença de 
água ao seu redor, assim quando o solo está seco o sensor detecta varia-
ções de valores altos e quando o solo esta úmido as variações de valores 
são baixas.
Dispositivo para medir luminosidade é um componente cuja resistên-
cia varia de acordo com a intensidade da luz. Quanto mais luz incidir sobre 
o componente, menor a resistência, ou seja, ele detecta o quanto de luz 
há em um ambiente. Possui um pino para alimentação e outro para leitura 
[Costa 2017]. 
armazenamento de dados. Muitos microcontroladores possuem armaze-
-
ternativa para maior registro de dados.
a) b) c) 
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d) e) 
Figura 1. a) MicroSD board; Pinos CD, CS, DI, DO, CLK, GND, 3V e 5V. b) Sensor 
de umidade do solo Higrômetro; Pinos VCC, GND, D0 e A0. c) Sensor LDR de 
luminosidade. d) Sensor DHT11 de umidade e temperatura. e) Arduino.
Figura 2. Estação climática monitorada implementada ao Arduino
Foram feitas pesquisas em tutoriais, artigos e na internet por informa-
ções a respeito dos sensores disponíveis para a construção da estação climáti-
variáveis climáticas poderiam ser objeto de estudo. No início realizaram-se 
e a viabilidades em integrá-los a estação climática. Com os dispositivos funcio-
nando foi realizado a união deles para construir a estação climática.
para o monitoramento sendo uma de solo arenoso e outra de solo argi-
loso. A quantidade coletada de cada amostra equivale ao volume de um 
copo descartável de aproximado 200 ml. Na retirada da amostra obser-
vou-se que o local não apresentava qualquer indicio de umidade a olho 
nu, a amostra 1 ao ser coleta demostrou estar menos compactada que a 
amostra 2 e apresentou um aspecto visível de coloração mais escura que a 
-
rando corretamente, iniciou-se a coleta dos dados.
O ambiente de exposição das amostras de solo foi um local aberto 
com maior incidência de radiação solar ao longo do período destinado a 
coleta de dados. No entanto, por ser um local residencial, ao seu entorno 
existia uma moradia e o muro que a cerca que podem em algum momento 
propiciar uma sombra tornando a incidência solar indireta. 
No início do monitoramento foi adicionado as amostras um volume 
de água equivalente a aproximadamente 100 ml. As leituras dos dados fo-
ram feitas pelos sensores com um intervalo de 1 segundo para cada uma. A 
coleta de dados foi feita no período das 6 horas da manhã até as 18 horas 
para aproveitar ao máximo a incidência do sol.
A Figura 3 mostra os resultados obtidos com a pesquisa da evapora-
ção da água de duas amostras de terras diferentes recebida pelo sensor 
Higrômetro que tiveram como base a análise dos sensores DHT11 e LDR 
onde levaram em consideração a umidade e temperatura do ar e a lumino-
sidade solar, respectivamente.
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pacidade de reter mais água, por isso a evaporação foi lenta diferente da 
Amostra 2, que havia maior incidência de umidade. Observando-se a cor-
relação das duas amostras na evaporação instantânea feita através do cál-
culo apresentado na subseção 2.1.
Figura 3. As curvas azul e verde representam a relação entre o Parâmetro 
Proporcional da umidade do solo obtida pelo sensor em cada amostra, e a curva 
vermelha a evaporação obtida com a equação Penman-Monteith.
A Tabela 2 apresenta a avaliação estatística obtida utilizando a Corre-
lação do Pearson entre cada variável em estudo. 
Tabela 2
US1 US2 L Uar Tar ET0
US1 1 0,671 0,5849 0,8392 -0,8935 -0,8741
US2 0,671 1 0,234 0,8558 -0,7702 -0,8476
L 0,5849 0,234 1 0,5681 -0,6041 -0,5824
Uar 0,8392 0,8558 0,5681 1 -0,9233 -0,9883
Tar -0,8935 -0,7702 -0,6041 -0,9233 1 0,9692
ET0 -0,8741 -0,8476 -0,5824 -0,9883 0,9692 1
É medido o grau da relação entre duas variáveis que se expressa 
o valor: 1, uma correlação perfeita entre duas variáveis, no momento em 
que uma variável se altera a outra também se altera igualmente. O valor: 
que se uma variável aumenta a outra diminui inversamente.
Na Tabela 2 a US1 (Umidade do Solo 1) com a própria variável obtém 
o valor de Pearson 1 pois o grau da sua correlação é igual, desta maneira 
podemosobservar que todas as variáveis relacionadas a si própria obtém 
o valor 1. A US1 e o resultado do grau de Pearson da sua relação com a 
-
L (Luminosidade) apresenta uma correlação de 0,5849, a partir que uma 
variável se altera a outra também se altera moderadamente e a sua rela-
ção com a Tar (Temperatura do ar) e ET0 (Evapotranspiração) é de -0,8935 
e -0,8741, respectivamente, logo a medida que uma variável aumenta a 
outra diminui inversamente. 
O grau de relação Pearson da US2 (Umidade do Solo 2) com a variá-
-
veis não dependem uma da outra para obter mudanças o que contradiz o 
raciocínio de que quanto maior a luminosidade menor seria a umidade do 
solo. A US2 relacionada a variável Uar (Umidade do ar) obtém o grau de 
dado que a partir da mudança de uma variável a outra muda aproximada-
mente igual.
A Luminosidade (Tabela 2) e sua correlação de Pearson com a Umi-
dade do Ar é de 0,5681, indicando que no momento em que a luminosi-
correlação com a Tar (Temperatura do ar) tem o grau de -0,6041 e com 
a variável ET0 (Evapotranspiração) obtém o grau -0,5824, indicando que 
a medida que uma aumenta a outra variável diminui inversamente. Tam-
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bém observamos que a Umidade do Ar correlacionada a Temperatura do 
do aumento da umidade do ar a temperatura do ar diminui assim a mesma 
relação da variável com a Evapotranspiração é observada.
O valor do grau de correlação da Temperatura do Ar com a Umidade 
do Solo 1 e Umidade do Solo 2 é de -0,8935 e -0,7702, portanto a medida que 
a temperatura do ar se altera a outra variável também se altera inversamen-
te proporcional. A temperatura do ar relacionada à Evapotranspiração obte-
uma variável é alterada a outra se altera aproximadamente igual. 
Ao observarmos a Figura 4 Umidade do Solo da terra 1 percebemos 
que houve pouca absorção da água pelo o solo. O solo da terra 2 ao ser irri-
gada, partes do solo estavam com diferentes quantidades de água, diante 
disso o sensor não captou a umidade presente na terra logo, observamos 
-
ximadamente 1,5 segundos e depois foi detectado pelo sensor a variação 
de água, havendo uma queda de umidade.
Analisando a luminosidade feita pelo sensor LDR pode-se observar a 
sua correlação com a umidade. Onde havia grande incidência da luz solar a 
temperatura aumentava e consequentemente a umidade diminui. Nos pe-
ríodos de maior emissão de luminosidade a temperatura do ar aumentava.
Neste artigo foram apresentadas como as variáveis climáticas in-
feito por dispositivos que determinaram a capacidade de absorção das 
duas amostras de terra apresentadas no estudo. A partir dos resultados 
obtidos conclui-se que é possível mensurar a quantidade instantânea de 
água que evapora de um solo umido. Com a correlação de Person entre a 
evaporação e as variáveis climáticas foi possível obter resultados lineares 
e inversamente proporcionais entre elas.
Com a percepção da relação entre as variáveis climáticas por meio de 
suas correlações, é perceptível uma diferença entre o comportamento das 
duas amostras de terra sobre a absorção de umidade de cada. Para traba-
lhos futuros a investigação do comportamento das amostras em relação 
a água será analisada através da capacidade de campo que tem como pro-
pósito determinar a quantidade de água absorvida pelo solo. 
Allen, R., Pereira, L., Raes, D. e Smith, M. “ ” http://
www.fao.org/docrep/X0490E/X0490E00.htm.
curso em Sistemas de informação) – Universidade Federal de Mato Grosso do 
Sul – UFMS, Mato Grosso do Sul, 2017.
Halliday, D. e Resnick (1984) “Física
Janeiro. 4ª edição.
de conclusão de curso em Sistemas de informação) – Universidade Federal de 
Mato Grosso do Sul – UFMS, Mato Grosso do Sul, 2016.
Pavão, H. (2009). “Física Básica”. Edição MS: UFMS. Campo grande.
Silva, L. E. P. Utilização da plataforma Android no desenvolvimento de um 
aplicativo para o cálculo do Balanço Hídrico
de conclusão de curso em Sistemas de informação) – Universidade Federal de 
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Oliveira, D. R. Análise da Interação Solo-Atmosfera Durante A Secagem Para a 
Argila Porosa de Brasília. 2003.187p. Dissertação (Dissertação de mestrado 
submetida ao Departamento de Engenharia Civil e Ambiental) – Faculdade de 
Tecnologia da Universidade de Brasília – UNB, Distrito Federal, 2003.