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Evapotranspiração: Conceitos e Medição

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Evapotranspiração 
 
5-1 
 
5 EVAPOTRANSPIRAÇÃO 
5.1 Evaporação, Transpiração e Evapotranspiração 
5.1.1 Conceitos 
Evaporação é o conjunto de fenômenos de natureza física que transformam em vapor a 
água da superfície do solo, a dos cursos de água, lagos, reservatórios de acumulação e 
mares. 
Transpiração é a evaporação devida à ação fisiológica dos vegetais. As plantas, através 
de suas raízes, retiram do solo a água para suas atividades vitais. Parte dessa água é 
cedida à atmosfera, sob a forma de vapor, na superfície das folhas. 
Ao conjunto das duas ações dá-se o nome de evapotranspiração. 
Evapotranspiração potencial é a máxima evapotranspiração que ocorreria se o solo 
dispusesse de suprimento de água, suficiente. 
Evapotranspiração real ou efetiva é a perda d´água por evaporação ou transpiração, nas 
condições reinantes (atmosféricas e de umidade do solo). Nos períodos de deficiência de 
chuva em que os solos tornam-se mais secos, a evapotranspiração real é sempre menor do 
que a potencial. 
5.1.2 Grandezas Características 
Perda por evaporação (ou por transpiração) é a quantidade de água evaporada por 
unidade de área horizontal durante um certo intervalo de tempo. 
Intensidade de evaporação (ou de transpiração) é a velocidade com que se processam as 
perdas por evaporação. Pode ser expressa em mm/hora ou em mm/dia. 
5.1.3 Fatores Intervenientes 
a) Grau de umidade relativa do ar 
O grau de umidade relativa do ar atmosférico é a relação entre a quantidade de vapor de 
água aí presente e a quantidade de vapor de água no mesmo volume de ar se estivesse 
saturado de umidade. Essa grandeza é expressa em porcentagem. Quanto maior for a 
quantidade de vapor de água no ar atmosférico, tanto maior o grau de umidade e menor a 
intensidade de evaporação. 
b) Temperatura 
A elevação da temperatura tem influência direta na evaporação porque eleva o valor da 
pressão de saturação do vapor de água, permitindo que maiores quantidades de vapor de 
água possam estar presentes no mesmo volume de ar, para o estado de saturação. 
c) Vento 
O vento atua no fenômeno da evaporação renovando o ar em contato com as massas de 
água ou com a vegetação, afastando do local as massas de ar que já tenham grau de 
umidade elevado. 
Evapotranspiração 
 
5-2 
 
d) Radiação Solar 
O calor radiante fornecido pelo Sol constitui a energia motora para o próprio ciclo 
hidrológico. 
e) Pressão barométrica 
A influência da pressão barométrica é pequena, só sendo apreciada para grandes 
variações de altitude. Quanto maior a altitude, menor a pressão barométrica e maior a 
intensidade de evaporação. 
f) Outros fatores 
Além desses fatores, pode-se citar as influências inerentes à superfície evaporante, a 
saber: tamanho da superfície evaporante, estado da área vizinha, salinidade da água, 
umidade do solo, composição e textura do solo, etc. 
5.2 Determinação da evaporação e evapotranspiração 
A tabela a seguir resume os principais meios utilizados nas determinações da evaporação 
e da evapotranspiração real e potencial. 
Tabela 5.1 - Meios utilizados nas determinações da evaporação e da evapotranspiração. 
 
PARÂMETRO 
OBTENÇÃO 
DIRETA INDIRETA 
EVAPORAÇÃO 
POTENCIAL 
a) Evaporímetros 
- tanque Classe A 
- tanque Colorado 
- tanque russo 
- tanque CGI 
b) Atmômetros 
- Piche 
- Livingstone 
- Bellani 
 
 
 
Método de Penman 
 
EVAPORAÇÃO REAL Lisímetros (sem vegetação) 
EVAPOTRANSPIRAÇÃO 
POTENCIAL 
 - Equação de Thornthwaite 
- Método de Blaney- 
 Criddle 
- Hargreaves 
- Penman modificado 
- Papadakis 
- Hamon 
Evapotranspiração 
 
5-3 
 
EVAPOTRANSPIRAÇÃO 
REAL 
a) Lisímetros 
- de percolação 
- de pesagem 
b) Parcelas experimentais 
c) Controle de umidade do 
solo 
d) Balanço hídrico da 
bacia 
 
 
5.2.1 Medida e estimativa da evaporação potencial 
a) Evaporímetros 
São tanques que expõem à atmosfera uma superfície líquida de água permitindo a 
determinação direta da evaporação potencial diariamente. O mais utilizado é o tipo classe 
A do U.S. Weather Bureau que é um tanque circular galvanizado ou metal equivalente 
(figura 5.1). 
 
Figura 5.1 – Tanque “Classe A” – US Weather Bureau. 
Procedimento da medida: 
Efetuar a leitura, do dia ou horário, do nível d´água no tanque (ea) 
Comparar com a leitura anterior, do dia ou horário (ed) 
Calcular a diferença e1 = ed – ea 
Estamos perante duas possibilidades, ter ou não ter ocorrido chuva no intervalo entre as 
duas leituras. 
1º.) não houve chuva 
 então Eo = e1 
2º.) houve chuva, com altura pluviométrica h1 
 então Eo = e1 + h1 
Atenção: no caso de ter havido chuva intensa, o valor de e1 pode ser negativo. 
Obs.: Quando ocorrer transbordamento no tanque a leitura será perdida. 
Com o valor da evaporação potencial (E) pode-se estimar a evapotranspiração potencial 
(ETP) pela correlação: 
Evapotranspiração 
 
5-4 
 
ETP = kp.E (5.1) 
onde: 
E = evaporação medida no tanque evaporimétrico em mm/dia; 
ETP = evapotranspiração potencial em mm/dia, representa a média diária para o período 
considerado; 
kp = coeficiente de correlação, que depende do tipo de tanque e de outros parâmetros 
meteorológicos. 
Como o tanque evaporimétrico Classe A é largamente utilizado no Brasil, na Tabela 2.1 
abaixo estão indicados valores do coeficiente kp, para o tanque classe A no Estado de São 
Paulo. 
Tabela 5.1 – Coeficiente Kp para o tanque Classe A no Estado de São Paulo. 
 
c) Atmômetros 
• Evaporímetro Piché 
É constituído por um tubo cilíndrico de vidro, de 25 cm de comprimento e 1,5 cm de 
diâmetro. O tubo é graduado e fechado em sua parte superior; a abertura inferior é 
obturada por uma folha circular de papel-filtro padronizado, de 30 mm de diâmetro e de 
0,5 mm de espessura, fixado por capilaridade e mantido por uma mola. O aparelho é 
previamente enchido de água destilada, a qual se evapora progressivamente pela folha de 
papel-filtro; a diminuição do nível d´água no tubo permite calcular a 
taxa de evaporação. 
O processo de evaporação está ligado essencialmente ao déficit 
higrométrico do ar e o aparelho não leva em conta a influência da 
insolação, já que costuma ser instalado debaixo de um abrigo para 
proteger o papel-filtro à ação da chuva. A relação entre as 
evaporações anuais medidas em um mesmo ponto em um tanque 
Classe A e um do tipo Piché é bastante variável. Os valores médios 
dessa relação estão compreendidas entre 0,45 e 0,65. 
 
 
 
Figura 5.2 –Evaporímetro Piché. 
Evapotranspiração 
 
5-5 
 
• Atmômetro Livingstone 
É essencialmente constituído por uma esfera oca de porcelana porosa de cerca de 5 cm de 
diâmetro e 1 cm de espessura; ela é cheia de água destilada e se comunica com uma 
garrafa contendo água destilada que assegura o permanente enchimento da esfera e 
permite a medida do volume evaporado. 
d) Método de Penman 
Esse método baseia-se em complexas equações teóricas, porém é de aplicação prática 
muito simples graças ao ábaco da figura 5.3. A evaporação potencial é obtida aplicando-
se a seguinte equação: 
 E = E1 + E2 + E3 + E4 (5.2) 
onde: 
E1 = f(t, n/D) 
E2 = f(t, n/D, Ra) 
E3 = f(t, h, n/D) 
E4 = f(t, u2, h) 
t = temperatura média (°C) 
n = número real de horas de sol (insolação) (h) 
D = número máximo de horas de sol/dia (h) (ver tabela) 
Ra = radiação incidente na atmosfera (cal/cm2/dia) (ver tabela) 
u2 = velocidade do vento a 2 metros do solo (m/s) 
As tabelase o ábaco seguintes são usados para resolução da equação. 
Tabela 2.2 - 
 
 
 
Evapotranspiração 
 
5-6 
 
Tabela 2.3 - 
 
Utilização do ábaco: 
1 – Obtenção de E1: Na parte do ábaco referente a E1, marcar os valores nos eixos 
respectivos de t e da relação n/D; unir os dois pontos por uma reta e ler o valor de E1 no 
seu eixo. 
2 – Obtenção de E2: Na parte do ábaco referente a E2, marcar os valores nos eixos 
respectivos de t e da relação n/D; unir os dois pontos por uma 
reta e marcar o valor auxiliar a1 no eixo a1. Unir, por uma reta, o valor de a1 com o valor 
de Ra marcado no respectivo eixo e ler o valor de E2 no seu eixo. 
3 e 4 – Obtenção dos valores de E3 e E4. Agir de maneira análoga ao item 2. 
Aplicação do método de Penman para estimar E: 
a) Estimar a evaporação ocorrida no reservatório de Guarapiranga (São Paulo – latitude 
23° S) em um dia no mês de outubro, em que se verificaram os seguintes valores: 
t – temperatura média = 18° C 
n – número de horas de sol = 10 h 
h – umidade relativa do ar = 60% = 0,6 
u2 – velocidade do vento a 2m do solo = 5,5 m/s 
b) Calcular a população que poderia ser abastecida com a água perdida por evaporação, 
considerando: área do reservatório = 10 km2 e consumo per capta de 250 l/hab/dia. 
Solução: (Acompanhar no ábaco com traçados) 
D = 12,6 h (Tabela ) 
Ra = 897 cal/cm2/dia (Tabela) 
n/D = 10/12,6 = 0,79; h = 0,6; t = 18° C; u2 = 5,5 m/s 
a) Cálculo de E (evaporação potencial) 
Do ábaco: E1 = - 3,6 mm; E2 = 5,4 mm; E3 = 1,9 mm; E4 = 2,3 mm 
Evapotranspiração 
 
5-7 
 
 
Dessa forma, E = E1 + E2 + E3 + E4 = 6,0 mm 
b) Cálculo da população que poderia ser abastecida com esta água (E = 6,0 mm) 
V = Volume d’água evaporada = área x E 
V = 10 km2 x 6 mm = 10 x 106 x 6 x 10-3 = 60 x 103 = 60.000 m3/dia = 60.000.000 l/dia. 
P = população atendida = V/consumo per capta = 60.000.000/250 = 240.000 habitantes. 
 
5.2.2 Determinação da Evapotranspiração Potencial 
Além da possibilidade de obtenção da evapotranspiração potencial a partir da correlação 
com a evaporação potencial, são usuais também os métodos de Thorntwaite, Blaney-
Criddle e outros. 
a) Método de Thorntwaite 
O método de Thorntwaite é muito utilizado em todas as regiões, já que baseia-se somente 
na temperatura, que é um dado normalmente coletado em estações meteorológicas. 
Entretanto, por basear-se apenas nesse parâmetro, pode levar a resultados errôneos, pois a 
temperatura não é um bom indicador da energia disponível para a evapotranspiração. 
Outras limitações do método são: não considera a influência do vento, nem da advecção 
do ar frio ou quente, não permite estimar a ETP para períodos diários. Seu uso é mais 
adequado para regiões úmidas. 
Neste método, a ETP pode ser estimada pela equação abaixo: 
a
I
tfETP 




 ⋅
⋅⋅=
106,1
 (5.3) 
onde: 
ETP = evapotranspiração mensal ajustado, em cm; 
f = fator de ajuste em função da latitude e mês do ano; 
Evapotranspiração 
 
5-8 
 
 
Figura 5.3 – Ábaco de Penman. 
Evapotranspiração 
 
5-9 
 
t = temperatura média mensal, em °C; 
I = índice de calor anual dado por: 
∑=
12
1
iI
 onde 
514,1
5






=
ti
 (5.4) 
O valor de a é dado pela função cúbica do índice de calor anual: 
a = 6,75.10-7.I3 – 7,71.10-5.I2 + 1,792.10-2.I + 0,49239 (5.5) 
Os valores obtidos pela fórmula de Thornthwaite são válidos para meses de 30 dias com 
12 horas de luz por dia. Como o número de horas de luz por dia muda com a latitude e 
também porque há meses com 28 e 31 dias, torna-se necessário proceder correções. O 
fator de correção (f) é obtido da seguinte forma: 
3012
nhf ⋅=
 (5.6) 
onde: 
h = número de horas de luz na latitude considerada; 
n = número de dias do mês em estudo. 
b) Método de Blaney-Criddle 
Este método foi desenvolvido em 1950, na região oeste dos EUA, sendo por isso mais 
indicado para zonas áridas e semi-áridas, e consiste na aplicação da seguinte fórmula para 
avaliar a evapotranspiração potencial: 
ETP = p.(0,457.t + 8,13) (5.7) 
onde: 
ETP = evapotranspiração potencial, em mm/mês; 
p = porcentagem mensal de horas-luz do dia durante o ano (“p”) é o valor médio mensal); 
t = temperatura média mensal do ar, em °C. 
Tabela 5.4 – Valores de p. 
 
5.2.3 Determinação da Evapotranspiração Real 
a) Lisímetro 
Evapotranspiração 
 
5-10 
 
Lisímetro de percolação consiste em um tanque enterrado com as dimensões mínimas de 
1,5m de diâmetro por 1,0m de altura, no solo, com a sua borda superior 5cm acima da 
superfície do solo. Do fundo do tanque sai um cano que conduzirá a água drenada até um 
recipiente. O tanque tem que ser cheio com o solo do local onde será instalado o 
lisímetro, mantendo a mesma ordem dos horizontes. No fundo do tanque, coloca-se uma 
camada de mais ou menos 10cm de brita coberta com uma camada de areia grossa. Esta 
camada de brita tem a finalidade de facilitar a drenagem d´água que percolou através do 
tanque. Após instalado, planta-se grama no tanque e na sua área externa. Na figura 2.4 é 
mostrado um lisímetro deste tipo. 
O tanque pode ser um tambor, pintado interna e externamente para evitar corrosão, 
tanque de amianto ou tanque de metal pré-fabricado. 
 
Figura 5.4 – Esquema de um lisímetro. 
A evapotranspiração real em um período qualquer é dada pela equação: 
S
DPIE −+=
 (5.8) 
E = Evapotranspiração real, em mm/período; 
I = Irrigação do tanque, em litros; 
P = preciptação pluviométrica no tanque, em litros; 
D = Água drenada do tanque, em litros; 
S = Área do tanque, em m2. 
b) Processos Indiretos 
Em condições normais de cultivo de plantas anuais, logo após o plantio, a 
evapotranspiração real (ETR) é bem menor do que a evapotranspiração potencial (ETP). 
Esta diferença vai diminuindo, à medida que a cultura se desenvolve, em razão do 
aumento foliar, tendendo para uma diferença mínima antes da maturação; depois a 
diferença vai aumentando, conforme pode ser visto na figura 2.5. A avaliação da ETR a 
partir da ETP é de grande utilidade para o planejamento da agricultura irrigada. Tal 
avaliação pode ser feita, por meio de coeficientes culturais (Kc) dados na Tabela 2.4 para 
algumas culturas, da seguinte forma: 
ETR = Kc.ETP (5.9) 
Evapotranspiração 
 
5-11 
 
 
Figura 5.4 – Relação entre ETR e ETP para cultura de ciclo curto. 
Tabela 5.5 – Coeficientes de cultura “Kc”. 
 
 
EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
 
E5.1 A evaporação real mensal de uma região é da ordem de 100 mm. Supondo 
consumo per capta de 200 l/hab/dia, com a água perdida por evaporação em um 
reservatório de 6 km2 de área, poderia abastecer, durante um mês, uma cidade de: 
a) 10.000 habitantes; 
b) 100.000 habitantes; 
c) 30.000 habitantes; 
d) 300.000 habitantes.

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