Estudos Climáticos: Evapotranspiração

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Irrigação e Drenagem 
 
Estudos Climáticos: Evapotranspiração 
 
 
1. Introdução 
 
1.1 Evaporação de água do solo 
 
 Em um solo saturado com água ou com o lençol freático próximo a 
superfície, sua evaporação aproxima-se da evaporação de um recipiente com 
água, com a superfície livre exposta às mesmas condições climáticas. A 
intensidade da evaporação diminuirá com o aumento da profundidade do lençol 
freático. 
 
1.2 Transpiração 
 
 É o processo pelo qual a água vai da planta para a atmosfera através dos 
estômatos, sob a forma de vapor. Isso envolve um contínuo movimento de água do 
solo para as raízes, das raízes até as folhas e destas para a atmosfera. Quando a 
intensidade de transpiração de um vegetal exceder a sua absorção de água no 
solo, ocorrerá o seu murchamento. A velocidade do fluxo de água no caule varia 
muito. Em condições normais, pode-se ficar entre 0,30 e 1,80 m/h. 
 
1.3 Evapotranspiração 
 
 A evapotranspiração pode ser definida como a quantidade de água 
evaporada e transpirada por uma superfície com vegetal, durante determinado 
período. Isto inclui a evaporação da água do solo, a evaporação da água 
depositada pela irrigação, chuva ou orvalho na superfície das folhas, e a 
transpiração vegetal. 
 A quantidade de água evapotranspirada depende principalmente da planta, 
do solo e do clima, sendo este último fator predominante sobre os demais, de 
modo que a quantidade de água requerida por uma cultura varia com a extensão 
da área coberta pelo vegetal e com as estações do ano (em locais onde o clima 
varia acentuadamente com as estações). 
 
 
 
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 A evapotranspiração é função da quantidade de energia solar que chega à 
área considerada. Se a área não for toda coberta por vegetal, a energia que chega 
a ela será parcilamente utilizada na evapotranspiração, menor quantidade de água 
será evaporada e grande parte da energia utilizada para aquecimento do ar e solo, 
exceto no caso de solos descobertos, mas saturados com água.Por isso, plantas 
isoladas ou pequenas áreas cultivadas próximas de áreas com solo descoberto 
serão sujeitas a maiores intensidades de evapotranspiração, pois receberão 
energia solar diretamente sobre a área e ainda energia da massa de ar quente e 
com baixa umidade, proveniente da área sem vegetal. Este fenômeno é chamado 
de “efeito oásis”. 
 Para ilustrar este “efeito oásis”, em Davis – Califórnia (EUA), a 
evapotranspiração de uma superfície coberta de grama foi de 2,6 mm/dia, no início 
da primavera, e de 5,0 mm/dia, no outono, ressaltando que o campo nas 
proximidades do lisímetro estava coberta de vegetal na primavera e com solo 
exposto à radiação solar no outono e que nas duas épocas a energia radiante 
incidida sobre cada unidade de área naquele local foi igual. 
 A evapotranspiração varia com as culturas (Tabela 1), o que é atribuído à 
arquitetura foliar (ângulo da folha, altura e densidade), às características das folhas 
(número de estômatos e de horas de sua abertura) e à duração do ciclo e da época 
de cultivo. 
 
 
2. Determinação da Evapotranspiração 
 
 Há vários métodos para determinar a evapotranspiração, os quais, em sua 
maioria, estimam a evapotranspiração potencial, ou seja, a que ocorre quando não 
 
 
 
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há deficiência de água no solo que limite seu uso pelas plantas. Mas como é de se 
esperar, em razão das carcaterísticas intrínsecas de cada cultura, a 
evapotranspiração potencial varia de cultura para cultura. Assim sendo, verificou-
se a necessidade de definir a evapotranspiração potencial para uma cultura de 
referência (ETo), bem como a evapotranspiração potencial da cultura (ETpc) e a 
evapotranspiração Real da Cultura (ETrc). 
 
2.1 Evapotranspiração da Cultura de Referência – ETo 
 
 Foi inicialmente definida como a evapotranspiração de uma superfície 
extensiva, totalmente coberta com grama de tamanho uniforme, com 8 a 15 cm de 
altura e em fase de crescimento ativo, em um solo com ótimas condições de 
umidade. 
 
 
2.2 Evapotranspiração Potencial da Cultura – ETpc 
 
 É a evapotrasnpiração de determinada cultura quando há ótimas condições 
de umidade (não há restrição de umidade no solo) e nutriente no solo, de modo a 
permitir a produção potencial desta cultura no campo. 
 A relação entre ETpc e a Eto pode ser expressa pela seguinte equação: 
 
ETpc = Kc x ETo 
 
 Em que Kc é o coeficiente da cultura. 
 
 
 
 
2.3 Evapotranspiração Real da Cultura – ETrc 
 
 É a quantidade de água evapotranspirada por uma determinada cultura, sob 
as condições normais de cultivo, isto é, sem a obrigatoriedade do teor de umidade 
permanecer sempre próximo à capacidade de campo, o que leva a concluir que a 
 
 
 
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ETrc é menor ou, no máximo, igual à Etpc (ETrc ≤ Etpc). A relação entre as duas 
pode ser expressa pela seguinte equação: 
 
ETrc = Ks x ETpc 
 
 Em que Ks é o coeficiente que depende da umidade do solo. 
 
 Ks = Ln (LAA + 1,0) 
 Ln (CTA + 1,0) 
 
 Em que: 
 Ks = Coeficiente de umidade do solo (adimensional); 
Ln = Logaritmo neperiano; 
CTA = Capacidade total de água no solo, em mm; 
LAA = Lâmina atual de água no solo, em mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Determinação da Evapotranspiração Potencial de Referência – ETo 
 
 
 
 
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 A quantificação da água necessária a ser aplicada às plantas, ou seja, 
àquela referente à evapotranspirada pelo sistema solo-planta, é fator primordial 
para o planejamento, dimensionamento e manejo adequados de uma área agrícola 
irrigada. 
 Para a determinação da evapotranspiração potencial de referência (ETo) 
pode-se utilizar métodos diretos e métodos indiretos. Os métodos diretos 
caracterizam-se pela determinação da evapotranspiração diretamente na área. Os 
indiretos são caracterizados pelo uso de evaporímetros e equações empíricas ou 
modelos matemáticos, que se utilizam de dados meteoro-climático-fisiológicos para 
a sua aplicação. 
 
3.1 Métodos Diretos 
 
3.1.1 Método dos Lisímetros 
 Lisímetros são tanques enterrados no solo, contendo uma amostra 
representativa do solo e da vegetação que se deseja estudar, e devem representar 
com bastante fidelidade as condições reais de campo. As plantas dentro do 
lisímetro têm que ser similares às que rodeiam em todos os aspectos agronômicos, 
o que inclui: variedade, estádio de desenvolvimento, condições fitossanitárias, 
adubação, etc. 
 
Lisímetro de Percolação: Consiste em enterrar um tanque, com as dimensões 
mínimas de 1,5 m de diâmetro por 1,0 m de altura, no solo, deixando a sua borda 
superior 5 cm acima da superfície deste. Do fundo do tanque sai um cano que 
conduzirá a água drenada até um recipiente. O tanque tem que ser cheio com 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 10 cm de brita 
coberta com uma camada de areia grossa. Após instalado, planta-se grama no 
tanque e na sua área externa. 
 
 O tanque pode ser um tambor, pintado interna e externamente para evitar 
corrosão, ou também de amianto ou de metal, pré-fabricado. Têm sido muito 
utilizados lisímetros de polietileno. Em geral, recomenda-se aguardar 
 
 
 
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aproximadamente um ano para se trabalhar efetivamente com o lisímetro para 
acomodamento do solo em seu interior. 
 Sendo o movimento de água no solo um processo relativamente lento, os 
lisímetros de percolação somente têm precisão para períodos mais ou menos 
longos. A ETo, por eles determinada, deve ser em médias semanais, quinzenais ou 
mensais. Eles precisam ser irrigados diariamente ou a cada dois dias, com 
determinada quantidade de água, de forma que a água percolada seja em torno de 
10% do total aplicado nas irrigações. 
 
 
 A evapotranspiração potencial de referência em um período qualquer é dada 
pela seguinte equação: 
 
ETo = I + P – D 
 S 
Em que: 
ETo = evapotranspiração potencial de referência, em mm; 
I = irrigação do tanque, em L; 
P = precipitação pluviométrica no tanque, em L; 
D = água drenada do tanque, em L; 
S = área do tanque, em m2. 
 
3.1.2 Outros métodos diretos: 
 O método das parcelas experimentais e o método do controle da umidade 
do solo são outros métodos que podem ser utilizados na determinação da 
 
 
 
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evapotranspiração potencial de referência (ETo). Os mesmos estão bem descritos 
na seguinte bibliografia abaixo: 
 
BERNARDO, S.; SOARES, A. A.; MANTOVANI, E. C. Manual de Irrigação. 
Viçosa – MG. 8ª Edição. UFV. 2006. 
 
3.2 Métodos Indiretos 
 
 Os métodos indiretos podem ser divididos em dois grandes grupos: 
evaporímetros e equações. 
 
3.2.1 Evaporímetros 
 São equipamentos usados para medir a evaporação da água. Um tipo de 
evaporímetro bastante usado é o tanque de evaporação. 
 
Tanque USWB Classe A: O tanque classe A, em virtude do custo relativamente 
baixo e do fácil manejo, tem sido empregado nos projetos de irrigação. Ele tem a 
vantagem de medir a evaporação de uma superfície de água livre, associada aos 
efeitos integrados da radiação solar, do vento, da temperatura e da umidade do ar. 
 O tanque classe A consiste num tanque circular de aço inoxidável ou 
galvanizado, chapa nº 22, com 121 cm de diâmetro e 25,5 cm de profundidade. Ele 
deve ser instalado sobre um estrado de madeira, de 15 cm de altura, cheio de 
água até 5 cm da borda superior. O nível da água não deve baixar mais que 7,5 cm 
da borda superior, isto é, não deve permitir variação do nível da água maior do que 
2,5 cm. 
 A evaporação é medida com um micrômetro de gancho, assentado sobre 
um poço tranquilizador. O poço tranquilizador pode ser de metal e com tripé sobre 
parafuso, colocado dentro do tanque. 
 
 
 
 
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 A evaporação potencial de referência pode ser calculada pela seguinte 
equação: 
 
 ETo = Kt x EV 
 
 Em que: 
Kt = coeficiente do tanque, adimensional; 
EV = evaporação do tanque, em mm/dia. 
 
 
 
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Exemplo: 
Período: 8 a 14 de setembro de 1985 
Vento: média no período = 190 km/dia 
UR: média no período = 60% 
Tanque circundado com grama (Posição A) 
R (m) = 10 m 
Evaporação no tanque Classe A no período = 42 mm 
Pela Tabela 2; Kt = 0,70 
Então: 
 
ETo = Kt x EV = 0,70 x 42 = 29,4 mm no período; ou 
ETo = 4,2 mm/dia. 
3.2.2 Equações 
 
 
 
 
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 Existem várias equações baseadas em dados meteorológicos, para o 
cálculo da ETo. A maioria delas é de difícil aplicação, não só pela complexidade do 
cálculo, mas também por exigir grande número de elementos meteorológicos, 
somente fornecidos por estações automáticas ou simplificada. 
 As equações mais divulgadas são: Método de Blaney-Criddle, Método de 
Hargreaves, Método de Penman-Monteith. 
 
Método de Blaney-Criddle: 
 
ETo = c [(0,457 x T + 8,13) P] 
Em que: 
ETo = evapotranspiração potencial de referência, em mm/mês; 
c = coeficiente regional de ajuste da equação (valor tabelado); 
T = temperatura média mensal, em ºC; 
P = percentagem mensal das horas anuais de luz solar (valor tabelado). 
 
Método de Hargreaves: 
 
ETo = 0,0023 (Tmed + 17,8) x (Tmax – T min)½ Ra x 0,408 
Em que: 
ETo = evapotranspiração potencial de referência, em mm/dia; 
Tmed = temperatura média diária, em ºC; 
Tmax = temperatura máxima diária, em ºC; 
Tmin = temperatura mínima diária, em ºC; 
Ra = radiação no topo da atmosfera, MJ.m-2.dia-1 (valor tabelado). 
 
 
 
 
 
Método de Penman-Monteith: 
 
 
 
 
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Em que: 
ETo = evapotranspiração potencial de referência, em mm/dia; 
Rn = saldo de radiação à superfície, em MJ.m-2.dia-1 (valor tabelado); 
G = fluxo de calor no solo, em MJ.m-2.dia-1 (valor tabelado); 
Ta = temperatura do ar a 2 m de altura, em ºC; 
U2 = velocidade do vento à altura de 2 m, em m.s-1; 
es = pressão de saturação de vapor, em kPa; 
ea = pressão de vapor atual do ar, em kPa; 
(es – ea) = déficit de pressão de vapor, em kPa; 
∆ = declividade da curva de pressão de vapor de saturação, em kPa.ºC-1; 
y = constante psicrométrica, em kPa.ºC-1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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