2.6. Evapotranspiração

Você sabia que um sistema de irrigação precisa de alguns parâmetros e medições que vão determinar a aplicação de água controlada uniformemente e na medida certa para as plantas? Esses parâmetros são os seguintes: evapotranspiração de referência (ETo); disponibilidade total de água no solo (DTA); capacidade total de água no solo (CTA); capacidade real de água no solo (CRA); irrigação real necessária (IRN) ou lâmina líquida; irrigação total necessária (ITN) ou lâmina bruta; turno de rega; taxa de aplicação de água do aspersor e tempo por posição (TP). A partir de agora, você vai estudar passo a passo cada um desses parâmetros.

EVAPOTRANSPIRAÇÃO (ET):

É a soma de componentes de transpiração e evaporação. Sua definição é de fundamental importância, pois estabelece o consumo de água pelas plantas e, por consequência, a lâmina de irrigação a ser aplicada pelo sistema.

As nomenclaturas mais utilizadas para sua definição são:

- Evapotranspiração de Referência - ETo (mm/dia)

- Evapotranspiração da cultura - ETc (mm/dia)

A quantidade de água evapotranspirada depende principalmente da planta, do solo, 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 água coberta pelos vegetais e com as estações do ano (em locais onde o clima acentuadamente com as estações).

A evapotranspiração é função da quantidade de energia solar que chega à área considerada. Se a água não for toda coberta por vegetal, a energia que chega a ela será parcialmente utilizada na ET, menos quantidade de água será evaporada e grande parte da energia será utilizada para aquecimento do ar e solo, exceto para o caso de solos descobertos, mas saturadas. Por isso, plantas isoladas ou pequenas áreas cultivadas próximas de áreas de solos descobertos serão sujeitas a maiores intensidades de ET, pois receberão energia solar diretamente sobre a área e ainda energia de massa de ar quente e com baixa umidade, proveniente da área sem vegetal. Esse fenômeno é chamado "efeito oásis".

A ET varia com a cultura, isto é atribuído em parte à arquitetura foliar (ângulo da folha, altura e densidade), em parte às características das folhas (nº de estômatos e de horas de sua abertura) e em parte à duração do ciclo e da época de cultivo. Veja na planilha abaixo, a água necessária durante o ciclo ou ano, para algumas culturas:

a) Evapotranspiração de Referência (ETo):

A ETo representa a demanda hídrica de uma região, sendo um termo variante de região para região, ou seja, é dependente única e exclusivamente das condições climáticas presentes no local. Antigamente era chamada de evapotranspiração potencial e equivalia à evapotranspiração de uma superfície gramada.

A ETo é a evapotranspiração da cultura grama (Batatais) que cobre todo o solo em pleno desenvolvimento sem restrições hídricas e nutricionais. A ETo pode ser estimada por várias equações, porém, a mais utilizada e considerada como padrão é a equação de Penman-Monteith (definida pela FAO), a qual necessita de dados meteorológicos. O ideal, também, pela complexidade da fórmula, é que seja utilizado um aplicativo computacional (por esse momento utilizaremos apenas com o propósito do conhecimento):

Onde:

ETo = Evapotranspiração de referência, em mm/dia;

Rn = Radiação líquida na superfície da cultura;

G = Densidade do fluxo de calor do solo;

Tmed = temperatura do ar a 2 m de altura, em ºC;

U2 = Velocidade do vento a 2 m de altura, em m/s;

es = Pressão de vapor de saturação, em kPa;

ea = Pressão atual de vapor, em kPa;

es-ea = Déficit de pressão de vapor de saturação, em kPa;

▲ = Déficit da curva de pressão de vapor de saturação x temperatura, em kPa/ºC; e

y = Constante psicrométrica, kPa/ºC.

Além desta (equação de Penman-Monteith) conhecemos outras equações:

- Equação de Hargreaves (1985):

Para a utilização desta equação, são necessários somente os dados de temperatura e radiação no topo da atmosfera, sendo este tabelado em função da latitude do local. Porém, ela tende à superestimar o valor de ETo, principalmente em climas úmidos, sendo necessária uma calibração regional com o ajuste da sua precisão. Uma forma de utilização dessas equações com boa precisão é feita através da simulação, utilizando-se um banco de dados  meteorológicos (série histórica) para a determinação da ETo por Penman-Monteith e Hargreaves. Faz-se  uma regressão dos valores, e obtém-se coeficientes de ajustes regionais que aumentam a precisão desse método.

Em que:

ETo =  Evapotranspiração de referência, em mm/dia;

Ra = Radiação extraterrestre, em mm/dia;

Tmáx = Temperatura máxima, em ºC;

Tmin = Temperatura mínima, em ºC;

Tméd = Temperatura média diária = 0,5 (Tmáx + Tmín), em ºC.

- Equação de Blaney-Criddle (corrigida por Doorenbos e Pruitt, 1977):

Semelhante à equação descrita anteriormente, esta também é muito simples, porém necessita de um número maior de variáveis climáticas (médias) no cálculo do coeficiente de ajuste. O coeficiente de ajuste "c" pode ser obtido através de tabelas, em função de dados médios do clima. Da mesma forma, faz-se necessária a calibração para o aumento da precisão, e o valor da ETo é mm/mês.

A equação de Hargreaves é mais simples e apresenta melhores resultados do que a de Blaney-Criddle nas principais áreas irrigadas do Brasil, motivo de estar sendo mais recomendada e utilizada.

ETo = c*(0,46T+8,13)*P

Em que,

ETo = Evapotranspiração de referência, em mm/mês;

c = Fator de ajuste em função de dados climáticos médios;

T = Temperatura média mensal, em ºC; e

P = Porcentagem mensal das horas de luz solar, em %.

- Método do Tanque Classe A:

Consiste na utilização de um tanque de evaporação direta, com todas as medidas e instalação padronizadas. O tanque circular deve ser de aço inoxidável ou galvanizado, com diâmetro interno de 121 cm, altura de 25,5 cm e cheio de água até 5 cm da borda superior. Deve ser em estrado de madeira (15 cm de altura), e o nível da água deve baixar mais de 2,5 cm do limite inicial.

Para medida da evaporação, o método-padrão envolve a medida com um micrômetro de gancho instalado sobre um poço tranquilizador. É comum a utilização de outros dispositivos mais simples e de menor custo.

A lâmina evaporada, medida pelo tanque, é multiplicada por um coeficiente de tanque (Kt), para que se obtenha a evaporação. Esses valores são tabelados em função de variáveis climatológicas locais e disposição do tanque no campo. O valor de Kt também pode ser obtido por meio de equação, o que facilita o seu uso em planilhas de cálculo ou em programas, de computador.

ETo = EVtca * Kt

Em que,

ETo = Evapotranspiração de referência, em mm/dia;

EVtca = Evaporação do tanque Classe A, em mm/dia;e

Kt = Coeficiente de correção, adimensional.

Método muito comentado e utilizado no passado, apresenta limitações técnicas, principalmente para irrigações de alta frequência (pivô e localizada), e os resultados são normalmente menos precisos do que os métodos baseados em temperatura e estão mais sujeitos a problemas externos (animais e vazamentos).

Valores do coeficiente do tanque Classe A, em função dos dados meteorológicos da região e do meio em que está instalado.

Determinação da ETc:

É determinada através da multiplicação da evapotranspiração de referência (ETo) e de um coeficiente de cultura (Kc). Esse é o método-padrão FAO.

ETc = ETo*Kc

Nessa equação, tem-se a ETo, que representa a demanda de uma região qualquer, sendo variável de local para local; e o Kc que é um componente representativo da cultura, variando de acordo com o estádio de desenvolvimento fenológico desta.

No Boletim FAO 56, foi proposta uma aproximação do Kc, utilizando-se um coeficiente de cultura duplo, que considera separadamente os efeitos da transpiração da cultura e evaporação do solo. Esses dois coeficientes foram chamados de: coeficiente de cultura basal (Kcb) - (transpiração da planta) e coeficiente de evaporação de água do solo (Ke) - (evaporação do solo).

Nesse caso, o cálculo da evapotranspiração da cultura seria feito da seguinte forma:

Kc = Kcb + Ke

Em que:

Kcb = Coeficiente de cultura basal; e

Ke = Coeficiente de evaporação da água na superfície do solo.

No entanto, nesta publicação trata-se do Kc (único) para o cálculo da ETc. Desta forma, o Kc é variável de acordo com a fase da cultura e atua ajustando a demanda hídrica por fase. O método FAO divide o ciclo da cultura em quatro fases:

- Fase 1 = o componente de evaporação é mais importante.

- Fase 2 = a evaporação e a transpiração são importantes.

- Fase 3 = o componente de transpiração é mais importante.

- Fase 4 = redução da evaporação do solo e da transpiração da planta (fase de maturação da planta).

Para determinar os valores dos Kc's das fases 3 e 4, utiliza-se a tabela FAO. O valor da fase 3 é constante e o da fase 4, a interpolação do valor da fase 3,  com o valor recomendado para a fase 4 (colocando no final - tabelado). Para o valor do Kc da fase 2, faz-se uma interpolação  (média aritmética) dos valores das fases  1 e 3.

Veja o coeficiente de cultura (Kc) de algumas espécies vegetais, em função dos estádios de desenvolvimento e das condições climáticas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

- BERNARDO, S; MANTOVANI, E.C.; SILVA, D.D.; e SOARES, A.A. Manual de Irrigação. 9.ed. Viçosa: Editora UFV,2019. 545p.

- FERREIRA, Valber Mendes. Irrigação e Drenagem. Floriano/PI: EDUFPI, 2011. 126 p. (Técnico em Agropecuária).

- MANTOVANI, Everardo Chartuni; BERNARDO, Salassier;  PALARETTI, Luiz Fabiano. Irrigação: Princípios e Métodos. 3ª ed. atual. Viçosa/MG: Ed. UFV, 2009. 355p.