Estimativa Do Balanço De Energia Pelo Método Da Razão De Bowen a Partir De Medidas De Protótipo De Estação Micrometeorológica

Filho, Armando da Silva; Biudes, Marcelo Sacardi; Machado, Nadja Gomes; Querino, Carlos Alexandre Santos; Júnior, Elio Santos Almeida

doi:10.5380/abclima.v24i0.59271

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“…As amplitudes encontradas para as séries obtidas para as variáveis de temperatura e umidade podem ser explicadas através da relação estrita da localização do município com a climatologia atmosférica nas escalas interanuais e intrasazonais, onde atuam sobre Belém o fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENOS) e a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), os quais podem ocasionar em anomalias de precipitação e maiores temperaturas do ar durante as estações menos chuvosas (VITORINO, 2002;MARENGO, 1992). Além disso, devem se considerar as características dos pontos de localização das estações, de onde se denota a influência da expansão urbana, adensamento de áreas construídas, impermeabilização do solo, supressão da vegetação e concentração de gases (SILVA FILHO et al, 2019), os quais elevam os valores de temperatura e aumentam a amplitude da umidade, resultando no fenômeno das ICs (BEZERRA et al, 2018), alterando o padrão de absorção e taxa de albedo devido as grandes quantidades de insolação que a cidade recebe por estar localizada próxima à linha do Equador (CIRINO et al, 2019).…”

Section: Discussionunclassified

“…Em suas pesquisas, de forma mais pontual e específica, Bajrami; Murturi (2018), Mota et al (2018), Silva Filho et al (2019 e Santos; Ferreira (2020) desenvolvem propostas análogas ao escopo do presente trabalho com a utilização de componentes iguais ou semelhantes, dentre os quais se destacam o microcontrolador ESP8266 NodeMCU V3 e os sensores DHT11 e DHT22, similares ao sensor AM2301, além da alimentação de seus sistemas através das baterias de Li-íon recarregáveis através de placas fotovoltaicas. Em relação à proposta metodológica definida para a obtenção de resultados, os trabalhos de Mota et al (2018) e Silva Filho et al (2019 apresentam um ou mais métodos de análise estatística e indicadores de erros aos quais são comumente utilizados para a comparação entre séries de dados meteorológicos.…”

Section: Introductionunclassified

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DESENVOLVIMENTO, IMPLEMENTAÇÃO E VALIDAÇÃO DE UMA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA EMBARCADA BASEADA EM TECNOLOGIA IoT

Pontes de Araújo,

Castro Rodrigues,

Chase

et al. 2024

NAT

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Este artigo descreve o desenvolvimento e implementação de uma estação meteorológica automática embarcada baseada no microcontrolador ESP8266 NodeMCU V3 e na plataforma IoT ThingSpeak, em Belém - PA. Foram coletados dados de temperatura e umidade, velocidade do vento e precipitação usando os sensores AM2301, SEN017 e PB10, respectivamente, durante o período de 13/05/2022-14/05/2022, realizando leituras horárias conforme a estação de referência do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) local, armazenando e visualizando os dados por meio da plataforma ThingSpeak. Para comparar os dados da estação desenvolvida com a estação de referência, foram aplicados métodos estatísticos como Coeficiente de Determinação (R²), Coeficiente de Nash-Sutcliffe (Ef), Índice de Concordância de Willmott (d), e indicadores de erro Erro Médio Absoluto (MAE), Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE) e Percentual Médio de Erro (PBias). Os resultados mostraram que os índices foram predominantemente classificados como 'Muito Bom' e 'Bom' para as variáveis de temperatura e umidade, com valores de R² de 0,95 e 0,89, respectivamente. No entanto, a variável de velocidade do vento apresentou um valor baixo de R² (0,03). As variáveis observadas, incluindo precipitação, mostraram comportamentos compatíveis com a área de estudo. Devido à distância geográfica das estações e a distribuição das variáveis, não é possível inferir a acurácia real dos sensores utilizados. No entanto, a análise realizada demonstrou a funcionalidade da estação, sugerindo para trabalhos futuros a validação da estação desenvolvida por meio da ampliação do período de observação e instalação próxima de uma estação meteorológica automática com erro instrumental conhecido, utilizando os dados desta como referência. Palavras-chave: monitoramento meteorológico; microcontroladores; ThingSpeak. Development and implementation of an embedded automatic weather station based on IoT technology ABSTRACT: This article describes developing and implementing an embedded automatic weather station based on the ESP8266 NodeMCU V3 microcontroller and the ThingSpeak IoT platform in Belém, PA. Temperature and humidity, wind speed and precipitation data were collected using the AM2301, SEN017 and PB10 sensors, respectively, during the period 13/05/2022-14/05/2022, taking hourly readings according to the reference station of the local National Institute of Meteorology (INMET), storing and visualizing the data using the ThingSpeak platform. To compare the data from the developed station with the reference station, statistical methods such as the Coefficient of Determination (R²), Nash-Sutcliffe Coefficient (Ef), Willmott Concordance Index (d), and error indicators Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Percentage Error (PBias) were applied. The results showed that the indices were predominantly classified as 'Very Good' and 'Good' for the temperature and humidity variables, with R² values of 0.95 and 0.89, respectively. However, the wind speed variable had a low R² value (0.03). Due to the geographical distance of the stations and the distribution of the variables, it is impossible to infer the real accuracy of the sensors used. However, the analysis demonstrated the station's functionality, suggesting that future work should validate the station developed by extending the observation period and installing it near an automatic weather station with known instrumental error, using its data as a reference. Keywords: weather monitoring; microcontrollers; ThingSpeak.

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Section: Discussionunclassified

Section: Introductionunclassified

DESENVOLVIMENTO, IMPLEMENTAÇÃO E VALIDAÇÃO DE UMA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA EMBARCADA BASEADA EM TECNOLOGIA IoT

Pontes de Araújo,

Castro Rodrigues,

Chase

et al. 2024

NAT

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“…Silva Filho et al (2019) recomendam o uso do sensor simplificado para o estudo microclimático, porém são necessários estudos futuros que avaliem a durabilidade e a qualidade das informações agroclimáticas.…”

Section: Eto-r Eto-r-calibunclassified

“…O desenvolvimento e testes em campo de soluções como esta, possibilita validar e consolidar a tecnologia de instrumentação desenvolvida, com destaque para as de custos reduzidos e minimiza a dependência de importação de equipamentos (Silva Filho et al, 2019).…”

Section: Introductionunclassified

Aplicação de sensores de baixo custo na estimativa da evapotranspiração potencial

Carvalho

Medeiros

Gonçalves

2021

J. Env. Anal. Progr.

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A agricultura irrigada vem enfrentando grandes desafios relacionados à escassez de água em qualidade e quantidade, principalmente no Nordeste brasileiro. O manejo adequado da irrigação durante o desenvolvimento da cultura é essencial para melhorar a produção agrícola, porém, poucos produtores rurais realizam o manejo de irrigação de forma adequada devido, principalmente, aos custos elevados da instrumentação e automação da irrigação. Neste contexto, este estudo apresenta um sistema de irrigação automatizado que utiliza uma microestação meteorológica de baixo custo para determinação da demanda de água e controle do tempo de acionamento do sistema. A microestação é composta por um sensor de umidade e temperatura do ar, acoplado a um abrigo meteorológico, um microcontrolador para coleta e processamento dos dados e posterior acionamento do sistema de irrigação. A evapotranspiração de referência para o cálculo do tempo de irrigação é baseada no método de Romanenko que utiliza apenas informações de temperatura e umidade do ar. Para validação das capturas de temperatura e umidade relativa do ar, realizou-se comparação das leituras fornecidas pelo sensor da estação meteorológica automática padrão localizada no Município de Pesqueira, PE. Constatou-se um ótimo coeficiente de determinação para a temperatura e umidade do ar, com R² de 0,98 e 0,86, respectivamente. A microestação meteorológica apresentou ótimo desempenho na estimativa da evapotranspiração de referência pelo método de Romanenko calibrado, sendo recomendada com alto grau de confiança no processo de automação de irrigação.

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“…Assim, a construção de um protótipo de baixo custo, que estime valores fidedignos de radiação solar global, possibilitam potencializar laudos climáticos de uma determinada região, além de ser uma temática que tem ganho atenção no meio científico [6].…”

Section: Introductionunclassified

Uso do Arduíno como um sistema alternativo para medir radiação solar global e práticas educacionais

Alves

Reis

Querino

et al. 2020

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Resumo Quantificar a intensidade da radiação solar incidente na superfície terrestre é extremamente importante, pois os processos de ordem natural, sejam eles físicos, químicos e/ou biológicos dependem diretamente dela. Contudo, existem algumas dificuldades para medir esta variável, na qual destaca-se o custo elevado de equipamentos para esta finalidade. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um protótipo de baixo custo para medir radiação solar global bem como promover a contextualização do ensino de física. Uma estrutura de alumínio fundido, para minimizar os efeitos térmicos e as intempéries sobre suas medidas foi desenvolvida. Esta estrutura era coberta com um difusor plano de acrílico e uma cúpula semi-esférica de vidro que envolvia o sensor fotoresistivo. O protótipo foi conectado ao arduino, usado como datalogger, através de um cabo de rede. Para a calibração do protótipo foi utilizado um piranômetro comercial modelo CM5 da KIPP & ZONEN. Índices estatísticos para se medir a acurácia do protótipo foram aplicados. As medidas foram realizadas continuamente, a cada minuto, durante cinco dias. Os resultados mostraram: coeficiente de determinação foi de R 2 = 0 , 957, de eficiência ( ε = 0 , 95 ), índice de concordância de Willmott ( d = 0 , 99 ) e o erro médio absoluto ( E M A = 51 , 22 W m − 2 ). Verifica-se uma boa aproximação dos valores de radiação solar global medidas pelo protótipo referentes aos do CM5. Portanto, a construção deste protótipo é útil para facilitar e difundir medidas diárias de radiação solar global e, sobre tudo, poderá contribuir com a contextualização dos conceitos estudados em Física nos ensinos básico e superior.

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Estimativa Do Balanço De Energia Pelo Método Da Razão De Bowen a Partir De Medidas De Protótipo De Estação Micrometeorológica

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Aplicação de sensores de baixo custo na estimativa da evapotranspiração potencial

Uso do Arduíno como um sistema alternativo para medir radiação solar global e práticas educacionais

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