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DIREO PREDOMINANTE E VELOCIDADE MDIA E MXIMA DO VENTO NO
MUNICPIO DE CAMBAR-PR
Eduardo Henrique Baltrusch de Gois1; Marcio Massashiko
Hasegawa
1 Mestrando em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal
Tecnolgica do Paran UTFPR, Campus Londrina. Link para o Currculo
Lattes:
http://lattes.cnpq.br/7180177874919333. Email:
[email protected].
Prof. Doutor em Agronomia, Setor de Engenharia e Desenvolvimento
Agrrio, Universidade Estadual do Norte do Paran - UENP, Campus Luiz
Meneghel, Bandeirantes - PR,
Link para o Currculo Lattes:
http://lattes.cnpq.br/7408707673754694. Email:
[email protected].
RESUMO
O conhecimento da velocidade mdia, mxima e direo predominante
dos ventos fornecem informaes importantes para agricultura como:
dimensionamento de quebra-ventos, orientao nos horrios das
pulverizaes, na construo de granjas e estbulos entre outras
aplicaes. O objetivo deste trabalho foi determinar a velocidade
mdia e mxima do vento na altitude de dois metros e da direo
predominante no municpio de Cambar, Estado do Paran. Foram
utilizados dados obtidos no perodo de 1973 a 2010, em anemgrafo
universal localizado a dez metros do solo, em uma estao
agrometeorolgica. Analisando os resultados obtidos por poca do ano
a dois metros de altura, observou-se que na primavera ocorreram as
maiores velocidades mdias do vento e no outono as menores
velocidades mdias do vento. A velocidade mdia anual do vento a dois
metros de altitude foi de 2,02 m/s. A direo predominante do vento
foi a sudeste (SE) com 35,5% das ocorrncias anuais e frequncia de
ocorrncia mdia mensal mxima no ms de abril 41,8% e mnima no ms de
janeiro 26,5%. A segunda direo de maior ocorrncia leste (E) com
23,6% das ocorrncias anuais, seguida pela direo nordeste (NE) com
8,6% das ocorrncias anuais. PALAVRAS-CHAVE: estao agrometeorolgica;
anemgrafo; estaes do ano.
CHARACTERIZATION OF THE PREDOMINANT WIND DIRECTION AND AVERAGE
AND
MAXIMUM WIND SPEED IN THE TOWN OF CAMBAR-PR
ABSTRACT
Average and maximum wind speed and predominant wind direction
knowledge give important information for agricultural purpose like:
dimensioning windbreaks, orientation in spraying times, stables and
fowl run construction among other applications. The objective of
this work was to determine average, maximum wind speed and
predominant wind direction at the two meter of altitude in the town
of Cambar, Paran. The daily wind speed data were collected from
1973 to 2010, through an universal anemograph installed at ten
meters height, located in the Weather Station. The results for
seasons of the year at two meter height, were the highest average
wind speed for spring and the lowest average wind speed for autumn
period. The annual average wind speed at meter height was 2,02 m/s.
The predominant wind direction was southeast (SE) with 35,5% of
annual frequency and the highest monthly average was in April with
41,8% following by January with the lowest monthly average
-
26,5%. East (E) was the second direction in annual frequency
with 23,6%, following by northeast (NE) with 8,6%. KEYWORDS:
weather station; anemograph; seasons of the year.
1. INTRODUO
De acordo com Ayoade (1998), a radiao solar provoca um
aquecimento
diferencial de pores de ar, criando os gradientes de presso,
geradores dos ventos que
ocorrem tanto em escala global (latitudes e ciclos dia-noite)
quanto local (mar-terra, vale-
montanha).
A velocidade mdia anual do vento pode variar em mdia 10% de um
ano para o
outro, mas em alguns locais as variaes chegaram a 30% (PARK,
1979).
A intensidade e a direo dos ventos so determinadas pela variao
espacial e
temporal do balano de energia na superfcie terrestre, que causa
variaes no campo de
presso atmosfrica, gerando os ventos. A direo dos ventos
resultante da composio
das foras atuantes (gradiente de presso, atrito, fora de
Coriolis), mas o relevo
predominante na regio tambm interfere na direo, prximo superfcie
(PEREIRA et al.,
2002).
possvel predizer com significativa preciso o comportamento dos
ventos em
determinada localidade para certo perodo, com uma serie de dados
histricos coletados (LE
CHAPELLIER, 1981).
Segundo Martins (1993), o conhecimento da direo predominante e
das
velocidades mdias dos ventos que ocorrem num local fornecem
informaes importantes
para o posicionamento de quebra ventos, orientaes na construo de
estbulos,
distribuio das diferentes culturas no campo e principalmente, no
posicionamento e
dimensionamento das torres para a utilizao desta fonte de
energia natural.
Estudos sobre a direo predominante do vento contribuem tambm
para
atividades como, a instalao de quebra-ventos para proteo de
objetos (culturas, casas de
vegetao, residncias, etc.), situados a barlavento dos efeitos
danosos do vento; instalao
de indstrias em reas urbanas, que fornecem conhecimento da direo
predominante do
vento, justifica-se pela necessidade de disperso de poluentes
sem que estes atinjam reas
residenciais prximas e para conforto trmico onde estudos
aplicados arquitetura para
projetos de construes ventiladas, com portas ou janelas voltadas
ou no para a direo
predominante do vento (GALVANI et al., 1999).
Altas velocidades de vento ameaam a integridade de estruturas
como linhas
areas de transmisso de energia, telhados de edificaes, pontes,
turbinas elicas,
antenas difusoras, entre outras (GONALVES, 2007).
-
A velocidade do vento afeta indiretamente as culturas e
dependendo da velocidade
sua influncia pode ser positiva ou negativa (SENTELHAS,
2009).
Segundo Munhoz e Garcia (2008), o vento uma das variveis
meteorolgicas
mais importantes, e uma das menos estudadas. Na agricultura
conhecida a sua influncia
na aplicao de agrotxicos e em estudos voltados propagao de
doenas, polinizao e
prticas com quebra-vento. Este elemento meteorolgico afeta o
crescimento das plantas de
vrias maneiras, dentre as quais podemos citar, a transpirao,
absoro de gs carbnico
e efeito mecnico sobre folhas e ramos, sendo que o resultado
desta interao depende da
espcie.
O vento em velocidades baixas a moderadas contribui para renovao
de gs
carbnico e manuteno da transpirao das plantas (PEREIRA et al.,
2002). J em
velocidades extremas, o vento pode causar transpirao excessiva,
levando ao fechamento
dos estmatos, reduo no nmero de folhas e da rea foliar, causando
assim uma queda
repentina na fotossntese, alm de causar danos mecnicos,
acamamento, queda de folhas,
flores, frutos, galhos e troncos (SENTELHAS, 2009).
Conforme o Censo Agropecurio de 2006, as culturas predominantes
no municpio
de Cambar so cana-de-acar, soja, milho, trigo, caf e mandioca,
respectivamente em
valor da produo (IBGE, 2006). As plantas frutferas tm baixa
tolerncia aos ventos,
principalmente quando esto em crescimento; na ocorrncia de
ventos fortes, estes podem
causar danos mecnicos e afetar seu desenvolvimento fisiolgico e
de acordo com
Conceio (1996), culturas no irrigadas tambm so sensveis aos
ventos, principalmente
os mais intensos, que geralmente ocorrem durante os perodos de
baixos ndices
pluviomtricos.
Considerando a importncia do conhecimento da direo e
velocidade
predominante do vento local na altura de dois metros, condizente
com a situao das
culturas agrcolas, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as
velocidades mdia e mxima
e a direo predominante dos ventos no municpio de Cambar-PR.
2. MATERIAL E MTODOS
Foram utilizados dados dirios da direo dos ventos coletados no
perodo de 1973
a 2010 na estao agrometeorolgica de Cambar, localizada na estao
experimental do
Instituto Agronmico do Paran (IAPAR) Cambar-PR (latitude 23 00
S, longitude 50 02
W) e altitude 450 metros.
Os dados foram obtidos em anemgrafo universal localizado a 10
metros do solo,
com leituras dirias nos horrios: 09h00min, 15h00min e
21h00min.
As converses das velocidades mdias dirias para altura de 2
metros foram por
-
meio da Equao 1, proposta por Pasquill (1949):
(U2 / U1) = (Z2 / Z1)0,143 (1)
Em que U2 e U1 so as velocidades para as alturas Z2 (2 m) e Z1
(10 m),
respectivamente, sendo, portanto possvel simplificar a Equao 1,
obtendo-se a Equao 2:
U2=U10/1,26 (2)
A direo predominante do vento foi caracterizada por anlise da
frequncia das
observaes dirias de cada ms do ano, utilizando-se a Equao 3:
F(x)=n/N*100 (3)
Onde, F - frequncia de ocorrncia do vento em determinada direo;
(x) - direo
do vento; n - nmero de horas em uma determinada direo; e N -
nmero total de horas.
As horas com direo indefinida foram contadas como de direo
varivel (V).
Quando a velocidade horria foi inferior a 0,2 metros por
segundo, as horas
correspondentes foram classificadas como de calmaria (C).
3. RESULTADOS E DISCUSSO
A Tabela 1 apresenta a velocidade mdia mensal do vento em metros
por segundo
a dez metros de altura do solo e convertidas a dois metros de
altura do solo, durante o
perodo de 1973 a 2010. Analisando os resultados obtidos na
Tabela 1 e Figura 1, nota-se
que a velocidade mdia a dez metros de altura do solo em mdia
vinte por cento maior
que a velocidade mdia a dois metros. Analisando por estao do
ano, no perodo da
primavera ocorreu a maior velocidade mdia (2,52 m/s) e no outono
a menor velocidade
mdia (1,67 m/s), corroborando com dados obtidos por Silva et al.
(1997) para localidade de
Pelotas-RS e Munhoz e Garcia (2008) para regio de Ituverava-SP,
que observaram
maiores velocidades na primavera e menores velocidades no
outono.
Na anlise dos dados mensais, o ms de outubro obteve a maior
velocidade mdia
(2,68 m/s), seguido dos meses de novembro (2,67 m/s) e setembro
(2,58 m/s). J o ms de
junho apresentou as menores velocidades mdias (1,55 m/s),
seguido dos meses de
fevereiro (1,64 m/s) e maio (1,64 m/s). Estas observaes esto em
acordo com aquelas
relatadas por Wagner et al. (1989), que utilizando dados do
perodo de 1975 a 1986 a 10m
de altura do solo, no municpio de Cambar-PR, obtiveram as
maiores velocidades mdias
-
nos meses de outubro e novembro (3,5 m/s) e as menores
velocidades mdias nos meses
de maio e junho (2,0 m/s).
A velocidade mdia anual do vento a 2,0 m de altura do solo foi
de 2,02 m/s.
Estudos de Caramori et al. (1986) que conduziram experimentos
com plantas de caf,
mostraram que velocidades de 2 a 3 m/s causaram decrscimos
significativos no
crescimento destas plantas. Considerando o mencionado a utilizao
adequada de quebra-
ventos no municpio de Cambar-PR poderia diminuir a incidncia de
ventos prejudiciais a
cultura do caf.
No perodo de janeiro a agosto os ventos sopram com velocidades
mdias
inferiores mdia anual. J no perodo de setembro a dezembro os
ventos sopram com
velocidades mdias superiores mdia anual, sendo este
comportamento semelhantes aos
observados por Munhoz e Garcia (2008) para regio de
Ituverava-SP, Tubelis e Nascimento
(1992) para a cidade de Ribeiro Preto-SP e Tarifa e Armani
(2000) para o municpio de So
Paulo-SP.
Tabela 1 - Velocidade mdia mensal do vento em (m/s) a 10 m de
altitude e convertidas a 2m de
altitude, para o municpio de Cambar-PR, durante o perodo de 1973
a 2010.
Altitude Ms Mdia
anual Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
2 m 1,84 1,64 1,77 1,84 1,64 1,55 1,79 1,98 2,58 2,68 2,67 2,20
2,02
10 m 2,32 2,07 2,23 2,31 2,06 1,95 2,26 2,49 3,25 3,38 3,36 2,77
2,54
Figura 1 - Comparao entre a velocidade mdia mensal e anual do
vento em m/s a 10 e 2 m de
-
altitude, para o municpio de Cambar-PR, durante o perodo de 1973
a 2010.
Analisando a Tabela 2 a velocidade mxima mensal da serie foi
registrada no ms
de outubro (39,5 m/s), seguido de julho (37,5 m/s) e setembro
(32,0 m/s).
A velocidade mdia anual do vento a 2,0 m de altura do solo foi
de 2,02 m/s.
Estudos de Caramori et al. (1986) que conduziram experimentos
com plantas de caf,
mostraram que velocidades de 2 a 3 m/s causaram decrscimos
significativos no
crescimento destas plantas, sendo o caf uma planta de baixa
tolerncia aos ventos.
Segundo Camargo e Pereira (1994) os danos a cultura do caf podem
ser diretos
(mecnicos como fendilhamento das folhas e queda de folhas,
gemas, frutos e flores) e
indiretos (ecofisiolgicos como aumento da demanda hdrica) ambos
causam perdas na
produtividade.
Segundo Volpe e Schoffel (2001) a ao de ventos fortes (14,5 a
17,0 m/s) causam
nas culturas de soja e milho reduo de stand, acamamento, danos
mecnicos (perda de
rea fotossinttica) com consequentes perdas na produtividade,
enquanto na cultura de
cana-de-acar os ventos fortes causam tombamento que representa
queda de
produtividade de 10 a 20% principalmente em lavouras
mecanizadas. Conforme a Tabela 2
em todos os meses da serie ocorreram velocidades superiores a
14,5 m/s, podendo assim
causar queda de produtividade nas principais culturas do
municpio de Cambar-PR.
Considerando o estudo mencionado a utilizao adequada de
quebra-ventos no
municpio de Cambar-PR, poderia diminuir a incidncia de ventos
prejudiciais s culturas
de caf e cana-de-acar, que so as mais prejudicadas pela ao dos
ventos.
Os sistemas de quebra-ventos variam em funo da direo do vento
predominante
ou do vento problema (Velocidade mxima e sua direo),
disponibilidade financeira, mo-
de-obra e terra (VOLPE E SCHOFFEL, 2001). Assim para que ocorra
um dimensionamento
adequado do quebra-vento necessrio saber o histrico de
velocidades mximas e suas
direes.
Tabela 2 - Velocidade mxima mensal (VMM) em m/s a 10 m de
altitude e sua direo, para o
municpio de Cambar-PR, durante o perodo de 1973 a 2010.
Ms Mdia
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
VMM 32,0 24,0 25,9 30,9 30,0 27,2 37,5 28,8 26,9 39,5 31,6 31,1
30,5
DP NE* NW SE NE NW NW SW W SW E W SW Direo do pico de VMM.
* NE Nordeste, SE Sudeste, E Leste, W Oeste, SW Sudoeste e NW
Noroeste.
A Tabela 3 e Figura 2 apresentam a direo mdia mensal do vento
em
percentagem, durante o perodo de 1973 a 2010. Analisando os
resultados obtidos, nota-se
-
a predominncia da direo sudeste (SE) em todos os meses no perodo
analisado,
corroborando com Galvani et al. (1999), que indicaram a
predominncia de ventos de
direo nordeste (NE), em Maring-PR, independente da sazonalidade.
Entretanto,
resultados obtidos por Silva et al. (1997), mostraram para
Pelotas-RS, que a direo
predominante do vento variou conforme a sazonalidade.
Analisando os resultados obtidos na Tabela 3, nota-se que a
direo sudeste (SE)
foi predominante, e obteve 35,5% das ocorrncias anuais e
frequncia de ocorrncia
mdia mensal mxima no ms de abril de 41,8% e mnima no ms de
janeiro de 26,5%. A
segunda direo de maior ocorrncia leste (E) com 23,6% das
ocorrncias anuais e
frequncia de ocorrncia mdia mensal mxima no ms de janeiro de
25,5% e mnima no
ms de maio de 21,2%. A terceira direo de maior ocorrncia a
nordeste (NE) com 8,6%
das ocorrncias anuais e frequncia de ocorrncia mdia mensal mxima
no ms de
fevereiro 11,2% e mnima no ms de outubro 7,0%. Discordando com
resultados alcanados
por Wagner et al. (1989) no que se refere direo de maior
ocorrncia leste (E) e a de
segunda maior ocorrncia sudeste (SE) para ventos predominantes
em Cambar-PR.
Porm houve concordncia na terceira direo de maior ocorrncia
nordeste (NE) no estudo
realizado pelos autores anteriormente citados, no perodo 1975 a
1986. As trs direes de
maior ocorrncia mantiveram suas constncias em todos os meses do
perodo analisado. As
calmarias apresentaram 6,5% de ocorrncias anuais e pico de
ocorrncia no ms de junho
10,6% e mnima ocorrncia no ms de outubro 3,2%.
Tabela 3 Direo mdia mensal do vento (%), para o municpio de
Cambar-PR, no perodo de 1973
a 2010.
Ms N NE E SE S SW W NW V C
Janeiro 8,2 10,8 25,5 26,5 3,2 2,7 7,2 8,0 1,9 6,0
Fevereiro 7,5 11,2 22,4 28,4 3,7 3,2 6,6 7,0 2,0 8,1
Maro 4,6 8,5 23,4 37,7 5,5 2,6 4,2 4,9 1,8 6,7
Abril 3,9 7,4 22,1 41,8 5,4 2,5 3,7 4,3 1,4 7,4
Maio 4,7 7,1 21,2 36,1 5,5 3,1 6,3 4,9 1,3 9,8
Junho 5,0 8,5 22,3 33,6 4,8 2,7 5,9 5,5 1,1 10,6
Julho 5,3 8,7 23,4 36,9 3,5 2,7 5,8 5,2 1,3 7,2
Agosto 4,5 8,2 24,2 39,6 5,6 2,5 4,2 3,9 1,3 5,9
Setembro 4,7 8,0 24,8 40,1 5,8 3,2 4,0 3,9 1,3 4,2
Outubro 4,6 7,0 25,4 39,4 6,9 3,4 3,9 4,5 1,7 3,2
Novembro 5,5 8,3 24,8 35,9 5,4 3,3 5,1 5,9 2,1 3,6
Dezembro 6,9 10,2 24,0 29,5 4,3 3,0 7,4 7,7 2,0 5,1
Mdia 5,5 8,6 23,6 35,5 5,0 2,9 5,4 5,5 1,6 6,5
-
Figura 2 Direo mdia mensal do vento (%), para o municpio de
Cambar-PR, no perodo de 1973
a 2010.
Segundo Wagner et al. (1989), nos locais onde a direo sudeste
(SE) foi
predominante, a direo leste (E) foi a segunda mais frequente,
assim a direo
-
predominante dos ventos no Estado do Paran se concentra nas
direes NE, E e SE.
Assim como resultados obtidos por Machado (1950) e Reis e
Berlato (1972) mostraram que,
para todas as regies climticas do Estado do Rio Grande do Sul, a
direo predominante
dos ventos se concentra tambm nas direes NE, E e SE.
A predominncia das direes do quadrante leste, pode estar
relacionada com os
centros de alta presso dos Oceanos Atlntico e Pacfico, que
originam ventos NE, E e SE
(TUBELIS e NASCIMENTO, 1992).
A direo sudeste (SE) foi predominante, alcanando 40,5% das
ocorrncias anuais
e frequncia de ocorrncia mdia mensal mxima no ms de outubro de
48,3% e mnima
em fevereiro de 30,9%. A segunda direo de maior ocorrncia leste
(E) com 23,9% das
ocorrncias anuais e frequncia mxima no ms de junho de 27,2% e
mnima em novembro
de 20,9%. A terceira direo de maior ocorrncia a nordeste (NE)
com 8,0% das
ocorrncias anuais e frequncia mxima no ms de janeiro de 10,9% e
mnima em outubro
de 6,3%.
As trs direes de maior ocorrncia mantiveram suas posies em todos
os
meses, com exceo do ms de dezembro em que a terceira direo
predominante foi a
noroeste (NW), com mdia mensal de 9,8%.
Segundo Wagner et al. (1989), nos locais onde a direo sudeste
(SE) foi
predominante, a direo leste (E) foi a segunda mais frequente,
assim a direo
predominante dos ventos no Estado do Paran se concentra nas
direes NE, E e SE. A
predominncia destas direes, pode estar relacionada com os
centros de alta presso dos
Oceanos Atlntico e Pacfico, que originam ventos NE, E e SE
(TUBELIS e NASCIMENTO,
1992).
4. CONCLUSES
Diante dos resultados obtidos conclui-se que de janeiro a agosto
os ventos sopram com
intensidade inferior a mdia anual, sendo o ms de junho aquele
com menor velocidade
mdia. De setembro a dezembro os ventos sopram com intensidade
superior a mdia anual,
sendo o ms de outubro que apresenta a maior velocidade mdia. A
direo predominante
dos ventos sudeste (SE), seguida da direo leste (E) e nordeste
(NE), apresentando
estas constncias no decorrer dos meses e estaes do ano.
AGRADECIMENTOS
Ao Instituto Agronmico do Paran - IAPAR pelo fornecimento dos
dados
meteorolgicos utilizados no presente trabalho.
-
REFERNCIAS
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