Meteorological mapping of different technological degrees of greenhouses

Orientador: Paulo Ademar Martins LealTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: Conhecer o comportamento da temperatura e da umidade relativa do ar, em uma casa de vegetação, é essencial para extrair os benefícios do cultivo protegido. Apesar do potencial da distribuição heterogênea desses elementos no ambiente, a prática comum é a de instalar apenas um sensor em um ponto fixo, representativo do todo, independente do sistema de atuação utilizado na casa de vegetação. Focar em quantidade e qualidade dos dados coletados no campo, explorando variações espaciais, é necessário para monitorar e controlar adequadamente os sistemas de atuação, e desenvolver e validar modelos em casas de vegetação, baseados em condições reais. Objetivou-se caracterizar e mapear as distribuições horizontais e verticais de temperatura e umidade relativa do ar em 16 configurações de casa de vegetação, com ventilação natural e mecânica, sombreamento e resfriamento evaporativo. Na Faculdade de Engenharia Agrícola (FEAGRI), da UNICAMP, no período de junho de 2014 a fevereiro de 2015, instalaram-se em uma casa de vegetação (117 m²) uma rede de sensores sem fio com transdutores SHT75 distribuídos em 45 pontos de medição internos, e uma estação meteorológica externa à estrutura. Os dados foram coletados a cada 30 segundos, durante 10 dias, para cada configuração. Para os mapas meteorológicos, utilizou-se o software Surfer®. O resfriamento evaporativo, associado ao sombreamento fixo, é o mais efetivo para reduzir a temperatura e elevar a umidade relativa do ar interno (-7,55°C e 47%), e também apresenta o maior gradiente vertical (14,31°C e -58%) e variabilidade horizontal (0,84°C, próximo ao exaustor, e -1,23°C e 5%, próximo ao meio poroso). A associação da janela zenital ao resfriamento evaporativo e à ventilação mecânica prejudica a eficiência dos sistemas e, apesar de reduzir, com isso, os gradientes verticais (2,86°C e -15%), mantém a heterogeneidade horizontal (1,17°C e -7% perto do exaustor). Na ventilação natural com tela antiafídeo, permitir a saída do ar quente, com janela zenital ou exaustor superior, diminui a temperatura e aumenta a umidade relativa do ar em comparação com o ambiente externo, reduz as suas diferenças verticais e homogeneíza suas distribuições horizontais. O sombreamento fixo aumenta as diferenças entre os ambientes interno e externo e os gradientes verticais, em relação aos ambientes sem tela, mas as distribuições horizontais não são influenciadas pelo seu usoAbstract: Knowing the behavior of temperature and relative humidity of air, in a greenhouse, is essential to extract the benefits of protected cultivation. Despite the potential of a heterogeneous distribution of these elements in the environment, the common practice is to install only one sensor at a fixed point, assumed to be representative, independent of the actuation system applied to the greenhouse. To focus on quantity and quality of data collected on the field, exploring spatial variations, is necessary to rightly monitor and control the actuation systems, and to develop and validate models in protected environments, based on real conditions. The objective was to characterize and map the horizontal and vertical distributions of temperature and relative humidity of air, in 16 configurations of a greenhouse, with natural and mechanical ventilation, shading and evaporative cooling. At College of Agricultural Engineering (FEAGRI), at UNICAMP, from June 2014 to February 2015, were installed in a greenhouse (117 m²) a wireless sensor network with SHT75 transducers distributed at 45 measuring internal points, and a weather station outside of the structure. The datas were collected every 30 seconds, during 10 days for each configuration. For the meteorological maps, the software Surfer® was used. Evaporative cooling associated with fixed shading is more effective to reduce the temperature and increase the relative humidity of indoor air (-7.55°C and 47%), and also features the most vertical gradient (14.31°C and -58%) and horizontal variability (0.84°C near the exhauster and -1.23°C and 5% close to the porous medium). The association of zenithal window with evaporative cooling and mechanical ventilation affects the efficiency of the systems and, despite reducing thereby the vertical gradients (2.86°C and -15%), maintains the horizontal heterogeneity (1,17°C and -7% near the exhauster). In natural ventilation with antiinsect screen, to allow the exit of hot air with zenith window or superior exhauster, decreases the temperature and increases the relative humidity of air in comparison with the external environment, reduces vertical differences and homogenizes its horizontal distributions. The fixed shading increases the differences between the internal and external environments and the vertical gradients, in relation to the environments without screens, but the horizontal distributions are not influenced by its useDoutoradoConstruções Rurais e AmbienciaDoutora em Engenharia2013/11953-9FAPES