Abrigo Pet

Background

Este abrigo meteorológico foi baseado no trabalho de Barbosa, Lamberts & Guths (2008). É um abrigo vertical passivo feito de garrafa PET de 2L recoberta com papel alumínio. A garrafa é usado de “cabeça para baixo”, sem o bico e com aberturas para entrada de ar na lateral, conforme a Figura 1 .

Barbosa et al. (2008) testou 14 modelos de abrigos, que consistiam numa variação e combinação de garrafas PETs e recipientes aluminizados usados para o transporte de alimentos. Estes modelos foram testados em ambiente fechado com temperatura controlada por 1 hora e comparados entre si e com um sensores de temperatura de referência. A Figura 2 mostra a comparação do modelo PET com outros 3 modelos e o com o sensor padrão.

É possível verificar que o valor de temperatura medido no PET acompanha muito bem a curva Tar, que é a padrão, tendo poucos décimos de diferença durante toda a análise (Barbosa et al., 2008).

Fabricação

Lista de ferramentas usadas:
  • Tesoura com ponta, estilete ou faca de cozinha;
  • Cola quente;
  • Cola branca.
Material Tipo de Comércio Preço Unitário Unidades Adquiridas Comentários
Garrafa PET Mercado R$ 5,00 1 O material pode ser reciclado, neste caso não há custo de aquisição
Papel alumínio Mercado R$ 3,00 1 -
Assadeira Oval 4L Mercado R$ 7,00 1 Dimensões: 5.4cmx3.20cm, 4L
Fio de Nylon (pesca) Ferragem R$0.50/m 1 m -

Foi usado uma garrafa PET de 2l de refrigerante com uma altura total de 35 cm. A construção foi feita segundo o tutorial fornecido por Barbosa et al. (2008), replicado a seguir:
1. Corte fora o topo da garrafa, a uma altura de 20 cm da base;
2. Na base, corte 5 abas, espaçadas de 1.5 cm, elas podem ter o formato triangular propiciado pela própria estrutura dos pés da garrafa, a ponta deste triângulo deve permanecer fixado na garrafa, com um largura de 1.5 cm ainda fixos na garrafa;
3. As abas criadas devem ser erguidas até estarem no mesmo plano da base pois elas servirão como apoio do teto.

4. Com cola quente ou cola branca, cole o papel alumínio entorno da garrafa PET.

5. Com cola quente, cole topo de cada aba e a base da garrafa na assadeira (o modelo original usa o papel de alumínio ao invés da assadeira).

Resultado final

O resultado final (Figura 4.5) foi um abrigo de 20 cm de altura, com uma abertura na base de aproximadamente 10 cm e 5 aberturas de 5x4 cm no topo. No modelo original o teto do abrigo era feito de papel alumínio; por considerar que este material não iria suportar a chuva, foi usado como teto uma assadeira oval de alumínio (5.4cmx3.20cm, 4L). O custo final foi de aproximadamente R$10.
Para fixar o sensor, foi feito uma teia de fio nylon – também conhecido como “linha de pescador” - na parte superior do abrigo, logo abaixo das abertura. Na Figura 4.4 é possível ver a entrada de ar inferior e o teto feito com a assadeira. A cinta plástica usada para fixar na estação o atravessa.

Durante os 3 meses que ficou em campo, exposto ao sol, chuva e fortes ventos, bem como interagindo com insetos e pequenos passarinhos, o Pet não foi danificado. O uso de cola-quente e cintas plásticas se mostrou suficiente para a aplicação desejada. Não houve interrupção dos dados e o sensor não apresenta sinais claros de que foi danificado, indicando que o abrigo protegeu o sensor da chuva e geada.

Caracterização do pet

Freitas 2018 testou este modelo, juntamente com outros abrigos artesanais no trabalho Caracterização de sensores e abrigos meteorológicos de baixo custo . Nesta pesquisa, o comportamento das respostas de temperatura do abrigo Pet foi similar aos dos abrigos Pagoda e Aspirado. A média de ΔT é de 0,6°C, com máximo de 4,7°C, ambos maiores do que a precisão nominal (0,2°C) e observada (0,1°C) do sensor, resultados esses que corroboram que o abrigo exerceu influência nas medidas de temperatura. As diferenças ΔT se concentram em 0 e se distribuem até 5,0°C. A sua curva de ΔT (Figura 4.7) apresenta um comportamento diferente das outras: alcança a diferença máxima entre 10h e 12h, e então decresce lentamente até alcançar as demais curvas ao anoitecer. Mesmo com baixas velocidades de vento, a temperatura no abrigo Pet não sofre, segundo a regressão linear, alteração maior do que 0,5°C.
O recobrimento de alumínio absorve ou reflete toda a radiação infravermelha que chega ao abrigo, bloqueando a passagem de infravermelho. O alumínio quente esquenta o ar em contato com as paredes, o que gera este erro na medida de temperatura. A diferença de temperatura é causada então principalmente pelo aquecimento do ar embaixo do abrigo, e não pelo aquecimento do sensor. Neste caso, a ventilação do abrigo ajuda a diminuir estas diferenças. Uma boa ventilação pode estar por trás desta queda suave de temperatura.

Acima, o histograma das diferenças de temperatura medidas neste abrigo e no abrigo de referência. Mais detalhes em Caracterização de sensores e abrigos meteorológicos de baixo custo

Apesar de ter apresentado um dos piores desempenhos, Freitas (2018) considerou que este modelo tem potencial para aplicações educacionais e de baixo custo, mas que não tem vocação para aplicações científicas em que o abrigo ficará exposto a radiação solar, mas pode apresentar bons resultados em aplicações protegidas da radiação solar direta como no interior de construções, ou no interior de matas e florestas. Para isso, mais estudos e testes nestes espaços se fazem necessários.

Cadernos de laboratório

A fabricação do Pet foi registrado na tarefa #478 .

Referências

BARBOSA, M., J., LAMBERTS, R., GUTHS, S.. Uso de barreiras de radiação para minimizar o erro no registro das temperaturas do ar em edificações. Porto Alegre, Ambiente Construído, v. 8, n. 4, p. 117-136, 2008.