Medição, análise e mapeamento da radiação solar uv no estado de Pernambuco

Abstract

As informações referentes à radiação (UVA + UVB) e irradiância eritêmica no Brasil e ao redor do mundo são escassas e com baixa cobertura temporal e espacial. Este fato é devido principalmente aos altos custos dos equipamentos e sensores, além dos custos operacionais na implantação de uma estação de medição. O conhecimento do nível da radiação UV para uma dada região é de grande importância, uma vez que afeta tanto os seres vivos como também os materiais de uso externo (revestimentos, isoladores elétricos, madeiras, plásticos). O pequeno número de estações de medição direcionou alguns pesquisadores para a criação de modelos paramétricos espectrais computacionais e a geração de modelos estatísticos para estimativa da radiação UV a partir da medição da radiação global, estendendo as informações UV para outras localidades onde existam dados de radiação global e possuam características climáticas semelhantes. Pelo que antecede, duas estações foram instaladas em 2008, uma na cidade de Pesqueira e outra em Araripina, e em 2010 uma outra na cidade de Recife, ambas no estado de Pernambuco, para medidas simultâneas da radiação solar global e UV (A+B). Uma outra estação foi instalada em 2009, também em Recife, para realizar medidas simultâneas da radiação eritêmica e global, completando um grupo de estações que estão localizadas entre latitudes -8 e - 10° e longitudes 34 para 38° W, representando o clima típico da região. Os valores horários e diários da radiação global e ultravioleta que atingem o plano horizontal em Recife, Pesqueira e Araripina foram medidos, analisados e comparados. O estudo da radiação UV (A + B) e eritêmica, para o estado de Pernambuco, mostrou uma forte dependência horária e sazonal típica da região Nordeste do Brasil, valores máximos na primavera / verão (setembro a fevereiro) e valores mínimos no outono / inverno (março a agosto). Os índices ultravioleta (IUV) médios anual ao meio-dia foram considerados extremos para todas as localidades. Os dados coletados possibilitaram a geração de três modelos estatísticos diferentes (Modelo1: correlação linear entre a radiação UV e global; Modelo2: correlação polinomial da fração média UV em função do índice de transmitância da radiação solar global e Modelo3: regressões múltiplas do índice de transmitância atmosférico ultravioleta, índice transmitância atmosférico global e da massa de ar) e duas redes neurais artificiais (ANN1: estimativa da fração média UV considerando as mesmas variáveis físicas do modelo 2 e ANN2: estimativa do índice de transmitância ultravioleta a partir das mesmas variáveis físicas do modelo 3). Os modelos estatísticos e redes permitiram as estimativas horária e diária da radiação solar UV. Os melhores resultados foram observados no Modelo3 e ANN2, com o RMSE% inferior a 5% para valores diários e inferior a 10% para valores horários, confirmando assim, uma boa capacidade de predição. As medições e modelos gerados possibilitaram também desenvolver um coletor de dados (Medidor UV) de baixo custo e precisão aceitável, capaz de medir a radiação global mediante o uso de um piranômetro e estimar simultaneamente a radiação ultravioleta, podendo assim, ampliar o conhecimento e pesquisas nesse segmento, permitindo uma monitoração mais ampla no estado de Pernambuco e no Brasil