Desenvolvimento de um lisímetro de pesagem eletrônica de baixo custo para medição da evapotranspiração em telhado verde extensivo

Abstract

Telhados verdes são sistemas que possibilitam um melhor manejo das águas pluviais urbanas em diferentes locais do mundo. A capacidade de armazenamento de volumes desses sistemas é influenciada por alguns fatores, sendo uma evapotranspiração de grande importância. Um melhor entendimento sobre essas características pode, ainda, auxiliar na determinação da necessidade, ou não, de supervisão e na escolha de tipos de vegetação e de substratos. Pelo número limitado de estudos nessa área e para tratar de um complexo que depende de fatores climáticos locais, assim como características construtivas desses sistemas, mais investigações são possíveis. Uma das formas mais recomendadas de determinação da evapotranspiração é por meio dos lisímetros de pesagem, porém, esses equipamentos costumam ser de alto custo e exigem pessoal qualificado para sua operação e manutenção e revisões de cuidados em sua instalação. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver, instalar e operar lisímetro de pesagem eletrônica de baixo custo para a determinação da evapotranspiração em telhados verdes do tipo extensivo, compatibilizando características construtivas de lisimetria e de telhados verdes, assim como eletrônica aberta e materiais de baixo custo disponível no mercado. O lisímetro construído foi instalado na Universidade Federal de Santa Catarina, campus Trindade (Florianópolis ?SC), e monitorou entre março e junho de 2023 os dados de peso e de volume escoado pelo dreno de uma parcela de telhado verde com área de 0,74 m², tipo extensivo (10 cm de substrato), vegetação gramínea. Como resultado da operação do lisímetro proposto, foram obtidos 74 valores de evapotranspiração diários. Foi possível observar que a evapotranspiração em dias sem escoamento pelo dreno representou cerca de 42% das entradas na parcela de telhado verde monitorado. Em relação à influência do módulo de telhado verde na diminuição da geração de escoamento superficial, foi apresentado que o módulo de telhado verde retve cerca de 74% do acumulado dos dez maiores eventos do período (61 mm dos 83 mm da negociação acumulada) e um tempo de retardo do escoamento variando entre 20 a 650 minutos. Considere-se que a configuração do lisímetro apresentada possui potencial para replicação, viabilizando o desenvolvimento de mais estudos, ainda que na realidade dos países em desenvolvimento como no caso do Brasil, para investigar a utilização de telhados verdes como medidas de drenagem urbana sustentável.

Abstract: Green roofs are systems that enable better stormwater management in different parts of the world. The storage capacity of stormwater volumes in these systems is influenced by some factors, evapotranspiration being one of the most important. A better understanding of this phenomenon can help to determine the need or not for irrigation and the choice of vegetation types and substrates. Due to the limited number of studies in this area and because it is a complex phenomenon that depends on local climatic factors, as well as constructive characteristics of these systems, further investigations are needed. One of the most recommended ways to determine evapotranspiration is through weighing lysimeters, however, these equipments are usually expensive and require qualified personnel for their operation and maintenance and need special care in their installation. Thus, the objective of this work was to develop, install and operate low-cost electronic weighing lysimeter for determining evapotranspiration on extensive green roof, making constructive characteristics of lysimetry and green roofs compatible, as well as open source electronics and low cost available construction materials. The built lysimeter was installed at the Federal University of Santa Catarina, Trindade campus (Florianópolis ? SC), which monitored the weight and drained volume from a green roof plot with an area of 0.74 m², extensive type (10 cm of substrate), grassy vegetation, between March and June 2023. As result of the operation of the proposed lysimeter, we obtained 74 daily evapotranspiration values. It was possible to observe that evapotranspiration on days without drainage through the drain represented around 42% of the inputs in the monitored green roof plot. Regarding the influence of the green roof module in reducing the generation of surface runoff, the green roof module retained around 74% of the accumulated amount of the ten largest events of the period (61 mm of the 83 mm of accumulated precipitation) and a flow delay time varying between 20 and 650 minutes. The configuration of the lysimeter presented showed potential for replication, enabling the development of more studies, even in the reality of developing countries as in the case of Brazil, to investigate the use of green roofs as sustainable urban drainage structures.