LETÍCIA AQUINO DO NASCIMENTO

AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE EVAPORAÇÃO EM

AÇUDES DO RIO GRANDE DO NORTE

NATAL-RN

2017

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Letícia Aquino do Nascimento

Avaliação do processo de evaporação em açudes do Rio Grande do Norte

Trabalho de Conclusão de Curso na

modalidade Artigo Científico, submetido ao

Departamento de Engenharia Civil da

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

como parte dos requisitos necessários para

obtenção do Título de Bacharel em Engenharia

Civil.

Orientadora: Profª. Drª. Adelena Gonçalves

Maia

Natal-RN

2017

Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN

Sistema de Bibliotecas - SISBI

Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede

Nascimento, Letícia Aquino do.

Avaliação do processo de evaporação em açudes do Rio Grande

do Norte / Letícia Aquino do Nascimento. - 2017. 19f.: il.

Monografia (Graduação) Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil,

Natal, 2017.

Orientador: Adelena Gonçalves Maia.

1. Açude - Monografia. 2. Evaporação - Monografia. 3. Regra

de operação - Monografia. I. Maia, Adelena Gonçalves. II.

Título.

RN/UF/BCZM CDU 624

Letícia Aquino do Nascimento

Avaliação do processo de evaporação em açudes do Rio Grande do Norte

Trabalho de conclusão de curso na modalidade

Artigo Científico, submetido ao Departamento

de Engenharia Civil da Universidade Federal

do Rio Grande do Norte como parte dos

requisitos necessários para obtenção do título

de Bacharel em Engenharia Civil.

Aprovado em 22 de novembro de 2017:

___________________________________________________

Profª. Drª. Adelena Gonçalves Maia – Orientadora

___________________________________________________

Prof. Me. João de Carvalho Filho – Examinador interno

___________________________________________________

Ma. Giovana Cristina Santos de Medeiros – Examinador externo

Natal-RN

2017

RESUMO

Este trabalho avalia os efeitos da evaporação em dois reservatórios do semiárido

nordestino, são eles o açude Cruzeta (RN) e o reservatório Engenheiro Armando Ribeiro

Gonçalves (RN). As perdas de água por tal fenômeno foi estimada por dois métodos, o

método empírico de Jensen-Haise e pelo método do Tanque Classe A. Os resultados gerados

demonstraram que os reservatórios possuem uma taxa de evaporação anual elevada. O açude

Cruzeta perfazendo uma evaporação anual de 30% a 50% do seu volume máximo, e a

Barragem Armando Ribeiro estando entre 10% a 18%. Com relação à precipitação foi

comprovado que o nordeste brasileiro se caracteriza por poucas chuvas com pequenos

volumes durante o ano, sendo estes inferiores aos volumes evaporados dos açudes. Quanto

aos usos outorgados foi provado que o açude de Cruzeta encontra-se mal aproveitado, tendo

em vista que os volumes anuais de retirada são em torno de 10% enquanto que sua

evaporação atinge até os 50%. Enquanto no reservatório Armando Ribeiro essa diferença não

é tão acentuada, em virtude de ser um reservatório de grande porte e conter demandas

maiores, mas mesmo assim ainda possui taxas de evaporação consideráveis na maior parte do

período analisado. Os resultados mostraram também que os métodos utilizados retornam

valores de evaporação semelhantes para águas reservadas no semiárido. Com isso, há a

necessidade de se estudar o fenômeno para prever o local adequado de instalação de novos

reservatórios, como também garantir o manejo eficiente das águas reservadas dos existentes.

Palavras-chave: açude, evaporação, regra de operação.

ABSTRACT

This work evaluates the effects of evaporation in two reservoirs of the northeastern

semi-arid region, the Cruzeta (RN) reservoir and the Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves

reservoir (RN). The water loss for this phenomenon was estimated by two methods, the

empirical method of Jensen-Haise and the method of Tank Class A. The results generated

showed that the reservoirs have a high annual evaporation rate. The Cruzeta dam represents

an annual evaporation of 30% to 50% of its maximum volume, and the Armando Ribeiro

Dam being between 10% and 18%. With regard to precipitation, it was verified that the

Brazilian northeast is characterized by few rains with small volumes during the year, which

are lower than the volumes evaporated from the dams. As for the uses granted, it was proved

that the Cruzeta dam is underutilized, considering that the annual withdrawal volumes are

around 10% while their evaporation reaches up to 50%. While in the Armando Ribeiro

reservoir this difference is not so great, because it is a large reservoir and contains larger

demands, but still has considerable evaporation rates in most of the period analyzed. The

results also showed that the methods used returned similar evaporation values for the semi-

arid waters. Therefore, it is necessary to study the phenomenon to predict the proper location

of new reservoirs, as well as to ensure the efficient management of the reserved waters of

existing ones.

Keywords: pond, evaporation, operation rule.

5

1. INTRODUÇÃO

Segundo Fontes et al. (2003), a água é um insumo básico da sobrevivência de todas as

espécies e indicador do desenvolvimento de uma região, sendo necessária atenção especial no

seu manejo visando sua conservação em qualidade e quantidade. Logo se pode constatar que a

água é um bem essencial ao desenvolvimento cultural, social e econômico de uma região

apresentando assim grande relevância nos seus estudos. Além disso, observar o

comportamento do ciclo hidrológico nas várias regiões em que atua e realizar o uso racional

de acordo com as características peculiares de cada local é de fundamental importância. Dessa

forma, nos problemas relativos à água e seu uso, cabe o gerenciamento através da gestão dos

recursos hídricos.

Com relação ao Brasil, país com grande área territorial e de irregularidade espacial da

disponibilidade da água, a acentuada deterioração dos recursos hídricos, bem como as bases

de dados hidroclimatológicos ineficientes fazem com que haja uma maior complexidade com

relação à gestão destes recursos. Essa complexidade afeta o Brasil, em especial a região do

semiárido brasileiro. Alta taxa de evaporação associada à baixa precipitação anual e uma

reduzida capacidade de acúmulo de água subterrânea fazem dessa a região mais crítica, em

termos de escassez hídrica, do país e a que deve ter a Política Nacional de Recursos Hídricos

implantada de forma mais efetiva.

Diante desse panorama surge a necessidade de se construir reservatórios artificiais

para que se garanta a disponibilidade de água e energia durante os períodos de estiagem na

região, atendendo assim à população. No entanto, o estado do Rio Grande do Norte, assim

como os demais pertencentes à região do nordeste brasileiro, sofre com a seca que se alastra

há cinco anos (EMPARN, 2017). Com isso os principais reservatórios da região estão em

situação crítica, cerca de 69% (IGARN, 2017), chegando alguns a configurarem-se como

completamente secos. A barragem Armando Ribeiro Gonçalves, principal reservatório do

estado, em 2016 apresentava 15,23% do seu volume total (IGARN, 2017).

Assim, o fenômeno da evaporação no semiárido ganha um papel fundamental para ser

estudado. Isso porque a partir dos estudos intensificados sobre esse processo pode-se

dimensionar e realizar um manejo adequado de obras hídricas para essa região e, além disso,

permitirá implantar ações de planejamento e gerenciamento na busca de um melhor

aproveitamento das águas reservadas. Sendo assim, o objetivo desse trabalho consiste em

estimar os volumes de água perdidos pelo processo de evaporação em dois reservatórios do

estado do Rio Grande do Norte (RN) pelos métodos do Tanque Classe A e Jensen-Haise.

2. REVISÃO DE LITERATURA

De acordo com Tucci (2001), a evaporação é o processo físico no qual um líquido

passa ao estado gasoso. Em meteorologia, o termo evaporação restringe-se à mudança da água

no estado líquido para vapor devido à radiação solar e aos processos de difusão molecular e

turbulenta. Ou seja, a evaporação consiste na mudança de estado físico da água. Os fatores

intervenientes neste processo são a radiação solar, a temperatura do ar, o vento e a umidade

do ar.

A radiação solar atua como uma espécie de combustível para o fenômeno da

evaporação, pois concede a energia necessária para mudança de estado físico da matéria. Por

exemplo, na mudança do estado líquido para o estado gasoso é consumido cerca de 585 cal/g

Letícia Aquino do Nascimento, graduanda em Engenharia Civil, UFRN

Profª. Drª. Adelena Gonçalves Maia, Departamento de Engenharia Civil da UFRN

6

à uma temperatura de 25°C, apresentando nitidamente sua importância para a ocorrência do

processo.

A temperatura do ar está intimamente ligada ao processo, pois se encontra associada à

radiação solar. O aumento da temperatura do ar influi de maneira favorável na evaporação do

ambiente, porque possibilita que uma maior quantidade de vapor de água esteja contida no

mesmo volume de ar, quando se atinge o grau de saturação, que é caracterizado pela pressão

de saturação do vapor de água. Isso faz com que mais partículas de água sejam evaporadas no

mesmo volume de ar.

Com relação aos ventos, eles são responsáveis por renovar o ar acima da superfície

evaporante. Desse modo ele contribui com o processo no seguinte quesito, o aumento da sua

velocidade faz com que aumente a turbulência superficial da água, ocasionando a

transferência mais rápida das moléculas de água para regiões mais altas da atmosfera,

acarretando a queda de umidade nas proximidades com a superfície e dessa forma

favorecendo a evaporação da região.

O outro fator que implica no fenômeno de evaporação de corpos de água é a umidade

do ar. Esta representa a quantidade de água presente no ar como forma de vapor. Desta forma

quanto menor a umidade do ar próximo a um reservatório, por exemplo, maior será a

evaporação do local.

Dentre os métodos de estimativa de evaporação tem-se: o método da transferência de

massa, do balanço de energia, do balanço hídrico, os evaporímetros e as equações empíricas.

Os evaporímetros são instrumentos que possibilitam uma medida direta do poder

evaporativo da atmosfera, estando sujeitos aos efeitos de radiação, temperatura, vento e

umidade. Os mais conhecidos são os atmômetros e os tanques de evaporação (TUCCI, 2001).

Na categoria dos tanques de evaporação, encontra-se o Tanque Classe A. Este é um

tipo de tanque de evaporação que possui algumas especificidades, entre elas estão, o requisito

de ele ser de forma circular com o diâmetro aproximado de 121 cm e profundidade de 25,5

cm em aço ou ferro galvanizado, com seu nível de água variando de 5 a 7,5 cm da sua borda

superior. Sua medição consiste em uma ponta linimétrica e deve estar apoiado sobre

plataforma de madeira a 15 cm do solo. A sua utilização pode acarretar em alguns

inconvenientes para medição da evaporação. A turbidez superficial decorrente de partículas

de poeira ou de outros materiais levados pelo vento causa a turbidez da superfície evaporante,

provocando uma diminuição do potencial evaporativo do tanque (TUCCI, 2001). O grande

aquecimento das suas paredes laterais em virtude do material usado permite uma maior

evaporação da água ali contida acarretando uma diferença, por exemplo, da medição de um

reservatório. Outro inconveniente que leva a erros é a perda de água decorrente de elementos

externos, animais que alcance o tanque, por exemplo, mascarando assim a real perda de água

por evaporação.

O local em que o tanque será instalado, também pode disfarçar a medição da

superfície evaporante daquela região. Por exemplo, se um tanque for colocado em uma região

com alta concentração de árvores seu potencial evaporativo será menor do que se for colocado

em um ambiente com vegetação rasteira.

Em consequência disso e também por apresentar pequeno volume de água

armazenada, grande superfície em relação à pequena profundidade, e devido à localização

onde se encontra, em detrimento do balanço de energia e o transporte de massa que ocorre em

um reservatório, deve-se aplicar um fator de redução do potencial evaporativo do Tanque

Classe A, que situa-se entre 0,6 e 0,8, sendo mais utilizado o valor de 0,7. Desse modo a

equação é dada por:

Ereservatório = Ft × Etanque (1)

7

Em que: 𝐸𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜 é a evaporação obtida para o reservatório em m/dia; 𝐹𝑡 é fator de

redução; e 𝐸𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 é a evaporação medida para o Tanque Classe A em m/dia.

As equações empíricas, por sua vez, são equações criadas que levam em consideração

a região e suas condições específicas. Em sua maioria são obtidas por meio de ajuste por

regressão linear das variáveis envolvidas.

Um desses métodos empíricos é o método de evaporação desenvolvido pelos

pesquisadores Jensen e Haise em 1963, no oeste dos Estados Unidos. Na ocasião, os

pesquisadores usaram mais de 3000 observações de variação de evapotranspiração,

determinada por amostras de solo estatisticamente relacionadas, colhidas durante 35 anos.

Majidi et al. (2015), estimou a evaporação do reservatório da barragem de Doosti,

localizado na região semiárida do Irã, através de vários métodos convencionais para encontrar

os métodos mais precisos para condições de dados limitadas. No resultado do estudo o

modelo de Jensen e Haise (1963) era o que apresentava as mais precisas estimativas de

evaporação dentre os 19 modelos analisados. E também que, apesar da sua simplicidade,

apresentou estimativas de evaporação mais confiáveis do que outros métodos mais onerosos e

complexos.

Essa simplicidade deve-se ao cálculo da evaporação diária depender apenas da

radiação solar e da temperatura do ar, firmando-se assim como um método bastante simples e

com uma boa confiabilidade dos dados, principalmente em locais semiárido onde sua precisão

é maior. A equação é dada pela fórmula a seguir:

E = 0,03523Rs(0,014Ta − 0,37) (2)

Em que: 𝑅𝑠 é a radiação solar em W/m², 𝑇𝑎 é a temperatura do ar em °F e E é a

evaporação diária em mm/dia.

3. METODOLOGIA

3.1 Área de estudo

A área de estudo escolhida foi a bacia hidrográfica do rio Piranhas-Açu, que possui

uma área total de 43.580 km², segundo dados extraídos do site da Agência Nacional de Águas

(ANA, 2015). Esta bacia abrange 100 municípios paraibanos e 47 municípios potiguares. A

bacia do Piranhas-Açu possui um regime de chuvas distribuídas nos meses de fevereiro a

maio com média anual menor que 800 mm.

Os reservatórios escolhidos para a realização desse estudo estão situados dentro da

bacia hidrográfica do rio Piranhas-Açu, sendo eles o açude Cruzeta e a barragem engenheiro

Armando Ribeiro Gonçalves (ARG).

O açude Cruzeta foi um projeto desenvolvido em 1910 e concluído em 1929, sob

responsabilidade do Departamento Nacional de Obras Contra as Secas (DNOCS). O

reservatório se localiza na cidade de Cruzeta (Figura 1) (RN), e foi construído com um

barramento de solo compactado com seção homogênea de 880 m de extensão e com altura

máxima de 15 m. Este açude apresenta uma área de bacia hidráulica de 616,11 hectares, com

capacidade máxima de seu reservatório de 23.545.745,33 m³ e um volume de reserva

intangível, mais conhecido como “volume morto”, de 1.179.186,00 m³ (DNOCS, 2017;

SEMARH/RN, 2014).

8

Figura 1 – Localização do Açude Cruzeta no município de Cruzeta-RN

Com relação à barragem engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves, esta teve seu

projeto concluído em 1983, também sob incumbência do DNOCS. Ela se localiza no distrito

de Oiticica II, a 2 km de Itajá e 13 km de Assu (Figura 3). O reservatório possui uma

barragem do tipo zoneada com 2.540 m de extensão e altura máxima de 40 m. Sua bacia

Fonte: MEDEIROS, 2016

Fonte: SAMPAIO, 2017

Figura 2 – Vista do açude Cruzeta/RN

9

hidráulica possui uma área de 19.200 ha, com capacidade máxima de 2.400.000.000 m³ e seu

volume de reserva intangível são de 236.000.000 m³ (DNOCS, 2017; SEMARH/RN, 2014).

Figura 3 – Localização da Barragem Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves

Figura 4 – Vista da Barragem Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves/RN

3.2 Estimativa da evaporação

Fonte: MEDEIROS, 2016

Fonte: BARBOSA, 2015

10

Os dados de monitoramento dos reservatórios, sendo eles: o nível d’água, a área do

espelho d’água e o volume do açude foram cedidos pela SEMARH/RN.

Os dados de monitoramento referente ao açude Cruzeta compreende os anos de 2010 a

2015, enquanto que os dados referentes ao reservatório Armando Ribeiro Gonçalves (ARG)

datam do ano de 1985 até o ano de 2013. É importante enfatizar que o intervalo de tempo que

compreende estes valores não são unificados, ele perfaz de períodos de dias, meses e, no caso

da ARG, até a ano sem um dado de monitoramento. Neste trabalho, os dados foram

readequados ao período diário.

Os métodos utilizados de estimativa de evaporação da água dos reservatórios foram o

método de evaporação pelo Tanque Classe A e o método de Jensen-Haise.

As informações referentes à temperatura foram coletadas do Banco de Dados

Meteorológicos para Ensino e Pesquisa (BDMEP) do Instituto Nacional de Meteorologia

(INMET). Para o reservatório de Cruzeta foram utilizados os dados da estação meteorológica

de Cruzeta referente aos anos 1985 a 2015. Já no caso do reservatório ARG, existe uma

estação meteorológica mais próxima que seria a de Macau (no caso do monitoramento pelo

INMET) e ainda existe outra mais próxima do reservatório, que seria a estação de Assú sob

responsabilidade da EMPARN, porém em ambas a série histórica é bastante defasada. Desse

modo optou-se também pelos dados da estação de Cruzeta.

Os dados obtidos foram mensais e foi realizada uma média para cada mês dos anos

monitorados. Outro fator importante a ser citado é que a temperatura foi fornecida em Celsius

(°C) e, por causa do método utilizado, foi transformada em Fahrenheit (°F) pela seguinte

equação (Tabela 1).

°F = (°C × 1,8) + 32 (3)

Tabela 1 – Médias históricas de temperatura na estação meteorológica de Cruzeta

Temperatura- Série histórica (1985-2015)

Unid. JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

°C 28,32 27,97 27,54 27,00 26,74 25,88 25,78 26,25 27,19 28,07 28,53 28,66

°F 82,98 82,35 81,57 80,60 80,13 78,58 78,40 79,25 80,94 82,53 83,35 83,59

Fonte: INMET (BDMEP 1985-2015)

Com relação à radiação, os dados não foram obtidos da estação climatológica usada,

pois a série estava curta e incompleta. Diante desse entrave, a radiação solar foi obtida por

meio do Atlas Solarimétrico do Brasil, documento produzido pelo Departamento de Energia

Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco.

As cartas de radiação solar global diária fornecem a média mensal das radiações ao

longo do território nacional. As cartas são compostas por isolinhas que separam as regiões

com radiação solar aproximada. Os valores são dados em MJ/m²dia, sendo assim convertidos

em W/m² como requer o método de Jensen-Haise.

11

Tabela 2 – Médias históricas de radiação na estação de Cruzeta

Radiação – Série histórica

Unid. JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

MJ/m²dia 20,00 20,00 20,00 18,00 16,00 16,00 16,00 20,00 20,00 22,00 22,00 22,00

W/m² 231 231 231 208 185 185 185 231 231 255 255 255

Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil, UFPE, 2000

Esses dois parâmetros foram utilizados no método de evaporação de Jensen-Haise

(equação 2), e multiplicados pela diferença do tempo de medição, ou seja, a data de medição

que se deseja menos a data de medição anterior, obtendo assim a evaporação em mm por

período. Após a quantificação desta, foi transformada para metros por dia e multiplicada pela

área correspondente ao dia da medição, resultando nos volumes evaporados em metros

cúbicos.

Com relação ao outro método analisado, os dados de evaporação mensal do Tanque

Classe A foram cedidos por Medeiros (2016). Os dados que compõem as médias mensais de

evaporação, tanto para o açude de Cruzeta como para a barragem Engenheiro Armando

Ribeiro Gonçalves, são referentes à estação meteorológica de Cruzeta, pelo mesmo motivo

apresentado para médias de temperatura. Estes foram multiplicados por um fator de redução

de 0,7, comum a regiões semiáridas, e alterados de mm/mês para m/dia (Tabela 3).

Tabela 3 – Médias históricas de evaporação do Tanque Classe A na estação de Cruzeta

Evaporação – Série histórica

Unid. JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

mm/mês 316,9 256,6 244,6 218,7 197,2 214,7 242,2 290,9 321,3 346,8 340,6 333,2

m/dia 0,007 0,006 0,006 0,005 0,004 0,005 0,005 0,007 0,007 0,008 0,008 0,008

Fonte: MEDEIROS, 2016

Assim como no método de Jensen e Haise, os valores obtidos da equação 1 foram

convertidos para o período diário e multiplicados pela respectiva área para se obter os

volumes evaporados.

Figura 5 – Carta de isolinhas do mês de outubro

Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil, UFPE, 2000

12

3.3 Precipitação

Outro parâmetro utilizado neste trabalho foi o dado de precipitação mensal. Este foi

obtido do BDMEP da estação de Cruzeta, para cada reservatório dentro da sua série histórica

em cada ano de monitoramento (Tabelas 4 e 5).

Tabela 4 – Série histórica da precipitação do açude Cruzeta

Precipitação – Série histórica

Unid Ano Meses

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

mm

/mês

2010 199,9 44,5 128,9 82,7 25,3 118,1 7,8 0,1 1,9 91,8 0,1 39,5

2011 116,1 106,8 121,7 242,7 214,1 29,6 74,0 4,7 0,0 2,2 7,2 3,2

2012 16,6 103,1 44,9 3,8 8,9 17,6 0,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

2013 24,4 32,8 67,0 55,0 22,7 54,4 27,2 28,6 3,1 2,9 13,4 55,4

2014 30,0 28,3 193,1 245,7 103,8 12,0 3,1 0,0 1,3 0,2 6,7 32,8

2015 6,2 48,1 83,0 150,5 25,7 7,3 22,4 0,1 0,0 0,0 0,0 5,4

Fonte: INMET (BDMEP 2010-2015), estação meteorológica de Cruzeta/RN

Tabela 5 – Série histórica da precipitação do reservatório Eng. Armando Ribeiro Gonçalves

Precipitação – Série histórica

Unid Ano Meses

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

mm

/mês

1985 99,5 285,0 119,6 357,5 63,1 67,2 84,1 2,2 0,2 0,0 5,9 115,4

1986 90,0 166,8 1,6 141,1 50,5 30,6 11,8 41,7 36,5 0,2 2,8 0,1

1987 57,1 157,2 207,6 52,0 0,0 19,3 16,8 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0

1988 38,5 67,9 171,9 209,8 45,2 28,4 13,6 15,1 1,6 0,7 0,0 20,1

1989 48,3 67,7 98,6 346,5 51,1 10,5 57,4 2,4 0,0 1,5 48,6 127,1

1990 0,6 62,2 64,2 0,0 - 16,5 12,5 16,7 0,0 0,1 1,4 0,1

1991 0,0 - - - - - - - - - - -

1992 - - - - - - - - - - - -

1993 - - - - - - - - - - 13,2 0,0

1994 113,7 96,2 227,0 101,3 87,5 129,2 7,7 8,9 0,1 0,0 0,0 157,9

1995 25,6 140,2 177,6 142,5 237,7 35,1 20,2 0,9 0,0 0,1 1,6 54,5

1996 29,4 89,6 238,1 352,1 84,5 7,3 14,0 5,5 12,4 8,4 1,3 0,0

1997 137,5 9,1 160,9 160,0 43,2 1,1 3,2 1,6 0,0 0,0 0,1 43,5

1998 170,9 83,3 98,8 21,2 0,3 2,6 11,6 11,7 0,0 0,0 0,0 4,8

1999 145,1 4,1 165,8 55,9 98,8 4,8 3,7 0,0 0,1 0,5 0,3 36,5

2000 89,0 202,2 94,9 89,1 24,8 29,7 52,0 65,2 24,0 0,5 1,3 15,1

2001 2,2 28,6 174,3 65,6 24,7 25,5 7,8 4,9 0,0 1,8 0,0 0,7

2002 207,8 133,8 187,6 127,9 131,0 28,0 4,2 0,2 0,0 0,0 1,0 38,4

2003 68,5 44,3 109,8 114,9 101,7 65,0 8,4 15,8 0,0 0,0 0,0 5,1

2004 409,2 243,9 98,3 51,7 81,1 81,5 20,4 1,5 4,1 0,0 0,5 26,0

2005 73,4 60,4 187,5 52,4 42,3 34,2 1,5 1,3 0,0 0,0 0,0 32,6

2006 0,5 105,4 92,2 264,1 114,1 130,4 9,7 10,2 0,0 0,0 9,5 2,5

2007 4,3 118,0 106,8 190,9 66,5 16,6 4,3 4,4 3,6 0,0 0,0 2,1

2008 42,2 47,5 375,9 122,9 66,6 61,0 23,5 16,9 12,3 0,0 3,9 23,2

2009 32,2 152,6 158,9 349,7 201,7 43,0 37,5 56,7 0,0 0,0 4,5 16,8

2010 199,9 44,5 128,9 82,7 25,3 118,1 7,8 0,1 1,9 91,8 0,1 39,5

13

2011 116,1 106,8 121,7 242,7 214,1 29,6 74,0 4,7 0,0 2,2 7,2 3,2

2012 16,6 103,1 44,9 3,8 8,9 17,6 0,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

2013 24,4 32,8 67,0 55,0 22,7 54,4 27,2 28,6 3,1 2,9 13,4 55,4

Fonte: INMET (BDMEP 1985-2013), estação meteorológica de Cruzeta/RN

Os dados iniciais foram dados em mm/mês e foram convertidos para m/mês. Após

isso, foram multiplicados pela média das áreas de cada mês do período monitorado,

resultando assim no volume precipitado em metros cúbicos.

3.4 Usos outorgados

Outro ponto analisado pelo estudo foi as demandas associadas aos reservatórios. Os

dados estudados foram retirados do cadastro de outorgas da ANA (2016). Numa série

histórica que compreende o período de 2001 a 2015.

Os usos registrados do açude de Cruzeta são referentes ao abastecimento público e a

irrigação, sendo, respectivamente, administrados pela Companhia de Águas e Esgotos do Rio

Grande do Norte (CAERN) e pela Associação dos Irrigantes do Perímetro Irrigado Cruzeta –

APICRUZ. Eles dão um montante anual de 2.373.573 m³/ano (Tabela 6), que corresponde a

10,08% da capacidade máxima do açude.

Tabela 6 – Usos outorgados do açude Cruzeta

Identificação Corpo Hídrico Finalidade Principal Volume anual (m³)

%

Usos/

Volume

Total

CAERN Açude Cruzeta Abastecimento Público 674.520 2,86

APICRUZ Açude Cruzeta Irrigação 1.699.053 7,22

TOTAL - - 2.373.573 10,08

Fonte: Adaptado de MEDEIROS, 2016

Com relação aos usos praticados na Barragem Armando Ribeiro Gonçalves, tem-se

um leque maior de retiradas, dada a dimensão do reservatório. Por se caracterizar como o

maior do Estado, ele abastece várias regiões por meio de adutoras, além disso, existem

demandas associadas à irrigação, pesca, derivação de água para o canal do Pataxó, lazer,

culturas de vazante, entre outros. Todas as atividades outorgadas que necessitam de água da

barragem resultam em um montante anual de 289.114.851 m³/ano, correspondendo a 12,05%

do volume total do reservatório (Tabela 7).

Tabela 7 - Usos outorgados do reservatório Eng. Armando Ribeiro Gonçalves

Tipo de Uso Volume anual (m³) % Usos/ Volume Total

Abastecimento Público (ABP) 27.822.373 1,16

Irrigação (IRR) 96.166.852 4,01

Aquicultura (AQU) 109.639.704 4,57

Indústria (IND) 4.760.482 0,20

Mineração (MIN) 1.752.000 0,07

Usina Termoelétrica (TER) 8.760.000 0,37

Outros (OUT) 40.213.440 1,68

TOTAL 289.114.851 12,05

Fonte: Adaptado de MEDEIROS, 2016

14

4. RESULTADOS

Os gráficos abaixo (Figuras 6 e 7) apresentam os resultados referentes aos volumes

evaporados pelo método de Jensen-Haise e pelo Tanque Classe A. É importante ressaltar que

as lacunas presentes, tanto nestes como em outros gráficos a seguir, refletem os períodos em

que não há informações de monitoramento.

Nota-se que, os resultados obtidos os métodos são coerentes para a região estudada

(semiárido), pois eles não são discrepantes entre si.

Figura 6 – Comparação entre os volumes evaporados pelo método de Jensen-Haise e pelo

método do Tanque Classe A do açude Cruzeta

Fonte: Autor

Figura 7 – Comparação entre os volumes evaporados pelo método de Jensen-Haise e pelo

método do Tanque Classe A da Barragem Eng. Armando Ribeiro Gonçalves

Fonte: Autor

0.00

200,000.00

400,000.00

600,000.00

800,000.00

1,000,000.00

1,200,000.00

1,400,000.00

1,600,000.00

JAN

MA

R

MA

I

JUL

SE

T

NO

V

JAN

MA

R

MA

I

JUL

SE

T

NO

V

JAN

MA

R

MA

I

JUL

SE

T

NO

V

JAN

MA

R

MA

I

JUL

SE

T

NO

V

JAN

MA

R

MA

I

JUL

SE

T

NO

V

JAN

MA

R

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Jensen-Haise x Tanque Classe A

Jensen - Haise (m³) Tanque Classe A (m³)

0.00

10,000,000.00

20,000,000.00

30,000,000.00

40,000,000.00

50,000,000.00

60,000,000.00

70,000,000.00

80,000,000.00

90,000,000.00

100,000,000.00

198

5

198

6

198

7

198

8

198

9

199

0

199

1

199

2

199

3

199

4

199

5

199

6

199

7

199

8

199

9

200

0

200

1

200

2

200

3

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

200

9

201

0

201

1

201

2

201

3

Jensen-Haise x Tanque Classe A

Jensen - Haise (m³) Tanque Classe A (m³)

15

Além disso, os volumes evaporados pelos métodos expostos, em ambos os

reservatórios, apresentaram resultados próximos, porém diferindo um pouco mais no caso de

Cruzeta, no período que compreende os anos de 2010 a 2012.

Outra análise realizada foi o comparativo do volume evaporado, precipitado e do

reservatório de cada mês do período monitorado (Figura 8 e 9).

Figura 8 - Comparação entre os volumes evaporados pelo Tanque Classe A e por Jensen-

Haise, o volume precipitado e o volume do reservatório do açude Cruzeta

Fonte: Autor

Figura 9 - Comparação entre os volumes evaporados pelo Tanque Classe A e por Jensen-

Haise, o volume precipitado e o volume do reservatório Eng. Armando Ribeiro Gonçalves

Fonte: Autor

Percebe-se que o volume evaporado supera o volume precipitado, com exceção no

reservatório ARG - nos meses de janeiro a abril de 1985, abril de 1989, março de 1994, maio

de 1995, abril de 2006, março de 2008, abril de 2009, abril e maio de 2011; e no reservatório

0.00

200,000.00

400,000.00

600,000.00

800,000.00

1,000,000.00

1,200,000.00

1,400,000.00

1,600,000.00

0.00

5,000,000.00

10,000,000.00

15,000,000.00

20,000,000.00

25,000,000.00

JAN

AB

R

JUL

OU

T

JAN

AB

R

JUL

OU

T

JAN

AB

R

JUL

OU

T

JAN

AB

R

JUL

OU

T

JAN

AB

R

JUL

OU

T

JAN

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Vo

lum

e e

va

p.

e p

recip

. (m

³)

Vo

lum

e d

o a

çud

e (m

³)

Evaporação x Precipitação x VolumeVolume Precipitado (m³) Evaporação Tanque Classe A (m³)

Evaporação Jensen-Haise (m³) Volume Reservatório (m³)

0.00

20,000,000.00

40,000,000.00

60,000,000.00

80,000,000.00

100,000,000.00

0.00

500,000,000.00

1,000,000,000.00

1,500,000,000.00

2,000,000,000.00

2,500,000,000.00

3,000,000,000.00

198

51

98

61

98

71

98

81

98

91

99

01

99

11

99

21

99

31

99

41

99

51

99

61

99

71

99

81

99

92

00

02

00

12

00

22

00

32

00

42

00

52

00

62

00

72

00

82

00

92

01

02

01

12

01

22

01

3

Vo

lum

e ev

ap

. e

pre

cip

. (m

³)

Vo

lum

e d

o a

çud

e (m

³)

Evaporação x Precipitação x Volume

Volume Precipitado (m³) Evaporação Tanque Classe A (m³)

Evaporação Jensen-Haise (m³) Volume Reservatório (m³)

16

Cruzeta - abril e maio de 2011 e abril de 2014. Com relação ao volume de cada açude, no

Cruzeta observa-se que o alto poder evaporativo associado aos seus usos promove uma

redução expressiva de seu volume (agosto de 2011 a abril de 2014). No ARG, observa-se

também um período de queda significativa do volume deste (entre 1997 e 2004 e após 2011).

O outro parâmetro que foi avaliado é a relação entre os usos outorgados e evaporação

do reservatório. Neste caso, o último ano de cada série não foi avaliado por não apresentar

dados de monitoramento suficientes. Observando os gráficos (Figuras 10 e 11), percebe-se

que a taxa de evaporação supera, em ambos os reservatórios, a retirada para atender os usos,

exceto no reservatório Armando Ribeiro Gonçalves o período entre 1999 e 2003 e após 2012.

Figura 10 - Comparação entre os usos outorgados e a evaporação pelo método do Tanque

Classe A do açude Cruzeta

Fonte: Autor

Figura 11 - Comparação entre os usos outorgados e a evaporação pelo método do Tanque

Classe A do reservatório Eng. Armando Ribeiro Gonçalves

Fonte: Autor

10.08 10.08 10.08 10.08 10.08

42.52

53.42

33.80

15.05 16.11

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

2010 2011 2012 2013 2014

Usos x Evaporação

Usos (%) Evaporação Tanque Classe A (%)

17

.77

17

.53

16

.98

17

.35

17

.72

16

.91

17

.12

17

.49

14

.32

15

.81

15

.39

16

.40

13

.43

11

.80

11

.70

11

.24

12

.04

11

.54

16

.65

15

.45

16

.58

17

.79

16

.77

17

.62

15

.06

16

.74

13

.57

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00

198

5

198

6

198

7

198

8

198

9

199

0

199

1

199

2

199

3

199

4

199

5

199

7

199

8

199

9

200

0

200

1

200

2

200

3

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

200

9

201

0

201

1

201

2

Usos x Evaporação

Usos (%) Evaporação Tanque Classe A (%)

12

,05

17

5. DISCUSSÃO

Na análise dos métodos evaporativos usados (Figuras 6 e 7). Percebe-se que ambos os

métodos apresentaram valores aproximados, indicando certa homogeneidade do poder

evaporativo quando aplicado a regiões semiáridas. Majidi et al. (2016) relata: “Os resultados

mostraram que os métodos de radiação-temperatura (Jensen-Haise e Makkink) têm precisão

apropriada, especialmente na base mensal.”. Assim como Majidi et al. (2016), a base mensal

ao qual está embasada a análise contribuiu para resultados representativos para a região.

A outra análise realizada compreendeu os volumes evaporado, precipitado e do

reservatório (Figuras 8 e 9). Pôde-se aferir que no açude Cruzeta os volumes evaporados são

elevados fazendo com que haja uma perda significativa de água por evaporação. Os volumes

evaporados de 2010 a 2012 alcançam o patamar de 30% a 50% do volume do açude,

consolidando ao que se tem na literatura, onde Suassuna (2002) declara: “A evapotranspiração

elevada é fator importante a ser levado em consideração. Trabalhos nessa área estimam que os

pequenos e médios açudes perdem cerca de 40% da água acumulada, através desse

fenômeno.”. O período compreendido entre janeiro de 2013 a abril de 2014 apresenta os

menores volumes evaporados em função da redução do volume de água dos açudes e, por

conseguinte, da área do seu espelho d’água. Esse período, em que o volume estava muito

baixo foi interpretado por Medeiros (2016) como um período de seca. “Nota-se ainda que no

final do ano de 2012 se inicia a seca atual, que já dura cerca de três anos [...]”. Ainda

podemos constatar que o período de 2011 foi o que apresentou maior taxa de evaporação e foi

quando o açude atingiu sua capacidade máxima, confirmada também pelos estudos de

Medeiros (2016): “Nos anos de 2004, 2008, 2009 e 2011, quando o açude Cruzeta atingiu sua

capacidade máxima (23,54 hm³), não foram registrados eventos de seca hidrológica, apesar de

nesses períodos as perdas por evaporação serem maiores”.

No que se diz respeito ao Armando Ribeiro Gonçalves, por se tratar de um

reservatório de grande porte tem seus índices de evaporação atingindo os níveis anuais de

10% a 18%. Os reservatórios maiores como o ARG com valores percentuais menores de

demanda e evaporação resistem por mais tempo às secas prolongadas, em comparação com

reservatórios onde a boa parte do seu volume de água está comprometido com o processo de

evaporação como Cruzeta. Verificado também por Medeiros (2016).

A comparação entre os reservatórios de características distintas demonstrou que

aquele com maior capacidade de acumulação foi mais eficiente e tem maior

capacidade de suporte aos eventos de seca do que o reservatório menor, uma vez que

no primeiro as perdas por evaporação são percentualmente menores (MEDEIROS,

2016).

Medeiros (2016) constata, também, para o reservatório ARG: “[...] são detectados

eventos de déficit hídrico, nos anos 2001 e 2003, quando o volume do reservatório estava em

45% da sua capacidade máxima.”, o que confirma um período de seca, onde observa-se um

decaimento do volume do reservatório ocorrido entre janeiro de 1998 e janeiro de 2004, sendo

o período crítico de 2001 a 2003.

Quanto ao índice pluviométrico, este se apresenta na região estudada, com chuvas

concentradas no primeiro semestre anual, para ambos os açudes (Figuras 8 e 9). Confirmando

o apresentado por Fontes et al. (2003).

O clima semiárido é caracterizado pela insuficiência de precipitações com extrema

irregularidade quanto à sua distribuição temporal, concentradas em uma estação de 3

a 5 meses de duração e uma variação em torno de 30% dos totais pluviométricos

anuais[...] (FONTES ET AL., 2003).

18

Ainda falando sobre as taxas de precipitação pode-se perceber que, principalmente no

açude Cruzeta (reservatório de menor porte), o volume precipitado é superado em quase todo

período analisado pelo volume evaporado, fato este constatado também no açude Encanto

(RN), açude também de pequeno porte, por Oliveira (2017): “O volume evaporado

correspondeu ao dobro do volume precipitado em praticamente todos os anos [...]”.

No que se refere aos usos outorgados e as taxas de evaporação, aferiu-se que o

reservatório de Cruzeta encontra-se mal aproveitado se comparado a sua evaporação. Apesar

de não possuir um grande volume armazenado, dever-se-ia utilizar melhor o potencial

disponível para reduzir a discrepância entre seus usos e sua evaporação. Além disso, é

importante instaurar políticas de reuso de águas para a irrigação, tendo em vista que esse é o

maior consumo do açude. No caso do ARG, esse aproveitamento das águas é mais satisfatório

em virtude dos volumes extraídos serem próximos aos volumes evaporados.

6. CONCLUSÃO

Os resultados dos açudes estudados mostram que a taxa de evaporação ainda é alta e

necessita de políticas que promovam o melhor aproveitamento da água reservada, a fim de

criar condições sociais e econômicas melhores para o entorno do mesmo.

Comprovou-se também que o açude Cruzeta se encontra com volumes evaporados

altos em relação a sua demanda, necessitando de uma forma mais eficaz de aproveitamento de

suas águas, com regras de operação específicas para o mesmo. No caso de reservatório

Armando Ribeiro Gonçalves, o seu volume supre bem as necessidades da região, e até mesmo

de outras regiões por meio de adutora. Além disso, não se encontra com volumes retirados e

evaporados discrepantes entre si. Diante do panorama é necessário compreender o fenômeno da evaporação para que se

possa prever o local adequado de instalação de novos reservatórios e para gerenciar de

maneira eficiente os reservatórios, aproveitando da melhor forma os recursos hídricos

escassos da região. Como sugestão, poderia implantar placas solares na superfície espelhada

dos açudes, o que melhoraria o problema da alta evaporação no semiárido e geraria uma

energia limpa e de grande disponibilidade na região.

REFERÊNCIAS

ANA – Agência Nacional de Águas. Outorgas emitidas pela ANA. Disponível em:

<http://www2.ana.gov.br/Paginas/institucional/SobreaAna/uorgs/sof/geout.aspx>. Acesso

em: 25 abr. 2017.

ATLAS Solarimétrico do Brasil: banco de dados solarimétricos / coordenador Chigueru

Tiba... et al.- Recife : Ed. Universitária da UFPE, 2000. 111 p. : il., tab., mapas. Disponível

em:

<http://www.cresesb.cepel.br/publicacoes/download/Atlas_Solarimetrico_do_Brasil_2000.pdf

>. Acesso em: 16 out. 2017.

BARBOSA, A. Armando Ribeiro, maior barragem do RN, está com 25% da capacidade.

18 set. 2015. Fotografia. Disponível em: <http://g1.globo.com/rn/rio-grande-do-

norte/noticia/2015/09/atlantida-do-sertao-vira-atracao-no-fundo-da-maior-barragem-do-

rn.html>. Acesso em: 05 out. 2017.

19

DNOCS – Departamento Nacional de Obras Contra as Secas. Monitoramento de

Reservatórios. Disponível em: <http://www.dnocs.gov.br/php/canais/recursos_hidricos/>.

Acesso em: 07 abr. 2017.

EMPARN - Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte. Disponível em:

<http://www.emparn.rn.gov.br/>. Acesso em: 10 out. 2017.

FONTES, A. S., OLIVEIRA, J. I. R. de, MEDEIROS, Y. D. P. A evaporação em açudes no

semi-árido nordestino do Brasil e a gestão das águas. Bahia, 2003. Disponível em:

<http://www.grh.ufba.br/Publicacoes/Artigos/Artigos%202003/a%20evapora%C3%A7%C3

%A3o%20em%20a%C3%A7udes%20IV%20Simp%C3%B3sio%20Brasileiro%20de%20Rec

.%20H%C3%ADd.pdf> . Acesso em: 05 abr. 2017.

IGARN - Instituto de Gestão das Águas do Rio Grande do Norte. Disponível em

<http://www.igarn.rn.gov.br/Conteudo.asp?TRAN=ITEM&TARG=136881&ACT=null&PA

GE=null&PARM=null&LBL=NOT%C3%8DCIA>. Acesso em: 05 jun. 2017.

INMET – Instituto Nacional de Meteorologia. Disponível em: <

http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=bdmep/bdmep>. Acesso em: 18 out. 2017.

MAJIDI, M. et al. Estimating Evaporation from Lakes and Reservoirs under Limited

Data Condition in a Semi-Arid Region. Water Resources Management, v. 29, n. 10, p.

3711-3733, 12 mai. 2015. Disponível em: <https://link.springer.com/article/10.1007/s11269-

015-1025-8>. Acesso em: 01 mai 2017.

MEDEIROS, G.C.S. de. Metodologia de avaliação da seca hidrológica sob a perspectiva

da demanda hídrica. Natal, 2016.

OLIVEIRA, R. R. V. de M. Perda de água por evaporação em um pequeno reservatório

do semiárido. Natal, 2017. Disponível em: <

https://monografias.ufrn.br/jspui/handle/123456789/4296>. Acesso em: 28 out. 2017.

SAMPAIO, J. Açude de Cruzeta/RN. 23 mar. 2017. Fotografia. Disponível em: <

http://www.jairsampaio.com/tag/agua/page/2/>. Acesso em: 05 out. 2017.

SEMARH/RN - Secretaria de Meio Ambiente e Recursos Hídricos do Rio Grande do Norte.

Ficha técnica dos reservatórios. Programa de Monitoramento e Fiscalização, Coordenadoria

de Gestão de Recursos Hídricos, 2014. Acesso em: 01 mai. 2017.

SUASSUNA, J. A pequena e média açudagem no semiárido nordestino: uso da água na

produção de alimentos. 2002. Disponível em:

<http://www.fundaj.gov.br/index.php?option=com_content&id=756&Itemid=376>. Acesso

em: 08 nov. 2017.

TUCCI, C. E. M.(Org.). Hidrologia: ciência e aplicação. 2.ed.: 2.reimpr. Porto Alegre: Ed.

Universidade/UFRGS: ABRH, 2001. cap. 7.