Development of low-cost shelters for measuring temperature and relative humidity

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/encac.v17i1.4072

Keywords:

low-cost weather shelter, measurements, air temperature, relative humidity

Abstract

In climatological surveys, especially those involving measurements, the aim is to standardize the data collection methodology, which involves accessibility in terms of equipment. Universities do not always have resources available for such purposes, so research in the area can benefit from the construction of low-cost alternative meteorological shelters. This research aimed to develop and evaluate the performance of a low-cost meteorological shelter for HOBO sensor equipment, for temperature and relative humidity measurements. Shelters were made using polystyrene board, having as reference the Squitter industrialized model SQ15-S1260 shelter. Sensors were installed with the shelters developed, sensors without protection and a meteorological reference station calibrated using a combination of a Campbell Scientific datalogger and a Vaisala probe, for measurements carried out in March 2023, allocated on the roof of the Laboratory of Environmental Comfort of the University from São Paulo, São Carlos-SP. The results showed that the values of temperature and humidity of the air obtained through the sensors inserted in the low-cost shelters were consistent with the data from the reference station, with values close to the identity function and within the margin of error. It was concluded that the use of polystyrene to make meteorological shelters offers reliable data, in addition to being an economically viable option.

Author Biographies

Kamyla Jannine Costa Barros, Universidade de São Paulo

Mestrado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de São Paulo. Doutoranda em Arquitetura e Urbanismo na Universidade de São Paulo (São Carlos-SP, Brasil). 

Karime Zeferino de Souza Alves Costa, Universidade de São Paulo

Mestrado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de São Paulo. Doutoranda em Arquitetura e Urbanismo na Universidade de São Paulo (São Carlos-SP, Brasil).

Pedro Henrique Silva Mattia, Universidade de São Paulo

Graduação em Física pela Universidade de São Paulo. Mestrando em Arquitetura e Urbanismo na Universidade de São Paulo (São Carlos-SP, Brasil).

Kelen Almeida Dornelles, Universidade de São Paulo

Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Campinas. Professora na Universidade de São Paulo (São Carlos-SP, Brasil). 

References

AMORIM, D. M.; COSTA, D. DOS S.; CARVALHO, P. G. S. DE; GARRIDO, M. DA S.; GONÇALVES, I. C. M. Comparação de dados obtidos a partir de sensores de temperatura e umidade relativa do ar protegidos em um abrigo meteorológico de PVC. Revista Energia na Agricultura, Botucatu, v. 30, n. 2, p. 119-124, abr./jun. 2015. DOI: https://doi.org/10.17224/EnergAgric.2015v30n2p119-124. Disponível em: http://revistas.fca.unesp.br/index.php/energia/article/view/1665. Acesso em: 20 out. 2019.

ARMANI, G.; GALVANI, E. Avaliação do desempenho de um abrigo meteorológico de baixo custo. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Piracicaba, v. 14, n. 116-122, p. 40, 2006.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 16.401-2 Instalações de ar-condicionado – Sistemas centrais e unitários. Parte 2: Parâmetros de conforto térmico. Rio de Janeiro: ABNT, 2008.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 15.220-3 Desempenho térmico de edificações. Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro: ABNT, 2005.

BARATTO, J.; GALVANI, E.; WOLLMANN, C. A. Perfomance de abrigo de baixo custo para registros de temperatura e umidade relativa do ar em condição de campo. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA, 18, 2019, Fortaleza. Anais [...]. Fortaleza: UFC, 2019. p. 1-14.

BARROS, Marcelo Paes de. Dimensão fractal e ilhas de calor urbanas: uma abordagem sistêmica sobre as implicações entre a fragmentação das áreas verdes e o ambiente térmico do espaço urbano. 2012. Tese (Doutorado em Física Ambiental) – Instituto de Física, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2012.

COSTA, A.; LABAKI, L.; ARAÚJO, V. A methodology to study the urban distribution of air temperature in fixed points. In: 2nd PALENC Conference and 28th AIVC Conference on Building Low Energy Cooling and Advanced Ventilation Technologies in the 21st Century, 2007, Grécia, p. 227-230.

COX, Elisa Pagliarini. Interação entre clima e superfície urbanizada: o caso da cidade de Várzea Grande/MT. 2008. Dissertação (Mestrado em Física e Meio Ambiente) – Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Univerdade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2008.

FRANCO, F.M. Análise do comportamento termo-higrométrico urbano sob a ótica do uso e ocupação do solo em Cuiabá-MT. 2013. Tese (Doutorado em Física Ambiental) – Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2013.

FRANCO, F.M. Configuração Urbana e sua Interferência no Microclima Local: Estudo de caso no Bairro do Porto em Cuiabá-MT. Dissertação (Mestrado em Física Ambiental) – Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2010.

GIVONI, B. Man, climate and architecture, Applied Science Publishers, London, 2nd. 1976.

HOPPE, I. L.; IENSSE, A. C.; SIMIONI, J. P. D.; WOLLMANN, C. A. Comparação entre um abrigo meteorológico de baixo custo e a estação meteorológica oficial no INMET, em Santa Maria (RS). Ciência e Natureza, Santa Maria, v. 37, p. 132-137, 2015.

HOPPE, I. L.; WOLLMANN, C. A.; BARATTO, J. Performance de um novo modelo de abrigo meteorológico de baixo custo, Revista Caminhos da Geografia, Urberlândia, v. 23, n. 86, p. 71-84, abr, 2022.

MILANESI, M. A.; GALVANI, E. Pluviômetro Experimental Para Localidades Remotas. In.: Climatologia Aplicada: Resgate aos Estudos de Caso. Galvani, E.; Lima, N. G. B. (Orgs.). Curitiba: Editora CRV, 2012. v. 1. 192 p. 1 ed.

NINCE, Paulo Celso do Couto. Vegetação e revestimentos urbanos: implicações na sensação térmica dos usuários do campus da UFMT em Cuiabá-MT. 2013. Tese (Doutorado em Física Ambiental) – Instituto de Física, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2013.

OLIVEIRA, Angela Santana de. Análise de desempenho térmico e consumo de energia em residências na cidade de Cuiabá/MT: estudo de caso. 2007. Dissertação (Mestrado em Física e Meio Ambiente) – Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2007.

OLIVEIRA, L. G. B.; PALÁCIOS, R. DA S.; ROTHMUND, L. D.; CURADO, L. F. A.; MORAES, T. J. DE; MARQUES, J. B.; NOGUEIRA, J. DE S. Desenvolvimento e validação de abrigos termo-higrométricos. Pesquisas Agrárias e Ambientais, Cuiabá, v. 7, n. 2, p. 169-173, mar./abr. 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.31413/nativa.v7i2.6227. Disponível em: http://periodicoscientificos.ufmt.br/ojs/index.php/nativa/article/view/6227. Acesso em: 20 out. 2019.

RIBEIRO, K. F. A.; VALIN JR, M. DE O.; SANTOS, F. M. DE M.; NOGUEIRA, M. C. DE J. A.; NOGUEIRA, J. DE S.; MUSIS, C. R. DE. Análise da temperatura interna e superficial em diferentes sombreamentos arbóreos. Revista da Sociedade Brasileira de Arborização Urbana. Piracicaba, v. 10, n. 2, p. 40-60, 2015. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/revsbau/article/view/63214/pdf. Acesso em: 20 out. 2019.

SANTOS, F. M. M. Influência da ocupação do solo na variação termo-higrométrica na cidade de Cuiabá-MT. Tese (Doutorado em Física Ambiental) – Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2012.

TOLENTINO, Mario. Estudo crítico sobre o clima da região de São Carlos. São Carlos: edUFSCAR; São Paulo, 76 p., 2007.

VALIN JR, M. DE O.; SANTOS, F. M. DE M.; NOGUEIRA, M. C. DE J. A.; MUSIS, C. R. DE; NOGUEIRA, J. DE S. Utilização de abrigos termo-higrométricos alternativos. Caminhos de Geografia, Uberlândia, v. 17, n.57, p. 79-91, mar./2016. DOI: https://doi.org/10.14393/RCG175705. Disponível em: http://www.seer.ufu.br/index.php/caminhosdegeografia/article/view/30905. Acesso em: 20 out. 2019.

VALIN JR, M. DE O.; SANTOS, F. M. DE M.; RIBEIRO, K. F. A.; NOGUEIRA, M. C. DE J. A.; NOGUEIRA, J. DE S. Análise da relação entre abrigos meteorológicos alternativos para pontos fixos e o comportamento de variáveis termo-higrométricas. Revista Brasileira de Climatologia, v. 18, p. 157-179, jan./jun. 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v18i0.45146. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/revistaabclima/article/view/45146. Acesso em: 20 out. 2019.

WMO. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation. WHO – No8. Seventh edition. 2008.

Published

2023-10-26

How to Cite

BARROS, Kamyla Jannine Costa; COSTA, Karime Zeferino de Souza Alves; MATTIA, Pedro Henrique Silva; DORNELLES, Kelen Almeida. Development of low-cost shelters for measuring temperature and relative humidity. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 17., 2023. Anais [...]. [S. l.], 2023. p. 1–9. DOI: 10.46421/encac.v17i1.4072. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/encac/article/view/4072. Acesso em: 21 nov. 2024.

Issue

Section

2. Clima e Planejamento Urbano

Most read articles by the same author(s)