Porque dois sensores iguais não medem o mesmo: como escolher o protetor de radiação

A ficha do registador anuncia uma exatidão de 0,21 graus. Instala-se o equipamento ao ar livre, chega uma tarde de setembro com sol alto e vento fraco, e suponha-se que a série marca meio grau acima da estação oficial que está a duzentos metros. O sensor não está avariado e a ficha não mente. O que decide essa diferença é a peça que fica entre o ar e o elemento sensível: o protetor de radiação.

O protetor tem duas tarefas que competem uma com a outra. Tapar o sol, para que o sensor não leia a radiação em vez do ar, e deixar circular o ar, para que o que está lá dentro seja o mesmo que está cá fora. Quanto mais fechado, melhor tapa e pior ventila. É uma decisão que se toma uma vez, ao montar o ponto de medição, e que condiciona todos os dados que vierem depois. Convém tomá-la com números à frente.

Porque o protetor pode pesar mais do que o sensor

Um trabalho publicado em 2026 na revista Atmosphere comparou no campo o protetor Model 41003 com um instrumento de referência. Para esse protetor, o texto reporta "a maximum experimental radiation error of approximately 1.5 °C and a mean radiation error of 0.59 °C". Os ensaios cobriram condições de "wind speed ranged approximately from 0.3 to 3.8 m/s and solar radiation from about 165 to 1000 W/m2".

O erro médio que esse ensaio atribui ao Model 41003, 0,59 °C, é quase três vezes a exatidão de ±0,21 °C que a ficha do registador U23-002 do catálogo declara. São dois valores de origem distinta, postos lado a lado apenas para dar escala ao problema: o protetor não é um acessório menor face ao elemento sensível que envolve. Quem compara sensores por décimas e não olha para o protetor está a otimizar a parte pequena.

Ventilação natural ou aspiração forçada

A outra referência útil é uma intercomparação longa e pública. Em De Bilt (Países Baixos), "temperatures of ten thermometer screens have been studied for particular weather conditions during a 6-year field experiment", com os dez abrigos no mesmo local. Três resultados orientam a decisão.

Primeiro, no episódio de céu limpo que os autores analisam em detalhe, os abrigos do tipo Stevenson, de ventilação natural e volume grande, aquecem durante o dia mais do que os de lâminas: a diferença em torno da temperatura máxima "amounts to about 0.4 °C for this particular situation". É uma situação concreta, datada pelos autores, e não uma constante que se possa subtrair a qualquer série.

Segundo, a aspiração forçada não sai de graça: desloca a leitura para baixo em relação à referência. "In the presented examples, Young.aspII can easily be 0.5-0.8 °C cooler during the day than Knmi.ref". Uma ventoinha resolve o erro de radiação e introduz em troca uma dependência elétrica, um consumo e uma peça móvel que pode parar sem avisar. Num ponto remoto alimentado a bateria, essa peça móvel é muitas vezes o elo que falha.

Terceiro, o vento manda. Os autores escrevem-no sem rodeios: "the magnitude of u determines to a large extent the differences in response times between the screens, the magnitude of radiation errors". Para radiação global superior a 750 watts por metro quadrado e o quartil inferior de velocidade do vento, "ΔT ranges between −0.536 °C for Young.apsII and 0.174 °C for Stev.pvc". O caso mais desfavorável não é o dia tórrido: é o dia tórrido e de vento fraco.

Daqui sai uma regra prática. Se o local tem vento habitual e a campanha é de meses, um protetor de lâminas bem dimensionado resolve a maioria dos casos. Se o que interessa são justamente as horas de calmaria com sol alto, ou se a série vai ser comparada com uma estação oficial, há que assumir a aspiração e a sua manutenção, ou aceitar e documentar um enviesamento diurno conhecido.

O que estes estudos não dizem

Nenhum dos dois ensaiou os produtos que aparecem no fim desta página. Os valores descrevem os modelos que cada equipa montou, não um catálogo, e não se transferem para outro protetor por semelhança de forma.

O trabalho de 2026 é assinado por autores que propõem um desenho próprio, pelo que o protetor comparado é o termo de contraste e não o objeto do estudo. Os seus limites estão escritos: "the CFD evaluations were mainly conducted under steady-state boundary conditions and did not explicitly quantify the effects of diurnal thermal transients or component aging/soiling on measurement errors". O envelhecimento e a sujidade das lâminas, que num olival ou à beira de uma estrada chegam depressa, ficam de fora.

Os valores de De Bilt correspondem a um clima marítimo do norte da Europa e a situações concretas que os autores identificam uma a uma. Não são uma correção que se possa subtrair a uma série medida no Alentejo ou no vale do Tejo.

E fica a conclusão que mais convém reter, porque é a que muda o método de trabalho: "it is not possible to design one particular screen as a worldwide reference".

O que documentar, já que não há referência universal

Se nenhum protetor é a referência, a comparabilidade de uma série não se herda do equipamento: constrói-se por escrito. Convém deixar registado, junto aos dados e não na memória de quem instalou:

• Modelo do protetor e modelo do sensor, com a data de montagem.
• Altura acima do solo e natureza da superfície que está por baixo, porque a radiação refletida entra por baixo.
• Se há aspiração, se é contínua e como é alimentada.
• Intervalo de registo, que determina quantas dessas horas de calmaria ficam capturadas.
• A data de cada substituição do protetor, mesmo que o modelo seja o mesmo. Uma troca de peça é uma troca de instrumento.

Lista de verificação antes de instalar

1. Confirmar na ficha técnica que o sensor concreto é compatível com o protetor escolhido. A compatibilidade é declarada por referência, não por diâmetro.
2. Ver o que está por baixo do ponto de medição. Sobre gravilha clara, betão ou água, a luz que sobe conta, e muitos protetores de lâminas avisam na própria ficha que não cobrem esse ângulo.
3. Decidir se a campanha tolera uma peça móvel, antes de a comprar.
4. Anotar o modelo nos metadados da série no próprio dia da instalação.
5. Se a série vai ser comparada com uma estação oficial, averiguar que protetor essa estação usa antes de interpretar a diferença.

Referências

• Jin, W., Zhou, Y., Tang, J. e Amdadul, H.M. (2026). "Design and Experimental Validation of a High-Accuracy Naturally Ventilated Radiation Shield for Near-Surface Air Temperature Observation". Atmosphere, 17(3), 272. DOI 10.3390/atmos17030272. Texto completo. Consultado a 14 de setembro de 2026.
• van der Meulen, J.P. e Brandsma, T. (2008). "Thermometer screen intercomparison in De Bilt (The Netherlands), Part I: Understanding the weather-dependent temperature differences". International Journal of Climatology, 28(3), 371-387. DOI 10.1002/joc.1531. Texto completo no repositório do KNMI. Consultado a 14 de setembro de 2026.

Seleção comercial da EIC Controls

O registador HOBO U23 Pro v2 com sonda externa mede temperatura e humidade relativa do ar, com uma exatidão de ±0,21 °C entre 0 e 50 °C e uma resolução de 0,02 °C a 25 °C segundo a sua ficha, e uma deriva declarada inferior a 0,1 °C por ano. Para uma série ao ar livre, essa sonda precisa de ir dentro de um protetor: o RS3-B é um protetor contra a radiação solar cuja ficha declara compatibilidade com os sensores externos da série U23-00X, e avisa que não protege da luz refletida de baixo em alguns ângulos, remetendo para outros modelos da mesma marca. O que fica por dimensionar em cada caso é a altura de montagem, a superfície sob o ponto de medição e o intervalo de registo.

Ver ficha técnica do registador · Ver ficha técnica do protetor · Falar com um especialista