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8/19/2019 Apostila Irrigação 2012
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MINISTERIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI
DIAMANTINA – MINAS GERAIS
APOSTILA
Irrigação e Drenagem
Prof. Dr. Cláudio Márcio P. de Souza
Diamantina-MG Agronomia Janeiro/2013
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Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 2 de 77
2
Relações água solo planta
O manejo da irrigação é uma etapa muito importante na produção agrícola. A aplicação
de água no momento e quantidade adequados para o desenvolvimento das culturas envolve
uma série de conhecimentos sobre os parâmetros de solo e a relação destes com a água. O
estudo destas relações é muito importante para que o manejo inadequado da irrigação
(excesso ou deficiência hídrica) não seja fator limitante da produção.
1.0 Conteúdo de água no solo.
1.1 Densidade1 absoluta ou Massa especifica do solo (Ds)
É a relação entre a massa das partículas do solo seco e o volume total da amostra.
)(..
)(sec...).(
3
3
cmcilindrodovolume
g o solodemassacm g Ds
1.2 Densidade2 de partículas ou Massa especifica do solo (Dp)
É a relação entre a massa das partículas do solo seco e o respectivo volume das
partículas (excluído os poros).
)(...
)(sec...).(
3
3
cm particulas pelasocupadovolume
g o solodemassacm g Dp
1.3 Porosidade3 do solo ( α )
Calculada em função da densidade do solo e da densidade de partículas, refere-se ao
volume de vazios existentes no solo.
100*1(%)
Dp
Ds
1 Obs: varia de 0,7 g cm-3, até 1,8 g cm-3 para solos arenosos.2 Obs: a densidade das partículas dos solos é quase constante e igual a 2,6 g cm-3.3 Obs: em geral a porosidade dos solos minerais varia entre 25% e 60%, normalmente 40-50%.
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1.4 Umidade do solo
É a quantidade de água contida numa amostra de solo. Pode ser expressa com
base em massa de solo (gravimetricamente) ou com base no volume de solo
(volumetricamente). Pode ser determinada por vários procedimentos:
Gravimetria (Padrão de Estufa): consiste em tomar uma amostra de solo
úmido, pesar e secá-lo a 105oC até peso constante. O conteúdo de água se calcula
por diferença de peso, é o procedimento mais exato, também usado para calibração
de outros.O inconveniente é o tempo gasto para secar a amostra.
Método dos blocos de resistência elétrica (Bouyoucos): Baseia-se na medidada resistência elétrica do solo, por meio de dois eletrodos inseridos em um bloco de
gesso, nylon ou fibra de vidro.
Sonda de nêutrons: Este método se baseia na propriedade do H de reduzir a
velocidade dos nêutrons rápidos (cuja massa e tamanho são parecidos com o H)
emitidos por uma fonte radioativa.
Reflectometria: Também conhecido como TDR (Time Domain Reflectometry),
se baseia na relação que existe entre o conteúdo de água no solo e sua constante
dielétrica. Aplica-se uma onda eletromagnética de alta freqüência ao solo e mede-se
a velocidade de propagação.
1.4.1 Umidade gravimétrica
100*)(sec...
)(..(%)
g o solodemassa
g aguademassaUg
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1.4.2 Umidade volumétrica
100*)(......
)(.....(%)
3
3
cmnatural estrutura suacom solodevolume
cmamostranacontidaaguadevolumeUv
Obs: conhecendo-se a densidade do solo (Ds), é possível calcular a umidade
volumétrica (Uv) com o uso da expressão:
Uv (cm3 cm-3) = Ug (%) * Ds (g cm-3)
Logo o volume de poros ocupados por ar (Ea) = α – Uv
Obs: Também chamado de volume de vazios.
A lamina de água (h), a umidade volumétrica (Uv) e a profundidade do solo (p)
estão relacionados pela expressão:
100
* pUvh
Infiltração da Água no Solo
É o nome dado ao processo pelo qual a água penetra no solo, através de sua
superfície. É um fator muito importante na irrigação, visto que ela determina o tempo em
que se deve manter a água na superfície do solo ou a duração da aspersão, de modo que se
aplique uma quantidade desejada de água. É expressa em termos de lâmina de água mm h -1,
cm h-1 ou l h-1.
A velocidade de infiltração (VI) depende diretamente da textura e da estrutura dos
solos. Em um mesmo tipo de solo a VI varia em função: da umidade do solo na época da
irrigação; a porosidade do solo; existência ou não de camadas permeáveis, ao longo do
perfil.
Há vários métodos e varias maneiras de determinar a VI de um solo. Para que seu
valor seja significativo, o método de determiná-la deve ser condizente com o tipo de
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VI inicial
VI básica(VIB)
VI(cm h-1)
4
3
2
1
0,5 1,0 1,5 2,0 Tempo (hora)Figura: Velocidade de infiltração de água no solo versus tempo.
irrigação que será usado naquela área. Portanto podemos classificar os diversos tipos de
irrigação, segundo a infiltração, em dois grupos:
-Infiltração somente na vertical (aspersão e inundações).
-Infiltração ocorrendo na vertical e na horizontal: (sulco).
Sendo assim, ao se fazer
irrigação em sulco, a VI deve ser
determinada pelo método da “Entrada-
Saída” de água no sulco, pelo método
do “Infiltrômetro de Sulco”, ou pelo
método do balanço de água no sulco.
No caso de irrigação poraspersão ou por inundação deve-se
determinar a VI pelo método das
“Bacias”, do “Infiltrômetro de Anel” ou do “Infiltrômetro de Aspersor”.
Segundo a VIB de um solo, pode-se classificá-lo em:Classificação da VIB em função da velocidade de infiltração.
Muito alta > 3,0 cm h- Alta 1,5-3,0 cm h- Media 0,5-1,5 cm h- baixa
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Lista 1
Exercício 1: Solo Ds=1,4g cm-3. Qual será sua porosidade? Resp. 46%
Exercício 2: Supondo a 1m de profundidade, quanto pesa 1ha de solo do exemplo 1,
quando está totalmente seco? E quando saturado?
Resp.: Massa = 14000 ton. ha-1. E quando saturado 18600 ton. ha-1.
Exercício 3: No solo dos exemplos anteriores considere Uv=15%. Choveu 20mm que se
infiltraram em 40cm de profundidade. Calcular as novas umidades (Ug e Uv).
Exercício 4: Um solo de Ds=1,25g cm-3, Dp=2,6g cm-3 se encontra saturado, pretende-se
drenar a 80cm de profundidade. Considerando Ea=20%. Pergunta-se:Qual a umidade (Uv) do solo? Resp.: 32%.
Quanto de água vai ser eliminado por ha? Resp.: 1600m3 de água ha-1.
Exercício 5: Se colocar um volume de 150L de água em um reservatório de base 60x80cm,
qual será a lamina formada? Resp.: 312,5mm.
Exercício 6: Se 1L de água for colocado em um recipiente de base 100x100cm, qual será a
altura de água (lamina)?. Resp.: 1mm.
Exercício 7: Preciso irrigar uma área de 8ha com uma lamina de 10mm, qual seria o
volume de água necessário? Resp.: 800m3.
Exercício 8: Um tanque classe A evaporou 10mm em 2 dias. Qual o volume de água em
litros evaporado por dia? Resp.: 22,8L.
Exercício 9: Qual o volume de um tanque classe A? Resp.: 285 L.
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Exercício 10: Qual o armazenamento de água à profundidade de 60cm para as umidades
Uv% 35,8; 42,3; 44,1; respectivamente para as profundidades 0-20, 20-40 e 40-60cm.
Resp.: 244,4mm.
Ou seja, cada m2 desse solo ate a profundidade de 60cm contem 244,4L de água.
Exercício 11: Qual a composição ideal dos solos visando o desenvolvimento vegetal?
Exercício 12: O que são textura e estrutura?
Exercício 13: Através de um anel amostrador de diâmetro interno igual a 7cm, de altura de
5cm determinou-se o peso de um solo seco em estufa igual a 198,19g. Qual a densidade
desse solo? Resp.: Ds=1,03 g cm-3
Exercício 14: A densidade aparente de um solo é 1,3g cm -3 e o peso da amostra seca em
estufa 105-110oC é 150g. Determinar a porosidade desse solo. Considerando a umidade
volumétrica média do exercício 7, determinar o volume de vazios.
Exercício 15: Quais solos são mais pesados: os argilosos ou os arenosos? Por quê?
Exercício 16: Supondo-se um teor de umidade volumétrica de 0,25 numa camada de
profundidade de solo de 40cm, quanto de água está armazenado no solo? Resp.: 100mm.
Obs: Valores de VIB em função da textura do solo
Arenosa: 25 a 250 mm h-1.
Franco arenosa: 13 a 76 mm h-1.
Franco arenosa argilosa: 5 a 20 mm h-1.
Franco argilosa: 2,5 a 15 mm h-1.
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Estado energético da Água no Solo
Depois da umidade, o estado de energia da água é, provavelmente, a característica
mais importante do solo. A água sempre se movimenta dos pontos de maior energia para os
de menor energia, ou seja, a tendência universal de toda matéria na natureza a assumir um
estado de menor energia.
Formas de energia
Para definir o estado da energia da água, podem-se utilizar as seguintes formas de
expressão:
Energia Cinética: a energia cinética na maioria dos casos é desprezível
g
V m Ec
.2
. 2
Sendo Ec= Energia cinética da água em kg m, m= massa da água em kg, V=
velocidade da água, m.s-1; g= aceleração da gravidade em ms-2.
Energia Potencial: é de suma importância na caracterização do estado de energia
(função de posição e condição interna da água no ponto em consideração).
E= m.g.h
Sendo h = altura em que se encontra o corpo em m.
Movimento da água
Fi ura 1: Movimento á ua.
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Unidades de potencial
Os potenciais de água no solo, tendo sido definidos a partir do conceito de
potencial químico de uma substância, têm como unidade energia por unidade de massa de
água (J.kg-1) ou energia por unidade de volume (J.m -3).
)..(.
233 pressaodeunidade Pa
m
N
m
m N
m
J
V
E
Além de serem expressos em Pascal, é muito importante e convencional expressar os
potenciais da água em termos de altura de coluna de água. Neste caso considera-se que:
h g V
E a ..
portanto g V
E h
a ..
Podemos facilmente deduzir que:
g mV
Va E h
a ..
.
portanto g m
E h
a .
Para converter energia com base em peso para energia com base em volume:
m
E
V
E a
Algumas unidades:
1 atm=760 mm de Hg = 1 kgf cm-2 = 10,33 metros de coluna d’água mca. 1 bar= 105 newtons.m-2 = 105 Pa
1 atm=101,354 kPa = 0,101354 M Pa que é a unidade atualmente recomendada.
1 atm=1 013 548 baria
1 PSI=0,068 atm = 0,68 mca
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Potencial total da água no solo (ψt)
Do ponto de vista de extração de água do solo pelas plantas, não basta somente
conhecer o conteúdo de água presente neste solo, e sim a energia com que esta água esta
retida. Por definição ψt é “ Quantidade de trabalho que é preciso aplicar para transportar
reversível e isotermicamente uma quantidade de água desde uma situação padrão de
referencia a um ponto do solo considerado”.
O estado de energia em que se encontra a água pode ser descrito pela função
termodinâmica da “Energia Livre de Gibbs” que no sistema solo-planta-atmosfera recebe o
nome de potencial total de água.
Devido às baixas velocidades com que a água se desloca no solo, a energia cinética
é desprezada. As diferenças de energia potencial ao longo dos diferentes pontos no sistemadão origem ao movimento da água no solo.
Componentes do potencial total da água no solo
Composto basicamente por quatro componentes, e representados pela letra grega Ψ.
Onde:
Ψt= Potencial total; Ψm= Potencial matrico; Ψo= Potencial osmótico; Ψg= Potencial
gravitacional; Ψp= Potencial de pressão.
Ψt = Ψm + Ψos + Ψg + Ψp
*A
*B*C
*D
SeψA>ψB logo A – BψAψA logo C – A
Figura 2: Representação esquemática do potencial total da água no solo
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Potencial gravitacional (Ψg). Está relacionado com a força da gravidade.
Potencial matricial(Ψm). Refere-se aos estados de energia da água e suas interações
com as partículas sólidas do solo. Depende da textura, estrutura, superfície específica,
afinidade da água com as partículas do solo, etc. Na pratica é determinada pelo tensiômetro
(campo), placas de Richards e Funis (Laboratório).
O potencial matricial esta intimamente relacionado com os fenômenos de adsorção e
capilaridade.
*A
Referencia-
+
20 cm
Logo ψg A=-20cmFigura 3: Potencial gravitacional.
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Os valores de potencial mátrico podem ser calculados pelas seguintes equações:
-Tensiômetro com manômetro de mercúrio: Ψm= -12,6 * h + x + P
Onde: Ψm = potencial matricial de água no solo (cmca)H = altura da coluna de mercúrio (cm).
x = altura da cuba de mercúrio ate nível do solo (cm).P = centro da cápsula ate o nível do solo (cm).
-Tensiômetro com manômetro de Bourbon Ψm= -L + 0,098 C
Onde: Ψm= potencial matricial de água no solo em kPa
C= distancia da cápsula ao manômetro (cm).
L= é a leitura do manômetro em cbar ou kPa.
-Tensiômetro com manômetro digital (Tensímetro) Ψm= L + 0,098 C
Onde: Ψm= potencial matricial de água no solo em cbar ou kPa
C= distancia da cápsula ao manômetro (cm).
L= é a leitura do manômetro em cbar ou kPa.
A relação entre potencial matricial e o teor de umidade é dado pela curva
característica de retenção de água no solo, fundamental no manejo da irrigacao (Figura 4).
Figura 4. Curva característica de água no solo.
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Curva característica de água no solo.
O tensiômetro é um equipamento que permite se determinar o potencial matricial da
água no solo e não a umidade diretamente. Por isso, a sua utilização deve ser acompanhada
de uma curva característica ou curva de retenção de água no solo, a qual relaciona valores
de potencial matricial (ψm) com o conteúdo de água no solo.
Conhecendo-se a curva característica de água do solo, pode-se estimar o potencial
matricial conhecendo-se umidade e vice-versa. Existem vários modelos utilizados para se
justar os dados de umidade do solo com potencial matricial, destacando-se entre os demais,
o modelo de van Genuchen 1980:
mn
m
r sr
]).(1[
Sendo:
ψ=Potencial matricial (cmca).
θs= Umidade saturação (cm3.cm-3).
θr= Umidade residual (cm3.cm-3).
θ= Umidade atual (cm3.cm-3).
α, m, n= parâmetros de ajuste do modelo.
Exemplo: Considere uma curva de retenção com os seguintes valores: θr=0,039, θs=0,484,
ψm=50,8cmca, α, m, n=16,353; 0,2681; 0,213 respectivamente. Qual é a umidade do solo
neste momento? Resp.: 0,325 cm3.cm-3
Exemplo: Para um tensiômetro instalado a 30cm de profundidade, distancia da cuba ate o
solo de 5cm e altura da coluna de mercúrio de 20cm, umidade volumétrica na capacidade
de campo de 0,35 e ponto de murcha permanente de 0,20 (volume). Deseja-se saber se está
no momento de proceder à irrigação. Obs considere: irrigar toda vez que a umidade atingir
40% da água disponível. Obs: Ui=Ucc-40%(Ucc-Upmp).
As plantas possuem diferentes capacidades de extrair água do solo, algumas são
capazes de retirar água sob altas tensões (algodão). Outras retiram a baixas (alface).
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Tabela 1: Potenciais de água no solo indicado para algumas culturas:
Cultura Tensão de água no
Solo (kPa)
Cultura Tensão de água no
Solo (kPa)
Alface 40-60 Couve-flor 60-70
Batata 20-40 Melão 30-80
Cebola 15-45 Tomate 30-100
Obs: Os tensiômetros operam nas faixas de no máximo até 80kPa. Pegando a maioria das faixas de manejo
das culturas, correspondendo a mais de 50% da água útil (CC e PMP) contida no solo, nos arenosos essa
porcentagem pode-se elevar ate 75%.
Potencial osmótico (Ψo): Está relacionado com o total de sais no solo. Muito importante
em solos salinos. Dependendo do nível de salinidade do solo,
Ψos=-0,36*CE
Onde:
Ψos= potencial osmótico, em atm.
CE= condutividade elétrica do extrato de saturação do solo (mmhos/cm)
determinado em laboratório.
Potencial de Pressão (Ψp): Decorrente da pressão externa sobre a água, é uma pressão
hidrostática, normalmente maior que a atmosférica, portanto maior que zero: é positiva em
muitas células de plantas como, também, num solo saturado abaixo da linha do lençol
freático.
Nesse componente de pressão somente serão consideradas as pressões positivas, e,
portanto elas só existem em condições de solos saturados na presença de uma lamina de
água sobre a superfície do solo.
Ψp = d g hOnde: d= densidade do fluido.
g= aceleração da gravidade
h= diferença entre o ponto considerado e a superfície do fluido.
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Exemplo: Qual o sentido de movimento da água?
Sendo o caminhamento da água dos pontos de maior energia para os de menos:
A-B, ΨA = ΨB; não existe movimento. B-C,ΨC > ΨB; C – B.
D-B, ΨD > ΨB; D-B.C-D, ΨC > ΨD; C-D.
Exemplo 1: Determinar o potencial total da água no solo a 1,20m de profundidade em atm,
sabendo-se que há um lençol freático, cujo nível fica a 50cm da superfície.Resp.: -
50cmca=-0,048atm.
Disponibilidade de água no solo
A freqüência de irrigação requerida para uma cultura, sob determinado clima,depende grandemente da quantidade d’água que pode ser armazenada no solo, após uma
irrigação.
Ponto Ψg(cm) Ψm(cm) Ψ(cm)
A 0 -100 -100B -20 -80 -100
C -40 -30 -70D -20 -60 -80
AReferencia
-
+
20 cm
Logo ψg A=-2cm
B
C
D20 cm
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Saturação:
Um solo está saturado quando todos os seus poros estão cheios de água. No estado
de saturação o potencial matricial da água no solo é zero.
Capacidade de campo (CC):Terminado o processo de drenagem chega um ponto em que o solo não perde mais
água, neste estado disse-se que o solo esta na
capacidade de campo “ou seja, é máximo de água
que o solo pode reter sem que haja percolação”.
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Determinação no campo:
O solo é completamente umedecido, até uma profundidade de mais ou menos 1,5m,
por meio de irrigação normal ou de represamento d’água, em uma bacia de 2m de diâmetro,
durante o tempo necessário. Após o umedecimento do solo, sua superfície é coberta com
um plástico para evitar evaporação. O teor de umidade é então determinado, em intervalos
de 24h por amostragens em cada camada de 5cm, até a profundidade desejada. A
amostragem e determinação da umidade deve continuar ate que se note que a variação do
teor de umidade, no período de 24h, tenha se tornado mínima, ao longo do perfil. Um
gráfico de teor de umidade versus tempo ajuda a decidir qual é o teor de umidade que
melhor representa a capacidade de campo. Este método é mais preciso e funciona como
método padrão. Uma única amostragem, em determinado tempo, em geral após 24h, em
solos arenosos e 48 em argilosos, é muito usado na prática, porém pode causar sérios erros.
Determinação no Laboratório:
Método da curva de tensão (curva característica). A tensão, que foi considerada
como equivalente a “CC”, é de 1/10 de atmosfera, para solo de textura grossa, e de 1/3 de
atmosfera, para solos de textura fina.
A tensão geralmente usada é de 1/3 de atmosfera, para qualquer tipo de solo. Esta
curva de tensão é determinada em laboratório com “panela” e “membrana” de pressão ou
funil de “Bukner”, podendo ser usados solos sem estrutura ou com estrutura natural, sendo
este ultimo mais trabalhoso, porem mais preciso.
O teor de umidade na “CC” pode variar de 8%, em peso, para solos arenosos, ate
mais de 30%, em solo argilosos.
Ponto de murcha permanente (PMP):
Em condições de campo, é comum notar que pela tarde alguns
vegetais murcham, mesmo estando o solo com teor de umidade
relativamente alto. Eles recuperam a turgidez durante a noite e
permanecem túrgidos até a tarde do dia seguinte. Este caso é chamado
de “murchamento temporário”, e é mais comum durante os dias
muitos quentes.
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PMP é aquele em que a planta que murcha durante a tarde não recupera a sua
turgidez durante a noite, e na manhã seguinte permanece murcha. Somente recuperará sua
turgidez após irrigação ou chuva.
Este conceito é usado para representar o teor de umidade no solo abaixo do qual a
planta não conseguira retirar água do solo na mesma intensidade que ela transpira,
aumentando a cada instante a deficiência de água na planta, o que a levará a morte, caso
não seja irrigada. “PMP” é o limite mínimo da água armazenada no solo que será usada
pelas vegetais.
Determinação do PMP:
É muito difícil determiná-lo em condições de campo, porque o teor de umidade no
solo, ou a sua tensão, varia com a profundidade, e sempre haverá movimente d’água deoutros pontos para a zona do sistema radicular da planta indicadora do PMP.
A pratica comum é cultivar girassol em vasos fechados. Quando as folhas inferiores
murcham, as plantas são colocadas em câmara úmida e escura, ate que elas restabeleçam
sua turgidez, sendo então recolocadas sob a luz. Este processo será repetido ate que as
folhas inferiores não consigam restabelecer sua turgidez, sendo então determinado o teor de
umidade do solo, o qual será o “ponto de murcha permanente”.
Verificou-se em pesquisas que o teor de umidade de uma amostra de solo
destorroado e submetido a uma tensão de 15 atmosferas é bem próximo do valor
encontrado com o método de indicação do “PMP”, pelo girassol.
A tensão de 15 atm é obtida colocando-se o solo em membrana de celulose
(membrana de pressão) ou em prato de cerâmica poroso (panela de pressão) colocando-as
na câmara e aumentando a pressão sobre a membrana ou prato até atingir 15 atmosferas. A
amostra ficará sobre esta tensão até que dela não saia mais água, ou seja, a água retida pelo
solo está com tensão igual ou maior do que 15 atmosferas. O teor de umidade determinado
nestas amostras representa o Ponto de Murchamento.
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Água útil:
Independente das dificuldades encontradas nas determinações de CC e PMP, esses
tem um grande significado agronômico, e representam os limites máximos e mínimos da
umidade do solo que pode ser utilizada pelas culturas. A quantidade de água compreendida
entre esses valores é definida como “Água Útil”. Pode ser expressa em termos de umidade
gravimétrica ou volumétrica.
PMP CC Au
Exemplo: Uma análise de um solo tem as seguintes características: ds=1,45, dp=2,6,
CC=36% e PMP=20%. Calcular os conteúdos de água nos estados de saturação, capacidade
de campo e ponto de murchamento, expressando em mm e m3 ha-1 de água útil.
Resp.:Estado θv(%) h (mm) m3 ha-1 Saturação 44 220 2200CC 36 180 1800PMP 20 100 1000A.u 36-20 80 800
Exemplo: Considerando que se queira drenar o solo do exemplo anterior, quanto de água se
obteria? Resp.: 400m3 ha-1 ou 400mm.
Exemplo: Um solo de 70cm de profundidade tem CC=28%, PMP=11%. Supondo uma
evapotranspiração de 6mm dia-1. Se o solo esta na CC, quantos dias serão necessários para
a umidade desse solo alcançar o PMP? Resp.: 20 dias.
Exemplo: No solo do exemplo anterior pretende-se irrigar quando o conteúdo de água
atingir 70% da água útil.Sem considerar eficiência da irrigação, calcule o intervalo de
irrigação. Resp.: 6 dias.
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Disponibilidade Total de Água do Solo (DTA)
É uma característica do solo, a qual corresponde à quantidade de água que o solo
pode reter ou armazenar por determinado tempo.
ds
PMP CC
DTA *10
(
Onde:
DTA: disponibilidade total de água, em mm cm-1 de solo;
CC: capacidade de campo, % em peso.
PMP: ponto de murchamento, % em peso.
Ds: densidade aparente do solo, em g cm-3.
Ou ainda: Ds PMP CC V *)( Sendo V= m3 de água disponível, por ha, em cada cm de profundidade do solo.
Capacidade Total de Água no Solo (CTA)
Tanto a quantidade de chuva quanto a irrigação só devem ser consideradas
disponíveis para a cultura no perfil do solo que esteja ocupado pelo seu sistema radicular.
Z DTACTA *
Em que:
CTA= capacidade total de água no solo em mm;
Z= profundidade efetiva4 do sistema radicular, em cm.
Tabela: Profundidade efetiva das raízes crescendo em solos homogêneos (cm)
Alfafa 90-180 Milho 30-100
Feijão 30-60 Cana 50-150
Citrus 50-150 Hortaliças 20-40
4 A profundidade efetiva do sistema radicular (Z) deve ser tal que, pelo menos, 80% do sistema radicular dacultura esteja nela contida. Ela depende da cultura e da profundidade do solo na área.
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Capacidade Real de Água no Solo (CRA)
Em irrigação, nunca se deve permitir que o teor de umidade do solo atinja o ponto
de murchamento, isto é, deve-se somente usar, entre duas irrigações sucessivas, uma fração
da capacidade total de água do solo, ou seja:
f CTACRA *
sendo:
CRA= capacidade real de água no solo, em mm;
f= fator de disponibilidade, sempre menor que 1.
O fator de disponibilidade ( f ) varia entre 0,2 e 0,8. Os valores menores são usados para culturas mais sensíveis ao déficit de água no solo, e os maiores para as culturas mais
resistentes. De modo geral, podem-se dividir as culturas irrigadas em três grandes grupos.
Tabela: Fator de disponibilidade de água no solo ( f )
Grupo de culturas Valores de fVerduras e legumes 0,2-0,6Frutas e forrageiras 0,3-0,7Grãos e algodão 0,4-0,8
Dentro de cada grupo o valor de f a ser usado dependerá da maior ou menor
sensibilidade da cultura ao déficit de água no solo e da demanda evapotranspirométrica da
região. É comum o uso do valor fé f = 0,4 para verduras e legumes; f = 0,5 para frutas e
forrageiras e f = 0,6 para grãos e algodão.
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Irrigação Real Necessária (IRN)
É a quantidade real de água que se necessita aplicar por irrigação, cada vez que se
irriga. Pela definição de IRN, consideram-se dois casos distintos:
Com irrigação total
Quando toda água necessária à
cultura foi suprida pela irrigação. Neste
caso a IRN deverá ser igual ou menor do
que a capacidade real de água no solo.
CRA IRN
que substituindo nas equações anterioresfica:
10
***)( f Z Ds PMP CC IRN
Com irrigação suplementar
Quando parte da água necessária à
cultura for suprida pela irrigação e outra
parte pela precipitação efetiva (Pe).
PeCRA IRN
que substituindo nas equações anteriores
fica:
Pe f Z Ds PMP CC
IRN
10
***)(
Irrigação Total Necessária (ITN)
É a quantidade total de água que
se necessita aplicar por irrigação, cada
vez que se irriga, ou seja:
Ea
IRN ITN
sendo:
ITN= quantidade total de irrigação
necessária, em mm ou m3 ha-1.
Ea= eficiência de aplicação da
irrigação, em decimal.
Exemplo: Calcular a disponibilidade de água para a seguinte condição:
Local: Ribeirão Preto, Irrigação total, solo: CC=32% em peso, PMP=18% em peso,
Ds=1,2gcm-3, cultura: milho, Z=50cm, f = 0,5. Resp.: IRN
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A disponibilidade de água geralmente aumenta à medida que a textura do solo vai
diminuindo. Na tabela abaixo se tem os limites comumente encontrados nas texturas
básicas, em mm de água, por cm de solo.
Tabela: Limites de disponibilidade total de água (DTA), em mm de água por cm de solo, para as diferentes texturas.
Textura Disponibilidade total de água (DTA)mm cm- do solo m ha- por cm de solo
Grossa 0,4-0,8 4-8Media 0,8-1,6 8-16Fina 1,2-2,4 12-24
Necessidade Hídrica das Culturas
A evapotranspiração - Coeficiente de cultivo
O conhecimento dos fatores climáticos é de fundamental importância para o manejo
racional da irrigação. Estes fatores permitem com uma aproximação bastante boa estimar a
evapotranspiração, que é o consumo de água de um determinado local, através da
evaporação da água do solo e pela transpiração das plantas, ocorrida durante o processo de
fotossíntese.
É a somatória de dois termos: transpiração (a água que penetra pelas raízes das
plantas, utilizada na construção dos tecidos ou emitida pelas folhas, reintegrando-se à
atmosfera) e evaporação (a água é evaporada pelo terreno adjacente às plantas, por uma
superfície de água ou pela superfície das folhas quando molhadas por chuva ou irrigação
for evaporada sem ser usada pela planta).
Existem três formas ou conceitos de evapotranspiração da cultura geralmente
empregados, que são:
Evapotranspiração real ou efetiva (ETr): Quantidade de água realmente consumida por
uma cultura determinada (conjunto solo-cultura) em um intervalo de tempo considerado
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Evapotranspiração potencial ou máxima (ETp): Quantidade de água realmente
consumida, em um determinado intervalo de tempo pela cultura em plena atividade
vegetativa, livre de enfermidades, em um solo cujo conteúdo de água se encontra próximo à
capacidade de campo.
Evapotranspiração de referencia (ETo): Chamamos de evapotranspiração de referência
(ETo), a evapotranspiração estimada através das diferentes fórmulas empíricas obtidas por
diferentes autores. Essas fórmulas baseiam-se em dados meteorológicos e apresentam-se
em grandes variações, necessitando desde poucos dados, até modelos mais complexos, que
exigem um grande número de elementos climáticos.
Uma maneira bastante prática e barata de se estimar a ETo, é através do Tanque
Classe A. Trata-se de um evaporímetro (tanque) circular, com 1,21 metros de diâmetro, por
0,254 metros de altura e construído em chapa galvanizada número 22. É assentado no solo
sobre um estrado de caibros de 0,10 x 0,05 x 1,24 metros, nivelado sobre o terreno. O
Tanque Classe A é cheio de água limpa até 5 cm da borda superior e se permite um nível
mínimo de água de 7,5 cm, a partir da borda, ou seja, a cada 25 mm (2,5 cm) de evaporação
devemos restaurar o volume do tanque. Sua operação é bastante simples e a variação do
nível da água é medida com o auxílio de uma ponta de medida, tipo gancho, assentada emcima do poço tranquilizador, também devidamente nivelado, sendo a precisão da medida de
cerca de 0,02 mm. A leitura do nível de água é realizada diariamente e a diferença entre
leituras caracteriza a evaporação no período.
Com as leituras diárias ainda não temos a evapotranspiração, portanto torna-se
necessária a conversão da evaporação do Tanque Classe A, para evapotranspiração de
referência (ETo). A ETo é definida como a perda de água sofrida por uma superfície
coberta de vegetação rasteira, em fase de desenvolvimento ativo, cobrindo totalmente oterreno, no qual a umidade não limita o desenvolvimento ótimo da planta. Estas condições
observadas determinam que somente os parâmetros externos à superfície (parâmetros
climáticos) sejam os responsáveis pelo processo de evapotranspiração. Assim, a ETo pode
ser calculada pela expressão:
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ETo = ECA x Kp Kp = f (vento, umidade relativa, bordadura)
sendo: Kp = coeficiente de Tanque.
O coeficiente do Tanque Classe A (Kp) depende da velocidade do vento, da
umidade relativa e do tamanho da bordadura formada por grama batatais plantada em volta
do Tanque Classe A. Para a nossa região, a maior parte do ano se apresenta com um Kp da
ordem de 0,75. Para estufas adotar Kp=1.
No entanto, o que realmente se deseja é a evapotranspiração da cultura, ou seja,
devemos repor a água que foi consumida pela cultura de interesse econômico e este
consumo varia em função do estágio de desenvolvimento da cultura e de cultura para
cultura. Assim, a evapotranspiração da cultura é obtida multiplicando-se a
evapotranspiração de referência pelo coeficiente de cultura (Kc).
ETc=ETo x Kc
Onde: Kc = f (espécie, estádio)
O ciclo da cultura é dividido em fases fenológicas e cada fase assume valores
distintos de Kc. Para a cultura da uva na região noroeste do Estado de São Paulo estes
valores variam entre 0,3 e 0,7. Assim, estas fases são chamadas de período de crescimento
(ou período vegetativo) cultura, floração, formação da colheita (aumento da tamanho dos
frutos) e maturação. Os valores de Kc devem ser multiplicados pela ETo para a obtenção daevapotranpiração cultural (ETc).
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Exercício: Determinar a Etc (tomate) no período intermediário de desenvolvimento,
considerando uma evaporação no tanque classe A de 5mm dia-1. E se a cultura do tomate
estiver em estufa? Resp.: Etc=Eto*Kc=(ECA*Kp)*Kc=5*075*1,05=
Resp.: tomate estufa só muda Kp de 0,75 para 1,0.
Tabela: Coeficiente de cultura (Kc)
Cultura FASES DE DESENVOLVIMENTO DA CULTURAInicial Desenvolvimento da
CulturaPeríodo
IntermediárioFinal do
CicloColheita
Algodão 0,4 0,7 1,05 0,8 0,65Amendoim 0,4 0,7 0,95 0,75 0,55Arroz 1,1 1,1 1,1 0,95 0,95Banana tropical 0,4 0,7 1,0 0,9 0,75Batata 0,4 0,7 1,05 0,85 0,7Cana-de-Açucar 0,4 0,7 1,0 0,75 0,5Citros com tratosculturais
0,65
Citros sem tratosculturais
0,85
Girassol 0,3 0,7 1,05 0,7 0,35Milho doce 0,3 0,7 1,05 1,0 0,95Milho grão 0,3 0,7 1,05 0,8 0,55Pimentão verde 0,3 0,6 0,95 0,85 0,8Tomate 0,4 0,7 1,05 0,8 0,6Trigo 0,3 0,7 1,05 0,65 0,2Uva 0,3 0,6 0,7 0,6 0,55
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Freqüência de Irrigação
Também conhecida como turno de rega, é a duração em dias entre as sucessivas
irrigações:
).(1
)(1
)( 1 diamm N
mm L
dias Fr
A freqüência Fr, para cada período da campanha de irrigação , deve ser menor ou
igual ao turno de rega máximo (Fmax.), dado pela equação:
1max 1
N
L F m
Em que: Fmax= turno de rega máximo para o período considerado, em dias;L1m= lamina de irrigação liquida máxima, em mm;
N1= necessidade de irrigação liquida, em mm dia-1.
A freqüência, ou intervalo máximo de irrigação , é variável ao longo do ciclo da
cultura, e seu mínimo valor corresponde ao período de Maximo déficit hídrico (período
crítico), no qual a necessidade de irrigação liquida é máxima.
Os projetos de irrigação se realizam em função da freqüência de irrigação no
período critico, quando a necessidade de irrigação liquida (N1) corresponde à
evapotranspiração máxima da cultura. A freqüência máxima de projeto (Fmax) no período
critico será:
).(
)()max(
1
1
diamm Etp
mm Ldias F m
Exemplo: determinar a freqüência de irrigação (Fmax) para um solo cultivado, cuja
evapotranspiração máxima (ETp), no período critico (de máxima demanda), é igual a
6,5mm.dia-1, e a lamina de irrigação máxima é de 50mm. Resp.: 7,7=7 dias
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Necessidade de Lixiviação
Grande parte das águas utilizadas para irrigação contem sais dissolvidos de origem
natural, que se acumulam no solo cultivado, aumentando a concentração dos minerais já
existentes no mesmo, à medida que a água se evapora e é consumida pelas plantas.
Para se evitar prejuízos às culturas irrigadas, decorrentes da concentração excessiva
de sais na solução do sol, é necessário se adotar um manejo adequado conjunto de irrigação
e drenagem. A irrigação deve prover uma quantidade suplementar de água para drenar o
excesso de sais, transportando-os para as camadas inferiores do solo não alcançadas pelas
raízes da cultura. É indispensável também que exista um sistema de drenagem na área
cultivada (natural ou artificial), para facilitar o escoamento da irrigação excedente e evitar a
ascensão do lençol freático à zona radicular.
A fração de irrigação, que deve percolar para lavar ou lixiviar os sais acumulados nosolo depende da salinidade da água de irrigação e da salinidade tolerada pela planta, sendo
obtidas então pelas seguintes equações:
-Para irrigação por aspersão de baixa freqüência ou por inundação:
CEaCEe
CEa LR
.5
- Para irrigação de alta freqüência (gotejamento e microaspersão):
CEe
CEa LR
.2
Onde:
LR= fração de água mínima destinada a lavar os sai acumulados no solo.
CEa = condutividade elétrica da água de irrigação em dS.m -1 (mmhos.cm-1), medida a
25oC.
CEe= valor estimado da condutividade elétrica do extrato do solo saturado em dS.m-1
(mmhos.cm-1
), que acarreta uma determinada redução no potencial da cultura considerada.Para irrigação por superfície e por aspersão convencional se recomenda que o valor
de CEe a utilizar na equação seja o valor estimado da condutividade elétrica do extrato de
saturação do solo que possa provocar uma redução máxima de 10% no rendimento
potencial da cultura considerada. Para irrigação por gotejamento e microaspersão,
recomenda-se admitir o valor estimado de CEe que reduz a zero o rendimento da cultura.
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A água de irrigação requerida para suprir a necessidade da cultura e a lixiviação dos
sai se obtém por meio do quociente entre a necessidade de irrigação liquida (N l) e o fator 1-
LR.
Se o valor de LR é menor do que 0,1 admite-se que as perdas por percolação
profunda, que ocorrem anualmente na irrigação são suficientes para lavar os sais. Em tal
caso não será necessário aumentar a lâmina de irrigação líquida para atender a lixiviação
dos mesmos. Considera-se também que em zonas cultivadas abundantes, não será
necessário lixiviar os sais com água de irrigação, já que as chuvas que caem com freqüência
se encarregam de realizá-lo.
Tabela: Valores estimados de CEe em dS m- Cultura Redução no rendimento potencialabacate 1,8 6,0
alface 2,1 9,0 batata 2,5 10,0feijão 1,5 6,5laranja 2,3 8,0milho 2,5 10,0tomate 3,5 12,5
Obs.: millimhos per centimeter (mmhos/cm),deci-Siemens per meter (dS/m) ormicromhos per centimeter (mmhos/cm)e 1000 mmhos/cm = 1 mmho/cm = 1 dS/m
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Quantidade de água requerida para o
sistema de irrigação
A. 10
*)( da pmpcc
DTA
B. CTA= DTA * ZCRA = CTA * f
Onde: Z em cmf é fator disponibilidade da cultura.
C. VIB
D. Etpc = kc * Eto
E. IRN
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Irrigação por Aspersão
1. Vantagens e Desvantagens
2. Componentes do sistema: Bombas, tubulações, derivações, aspersores
3. Características dos apersores3.1 Vazão (Q)3.2 Raio de Alcance ( R )3.3 Pulverização (Pd, Ip)3.4 Índice de eficiência (Ie)3.5 Índice de precipitação (I)3.6 Índice de erodibilidade Id)
4. Distribuição dos aspersores4.1 Disposição dos aspersores4.2 Espaçamentos convencionais4.3 Catálogo dos fabricantes
5. Grau de uniformidade de precipitação
6. Eficiência de Irrigação
7. Distribuição das linhas laterais: Topografia, geometria da parcela, vento, fileiras das plantas,tomada d’água.
8. Dimensionamento das linhas laterais e principais8.1 Conceitos básicos8.2 Equações da continuidade e da energia8.3 Cálculo da pressão na linha lateral
8.4 Cálculo da pressão na linha principal
1. Vantagens e Desvantagens do sistema de irrigação por Aspersão
Vantagens: não exige sistematização do terreno : economia mantém a fertilidade natural do solo: não lixivia pode ser empregada em qualquer tipo de solo, mesmo os com altas taxas de infiltração terrenos com qualquer declividade (até 30%) permite a aplicação de defensivos e de fertilizantes permite uma maior economia de água : eficiência de 70 a 95% elimina (praticamente) as perdas por condução permite a irrigação durante à noite : economia energia elétrica praticamente não prejudica a aeração do solo, resultando em melhor desenvolvimento
radicular é fácil de ser implantada em plantações permanentes já estabelecidas
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Desvantagens: requer mão de obra habilitada exige bombeamento para atingir a pressão de serviço: gastos de energia propicia uma evaporação mais intensa. Minorado com irrigação noturna (menor temperatura e
menos vento) impacto das gotas nas flores e frutos pode :
propagar doenças prejudicar polinizaçãoqueda flores e frutos no início desenvolvimentocausar erosão no solo
pode lavar os defensivos aplicados na parte aérea chuvas desuniformes (vento > 4 m/s), minimiza com irrigação a noite custo inicial elevado entupimento dos aspersores. Minimiza com filtros
2. Componentes do sistema Bomba: motor elétrico, diesel ou gasolina
Tubulações: tubulação de adução, tubulação de distribuição (linhas principais e laterais).Comprimentos fixos de 6m. Para sistemas convencionais móveis utiliza-se encaixes comengates rápidos e boa vedação (sem roscas nem colas). Para sistemas convencionais fixosutiliza-se juntas para união dos tubos. Estas juntas podem ser flexíveis ou rígidas (soldas, colaou parafusos).
Os tipos de materiais mais utilizados nas tubulações são: PVC (cloreto de polivinil), polietileno,cimento amianto, aço galvanizado, alumínio.
- PVC. Diâmetros menores que 300 mm. Baixo peso (economia em transporte e melhormanejo), baixa rugosidade das paredes do tubo. Os engates de PVC não têm granderesistência. Uma alternativa é usar tubos de PVC com engates de aço galvanizado.
- Polietileno. Tubulações flexíveis, uso limitado a diâmetros inferiores a 50 mm porquestão econômica. Mais resistentes e fáceis de manejar que os de PVC. Empregadosem microaspersão e gotejamento.
- Cimento amianto. Diâmetros entre 250 e 800 mm. Rompem-se com facilidade quandosubmetidos a impactos.
- Aço galvanizado e alumínio. Os de alumínio são mais leves que os de aço, maisresistentes à corrosão, mais caros e menos resistentes aos choques externos. Problemade esquentar muito com o sol, sendo necessário luvas para manejá-los.
Derivações: registros, curvas e cotovelos (mudança de direção das tubulações, podendo terângulos internos de 45o, 60o e 90o), Tê (une duas linhas de tubulação em forma de ‘T”, como aconexão da linha principal à lateral), redução (une um tubo de diâmetro maior com outro dediâmetro menor), cruzeta (une duas linhas de tubulação em forma de cruz), tampão (utilizado para tapar os trechos finais das linhas laterais e principais.
Aspersores: peças principais do sistema de irrigação por aspersão. Operam sob pressão, lançamo jato d’água no ar. Este é fracionado em gotas caindo no solo em forma de chuva. Eles podemter giros completos (360o) ou parciais (90o, 180o).A velocidade de rotação é baixa (de 1 a 2rotações por minuto). A pressão de serviço do aspersor varia de 0,2 a 15 atm. A pressão deserviço não é cumulativa na linha. A pressão no aspersor 1 será igual a pressão no aspersor 10menos a perda de carga ao longo da linha. Diferente da vazão, que é cumulativa. Os aspersores podem tem 1 ou 2 bocais com diversos diâmetros. Quanto maior o diâmetro do boca, maior o
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Raio de alcance do aspersor. O quadro abaixo mosta uma classificaçào dos aspersores quanto asua pressão de serviço e algumas características.
Classificação dos aspersores quanto a pressão de serviçoClasse Ps (m.c.a.) No. bocais Raio de Alcance (m)Micro pressão 4 < Ps < 10 1 5 < R < 10
Baixa pressão 10 < Ps < 20 1 6 < R < 12Média pressão 20 < Ps < 40 1 ou 2 12 < R < 36Alta pressão 40 < Ps < 80 1 ou 2 36 < R < 60Canhão 50 < Ps < 100 1 ou 2 40 < R < 140
3. Características hidráulicas dos aspersores
3.1 Vazão (Q)
ghCdxS Q 2 , onde:
Q = vazão do aspersor (m3/s) Cd = coef.descarga do bocal aspersor (0,65 a 0,95)
S = Área da seção transversal do bocal ( S= d2
/4, d = diâmetro do bocal em m)G = 9,8 m/s2 h = pressão de serviço (m.c.a)
Exemplo: determinar o coeficiente de descarga de um aspersor dotado de um bocal de diamentroigual a 4mm, que lança uma vazão de 1,00m3/h, submetido a uma pressão de funcionamento de 2,8kg/cm2.Resp.: Cd=0,96
3.2 Raio de Alcance ( R )
dh x R 35,1 , onde:R = raio de alcance do aspersor (m)
d = diâmetro do bocal (mm)h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)Exemplo: Estimar o alcance de um aspersor, submetido a uma pressão de 42mca, cujo diâmetro do bocal é de 7,14mm.
3.3 Pulverização (Pd, Ip)Chuva normal tem gotas com diâmetros entre 0,1 e 1 mmTormentas têm gotas com diâmetros > 3 mm
Em irrigação por aspersão as gotas mais finas caem próximo ao aspersor.65% R 0,5 < d < 2 mmonde, R = Raio de alcance,
d = diâmetro das gotas de chuva35% R d>2
a) Índice de Tanda (1957) (Pd)
4,0)10( q
h Pd
onde:
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h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)q = vazão do aspersor (l/s)Quanto maior o Pd menor o tamanho das gotasPd > 4 pulverização excessiva (gotas muito finas)2 < Pd < 4 pulverização adequadaPd < 2 gotas muito grossas
b) Índice de pulverização (Ip)
h
d Ip onde, d = diâmetro do bocal (mm)
h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)Quanto maior o Ip maior o tamanho das gotasSegundo Lozano (1965)Ip < 0,3 gotas finas : flores, hortaliças, algodão, fumo0,3 < Ip < 0,5 gotas médias: frutíferasIp > 0,5 gotas grossas: milho, forrageiras
3.4 Índice de eficiência (Oelher, 1964) (Ie)Parâmetro que representa a eficiência de um aspersor com relação ao seu alcance
h
R Ie ou onde: R = alcance do aspersor
Ip Ie 35,1 h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)
Ip = índice de pulverização
Em termos econômicos quanto maior R maior Ie para uma determinada Pressão de serviço doaspersor. Mas, quanto maior Ie maoir o Ip (gotas são mais grossas).Uma alta eficiência do aspersor compromete a qualidade de irrigação devido a as gotas muito
grossas.Ie varia entre 0,4 e 1,0 .Ideal Ie entre 0,7 e 0,8 (economia e qualidade de irrigação).
3.5 Índice de precipitação (I) (intensidade precipitação, tx de aplicação da dose)Convencional
21 S xS Q
I , onde: I = m/s
(distribuição dos aspersores retangular) Q=vazão do aspersor (m3/s)S1 = espaço entre os aspersores (m)
S2 = espaço entre as linhas laterais (m)
2
15,1
3
xS
Q I (distribuição dos aspersores triangular)
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4. Distribuição dos aspersores
4.1 Disposição dos aspersores e espaçamentos
A distribuição de um aspersor é desuniforme. A precipitação é mais concentrada no local do
aspersor, no centro da área molhada. Por isso, devemos superpor as áreas molhadas pelosaspersores, para uniformizar mais a precipitação que chega ao solo.As disposições dos aspersores podem ser quadradas (S1 =S2), retangulares e triangulares.Dependendo do espaçamento entre aspersores (S1) e linhas laterais (S2), cada aspersor terá umaárea molhada diferente.Para uma uniformidade aceitável da precipitação os seguintes espaçamentos são recomendados:
Disposição S1 (distância entre aspersores, m) S2 (distância entre linhas, m)
Quadrada 2 R 2 R Retangular R 1,3 R
Triangular 3 R 1,5 R
A disposição retangular é usada para corrigir o efeito do vento. Dispõem-se as linhas laterais perpendiculares a direção predominante do vento. O vento tende a dar um formato elíptico à áreamolhada do aspersor. Diminui-se então o espaçamento entre os aspersores para compensar.
4.2 Espaçamentos convencionais dos aspersores
Comprimento dos tubos comercializados 6 metros
Espaçamentos : S1 x S2 Pequenos espaçamentos: 6x6, 6x12
Médios espaçamentos: 12x12, 24x24Grandes espaçamentos: 24x30, 24x36, 30x30, 30x36, ..
Pequenos espaçamentos: boa uniformidade de precipitação, baixa pressão de serviço, baixo
consumo de energia, em compensação mais mão de obra para deslocar as linhas laterais
(convencional móvel) e maior investimento inicial em tubulações e aspersores.
S1
S2
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Grandes espaçamentos: Menor uniformidade de precipitação, maior pressão de serviço, altoconsumo em energia, em compensação necessita de menos mão de obra e menor gasto comtubulações.Médios espaçamentos: São mais empregados na prática.Espaçamentos recomendados em função da pressão de serviço do aspersor (Clément-Galant, 1986).
Espaçamento (m) Pressão de serviço (m.c.a.)6 x 6 15
12 x 12 2018 x 18 2524 x 24 3030 x 30 3542x42 40
4.3 Catálogo dos fabricantes
Os fabricantes de aspersores fornecem catálogos com características técnicas de cada tipo deaspersor. Em função do diâmetro do bocal e da pressão de serviço, as características se modificam
(Q, R, P, S1xS2). Quanto maior a Pressão de serviço do aspersor (h), maior o alcance, maior a vazão.
5. Grau de uniformidade de Precipitação (Coeficiente de precipitação ou Coeficiente deChristiansen, 1942 – Cuc)
xn
x xi xCuc 1100 (%) onde,
Cuc = coeficiente de uniformidade de precipitação (%) xi= altura das precipitações (mm)
x = média das alturas das precipitações (mm)n = número de observações
xi =área
volume volume = volume de água captado no pluviômetro (mm3)
área = área do bocal do pluviômetro (mm2) = A =d2/4,sendo d = diâmetro do bocal do pluviômetro
Valores aceitáveis 85% < Cuc < 95%Cuc < 80% : aceitáveis para culturas de raízes longas, comchuva no período de irrigação
Segundo Pillsbury e Degan (1968) o Cuc pode ser aceitável para diferentes espaçamentos das plantas:
Espaçamento entre plantas (m) cuc (%) mínimo0 – 2 852 – 4 804 – 6 756 – 8 65
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6. Eficiência de Irrigação
Dose bruta: Precipitação que aplica-se na área.Dose líquida: Precipitação que é armazenada no solo e pode ser aproveitada pelas plantas.
Dose bruta = Dose líquida + Perdas
Dose bruta = Dose líquida/eficiência do sistema.
A dose bruta é sempre maior que a dose líquida pois ocorrem perdasPerdas durante a aplicação: interceptação vegetal, evaporação direta das gotas da chuva antes deatingirem o solo, escoamento superficial, percolação, ...Perdas por condução: vazamentos nas linhasA eficiência do sistema de irrigação por aspersão varia entre 60 e 95%.
60% Irrigação durante o dia em regiões semi-áridas (alta evaporação)75% Irrigação durante o dia em regiões de clima moderado
90% Irrigação a noite (minimiza perdas por evaporação)95% Irrigação por microaspersão e gotejamento
7. Distribuição das linhas laterais
A distribuição das laterais deve ser feita considerando vários fatores.
Topografia: condição principal. As linhas laterais devem ser paralelas as curvas de nível, paraevitar diferença grande de pressão na linha, devido as perdas de carga, evitando assimdesuniformidade de precipitação.
Comprimento máximo da linha lateral: Ajusta-se o comprimento das linhas laterais de modo aobter-se as menores perdas de carga.
- declividade descendente: O ganho de energia por diferença de cota tende a compensar as perdas de carga ao longo da linha. Em geral podem ser linhas mais compridas que as dedeclividade ascendente.
- declividade ascendente: Laterais menores pois haverá uma perda de energia por diferençade cota que será somada as perdas de carga ao longo da linha.
Critério de projeto: perda de carga máxima em uma linha menor ou igual a 20% da pressão deserviço requerida pela linha.
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Para uma distribuição uniforme das Pressões ao longo da linha, adota-se o critério de aumentar a pressão (+ 25%) no início da linha e diminui-se no final da linha (-25%). Desta forma a linha terá pressão ideal no meio. Geometria da parcela: Preferencialmente adotar parcelas retangulares para facilitar o manejo da
irrigação. Direção predominante do vento: As linhas laterais devem estar dispostas na direção
perpendicular ao vento, para favorecer a uniformidade de irrigação. Direção das fileiras das plantas: As plantas devem ser cultivadas na direção paralela as laterais
para facilitar o deslocamento dos condutos portáteis. Ponto de tomada d’água: O ponto de tomada d’água deve ser preferencialmente no interior da
parcela quando a irrigação é feita somente nesta parcela, ou fora das parcelas, em posiçãointermediária quando a irrigação é feita em várias parcelas.
8. Dimensionamento das laterais e linhas principais
As tubulações (linhas) têm a função de transportar e abastecer em cada tomada d´água a vazão de projeto à pressão adequada para irrigação em cada aspersor, já posicionado.
Equação da continuidade:
Q = A.V = cte ao longo do conduto, onde:
Q = vazão (m3/s)A = área da seção transversal do conduto (A=d2/4),d = diâmetro do Conduto (m2)V = Velocidade da água dentro do conduto (m/s)
Dimensionamento da linha lateral
O diâmetro interno e o comprimento da linha lateral devem ser projetadas de forma que adiferença de vazão entre o primeiro e ultimo aspersor não exceda em 10%, isto representa umavariação da pressão em 20%.
Existem varias equações para dimensionamento de tubulações, entretanto, a de Hazen-Willians é a mais utilizada no dimensionamento de linhas laterais, deverá ser utilizada paradiâmetros acima de duas polegadas.
87,4
85,1
641,10. D
L
C
Q L J hf
Onde:hf= perda de carga, mcaJ= perda de carga unitária, mca m-1;Q= vazão na linha lateral em m3 s-1;C= coeficiente de Hazen Willians, empírico;D= diâmetro interno da linha lateral, m;L= comprimento da linha lateral.
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A perda de carga hf é função da perda de carga fictícia hf’, logo: hf=F.hf’
Resolvendo a equação de Hazen-Willians em função do diâmetro, tem-se:
205,0
1
85,1205,0
85,1
.641,10
'641,10
F hf
LC Q
hf L
C Q D
O fator F pode ser calculado pela seguinte equação:
2.6
1
.2
1
1
1
N
m
N m F
Em quem = coeficiente que depende do expoente da velocidade na equação em uso (se Hazen Willians,m=1,85, se Darcy Weisbach m=2)
N = numero de saidas ao longo da tubulação.
Dimensionamento de linhas laterais de dois diâmetros
Visando simplificar e agilizar o dimensionamento de linha lateral com dois diâmetros Denículi et al1992 apresentam a seguinte equação:
21
12
1
11
2
1
1
L L L
L
D
D
D
D
L
m
n
n
Onde:L= comprimento total da linha lateral, m;L1= trecho da linha lateral correspondente ao maior diâmetro-D1, m;L2= trecho da linha lateral correspondente ao menor diâmetro-D2, m;D= diâmetro interno da linha lateral, m;D1= diâmetro interno comercial superior, m;D2= diâmetro interno comercial inferior, m;m= coeficiente de Hazen-Willians, m=1,85
n= 4,87.Dimensionamento da Linha secundaria e principal
O principal objetivo no dimensionamento no dimensionamento da linha principal éselecionar os diâmetros das tubulações de modo que ela possa cumprir sua função (conduzir águaem quantidade e pressão requeridas para o funcionamento das LL em qualquer posição)economicamente.
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Dimensionamento baseado no Método do limite de velocidade
É o mais utilizado, devido a sua praticidade. Consiste em limitar a velocidade deescoamento na tubulação entre 1 e 2 m/s. uma vez fixada a velocidade, determina-se o diâmetro dalinha principal utilizando a equação da continuidade.
5,0
.
.4
V
Q D
Obs. Existem ainda outros métodos para determinação do diâmetro de linha principal, por exemplo,método da analise econômica.
Linhas de recalque e sucção
As linhas de recalque são dimensionadas semelhantemente à linha principal, logo, deverãoter o mesmo diâmetro do primeiro trecho da linha principal. Já as linhas de sucção devem ter o
diâmetro comercial imediatamente superior ao da linha de recalque.
Altura manométrica do sistema (Hm em mca)
A altura manométrica do sistema corresponde a pressão máxima que a bomba deve fornecere pode ser assim determinada:
Hm = Pin + hfp + DNp + hfr + DNr + hfs + DNs + hfl
Onde: Pin = pressão no inicio da LL, mca;hfp = perda de carga na LP, mca;DNp = diferença de nível ao longo da LP,m;
hfr = perda de carga na tubulação de recalque, mca;DNr = diferença de nível de recalque, m;hfs = perda de carga na tubulação de sucção, mca;DNs = altura de sucção, m;hfl = perda de carga localizada, mca.
Conjunto Motor-Bomba
As bombas centrifugas são as mais utilizadas em sistemas de irrigação, a seleção da bombaé feita com base na vazão a ser recalcada e na altura manométrica total da instalação. Com a vazão aa altura manométrica so sistema pode-se selecionar aquela que ofereça maior rendimento, usando ocatalogo do fabricante. Geralmente, o catalogo traz a potencia necessária no eixo da bomba ou a
potencia a ser fornecida pelo motor (Pm)
.
.75
.
onde
Rb
HmQs Pm
Pm = potencia do motor, cv;Qs = vazão do sitema L.s-1;Rb = rendimento da bomba
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Fonte de energia Unidade Consumo por cv hora-1 Óleo diesel Litro 0,22 a 0,32Mono e bifásico Kilowatt-hora 0,96 a 1,13Trifásico Kilowatt-hora 0,82 a 1,01
Para estimativa do consumo de energia por safra é necessário determinar o numero de horas
provável (NHP) para o qual o sistema vai operar.
3600...
.
Qs EA Ec
A ETs NHO
Onde Ets= evapotranspiracao da cultura por safra, mm;A = área a ser irrigada, m2;Ec = eficiência de condução, decimal;Qs = vazão do sistema de irrigação, L.s-1.
Motores fabricados ate o ano de 1996 necessitavam de um acréscimo de potencia de 10 a 30% em
função da potencia do motor. Os motores fabricados após esta data não necessitam de tais folgas, pois já incorporam reserva de potencia, que multiplica a potencia nominal e permite que o motorsuporte níveis de sobrecarga em regime continuo, cujo limite é denominado fator de serviço (FS).
A potencia consumida (Pc) pelo conjunto motobomba é função do rendimento do motor(Rm) e pode ser assim determinada:
Rm
Pm Pc
O consumo de energia (CTE) por ano ou por safra em kwh pode ser estimado por:
CTE = Pc.NHP.0,736 Para determinar o custo de bombeamento é só multiplicar o
consumo total de energia ou combustível pelos respectivos custos unitários.
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Irrigação por superficie
Os métodos de irrigação podem ser divididos em pressurizados
e nao pressurizados. Nos não-pressurizados (irrigação por
superficie) a agua é conduzida por gravidade diretamente sobre a
superficie do solo até o ponto de aplicação, exigindo, portanto,
areas sistematizadas e com declividades de 0 a 6 %, de acordo como tipo de irrigação.
A escolha do método de irrigação a ser utilizado em cada área
deve ser baseada na viabilidade tecnicca, econômica, amiental do
projeto e nos seus benefícios sociais.
Os métodos de irrigação por tabuleiros e sulcos são os mais
utilizados. Os tabuleiros consistem de quadras com tamanhos de ate
0,8 ha onde a água fica contida por taipas (leiras de terra de
cerca de 50 cm de altura e 50 cm de largura). Os tabuleiros podem
ser em nivel ou desnível maximo equivalente a 2/3 da altura da
amina de água no tabuleiro que por sua vez depende da planta a ser
irrigada. A lamina permanente é em geral no maximo de 20 cm. Neste
caso o desnível maximo n o tabuleiro seria de apenas 1 cm.A preparação dos tabuleiros requer o emprego do trator de
laminas ou motoniveladoras. Como a superfície do terreno é em
geral irregular, é preciso fazer um levantamento planialtimetrico
detalhado e depois determinar os pontos onde haverá os cortes ou
aterros. Este procedimento é conhecido como sistematização do
terreno.
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Os sulcos são preparados com sulcadores acoplados ao trator.
Sua largura é de 25 a 30 cm e possuem profundidade de 20 a 30 cm.
A vazão no sulco é em geral inferior a 3 l s-1 e a faixa molhada
resultante tem largura que varia dependendo da textura do solo. Em
geral varia de 0,9 a 2,0 metros.
A velocidade da água no sulco não pode ser erosiva e pode ser
estimada como:
Qmax.(l s-1) = C / Sa onde:
C e a são constantes (tabela abaixo)e S é a declividade
longitudinal do sulco (%).
Textura C a
Muito fina (argiloso) 0,892 0,937
Fina 0,988 0,550
Media 0,613 0,733
Grossa (arenoso) 0,644 0,704
Muto grossa (arenoso) 0,665 0,548
Por exemplo, para um sulco com declividade de 1% num solo de
textura fina,
Qmax.(l s-1) = C / Sa
Qmax.(l s-1) = 0,988 / 10,55 = 0,99 l/s.
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TABELA 1. Profundidade efetiva do sistema radicular (Z) de algumasculturas no estágio de máximo desenvolvimento vegetativo.
CULTURA Z (cm) CULTURA Z (cm)Abacate 60 - 90 Laranja 60
Abacaxi 20 - 40 Linho 20 Abóbora 50 Maçã 60
Alcachofra 70 Mangueira 60 Alface 20 - 30 Melancia 40 - 50 Alfafa 60 Melão 30 - 50
Algodão 60 Milho 40 Alho 20 - 30 Morango 20 - 30
Amendoim 30 Nabo 55 - 80 Arroz 20 Pastagem 30 Arroz 30 - 40 Pepino 35 - 50
Aspargo 120 - 160 Pêssego 60
Aspargo 120 - 160 Pimenta 50 Aveia 40 Pimentão 30 - 70Banana 40 Rabanete 20 - 30Batata 25 - 60 Rami 30
Batata-doce 50 - 100 Soja 30 - 40Berinjela 50 Tabaco 30Beterraba 40 Tomate 40
Café 50 Trigo 30 - 40Café 40 - 60 Vagem 40
Cana-de-açucar 40 Videira 60Cebola 20 - 40
Cenoura 35 - 60Couve 25 - 50
Couve – flor 25 - 50Ervilha 50 - 70
Espinafre 40 - 70Feijão 40
Fontes: Manual IRRIGA LP – TIGRE
CNPH/EMBRAPA
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TABELA 2. Tensão de água no solo na qual deve-se promover a irrigação para obter-
se rendimento máximo em várias culturas.
Cultura Tensão (kPa) Cultura Tensão (kPa) Abacate 50 Limoeiro 400
Aipo 20 - 30 Mangueira 30 Alface 40 - 60 Melão 30 - 80
Alfafa 150 Milho 50
Algodão 100 - 300 Morango 20 - 30
Alho 15 - 30 Pepino 100 - 300
Aspargo 50 Repolho 60 - 70
Banana 30 - 150 Soja 50 - 150
Batata 20 - 40 Sorgo 60 - 130
Batata doce 240 Tabaco 30 - 80
Batatinha 30 - 50 Tomate industrial 30Beterraba 40 - 60 Tomate salada 30 - 100
Brócolos 40 - 70 Trigo 80 - 150
Café 30 - 60 Vagem 25 - 70
Cana-de-açúcar 25 - 30 Videira 40 - 60
Cantaloupe 35 - 40
Capim 30 - 100
Cebola 15 – 45Cenoura 20 – 30
Couve 30 - 70Couve –flor 60 - 70
Ervilha 100 - 200
Feijão 60 - 100
Laranjeira 30 - 100
Lentilha 200 - 400
Fontes: 1. MILLAR (1984); 2. SILVA, PINTO & AZEVEDO (1996)
3.CNPH/EMBRAPA (1996); 4. JÚNIOR (1997)
Obs.: (atmosférica técnica – usualmente empregada para transformações de unidades de
pressão) 10 mca = 1.000 cmca = 100 kPa = 1 atm = 1 bar = 14,22 lb/in 2 ou 14,22 psi = 1 kgf/cm2 =
10.000 kgf/m2
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TABELA 3. Fator de disponibilidade de água no solo (f) de acordo com grupos de
culturas e evapotranspiração da cultura (Etc).
Grupo Culturas1 cebola, pimenta, batata
2 banana, repolho, uva, ervilha, tomate3 alfafa, feijão, cítricas, amendoim, abacaxi, girassol, melancia, trigo4 algodão, milho, azeitona, açafrão, sorgo, soja, beterraba, cana-de-açúcar, fumo
Grupo daCultura
Etc (mm/dia)2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0,500 0,425 0,350 0,300 0,250 0,225 0,200 0,200 0,1752 0,675 0,575 0,475 0,400 0,350 0,325 0,275 0,250 0,2253 0,800 0,700 0,600 0,500 0,450 0,425 0,375 0,350 0,3004 0,875 0,800 0,700 0,600 0,550 0,500 0,450 0,425 0,400
Figura: Tanque Classe A. Figura: Infiltrômetro de anel.
Figuras: Manometros e equipamentos para construçao da curva retenção de água no solo.
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TABELA 4. Coeficiente do tanque tipo classe “A” (Kt) para diferentes coberturas do
terreno, níveis de umidade relativa média e velocidade total do vento em 24 horas.
Vento
(km/dia)
Bordadura
(m)
Tanque colocado em área
cultivada com grama verde de
pouca altura
Tanque colocado em
área sem vegetação
UR média (%) UR média (%)
Baixa
< 40
Médi
a 40-70
Alta
> 70
Baix
a < 40
Méd
ia 40-70
Alta
>
70
Fraco
< 175
1 0,55 0,65 0,75 0,70 0,80 0,85
10 0,65 0,75 0,85 0,60 0,70 0,80
100 0,70 0,80 0,85 0,55 0,65 0,75
1000 0,75 0,85 0,85 0,50 0,60 0,70
Moder
ado 175-
425
1 0,50 0,60 0,65 0,65 0,75 0,80
10 0,60 0,70 0,75 0,55 0,65 0,70
100 0,65 0,75 0,80 0,50 0,60 0,65
1000 0,70 0,80 0,80 0,45 0,55 0,60
Forte
425-
700
1 0,45 0,50 0,60 0,60 0,65 0,70
10 0,55 0,60 0,65 0,50 0,55 0,65
100 0,60 0,65 0,70 0,45 0,50 0,60
1000 0,65 0,70 0,75 0,40 0,45 0,55
Muito
forte
> 700
1 0,40 0,45 0,50 0,50 0,60 0,65
10 0,45 0,55 0,60 0,45 0,50 0,55100 0,50 0,60 0,65 0,40 0,45 0,50
1000 0,55 0,60 0,65 0,35 0,40 0,45
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TABELA 5. Coeficiente de cultivo (Kc)
Cultura
Fases de desenvolvimento da culturaPeríodo
vegetativtotalInicial
Desenvol-vimento da
cultura
Períodointerme-
diário
Final dociclo
Nacolheita
Alfafa 0,3-0,4 1,05-1,2 0,85-1,0Algodão 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,8-0,9 0,65-0,7 0,8-0,9Amendoim 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,75-0,85 0,55-0,6 0,75-0,8Arroz 1,1-1,15 1,1-1,5 1,1-1,3 0,85-1,05 0,95-1,05 1,05-1,2BananaTropical 0,4-0,5 0,7-0,85 1,0-1,1 0,9-1,0 0,75-0,85 0,7-0,8Subtropical 0,4-0,65 0,8-0,9 1,0-1,2 1,0-1,15 1,0-1,15 0,85-0,9Batata 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,85-0,95 0,7-0,75 0,75-0,9Beterraba açucareira 0,4-0,5 0,75-0,85 1,05-1,2 0,9-1,0 0,6-0,7 0,8-0,9
Cana-de-açúcar 0,4-0,5 0,7-1,0 1,0-1,3 0,75-0,8 0,5-0,6 0,85-1,0Cártamo 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,7 0,2-0,25 0,65-0,7CebolaSeca 0,4-0,6 0,7-0,8 0,95-1,1 0,85-0,9 0,75-0,85 0,8-0,9Verde 0,4-0,6 0,6-0,75 0,95-1,05 0,95-1,05 0,95-1,05 0,7-0,8Citros
Com tratos culturais 0,65-0,7Sem tratos culturais 0,85-0,9Ervilha, verde 0,4-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95FeijãoVerde 0,3-0,4 0,65-0,75 0,95-1,05 0,9-0,95 0,85-0,95 0,85-0,9
Seco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,75 0,25-0,3 0,7-0,8Girassol 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,7-0,8 0,35-0,45 0,75-0,8Melancia 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,8-0,9 0,65-0,75 0,75-0,8MilhoDoce 0,3-0,5 0,7-0,9 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95Grão 0,3-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 0,8-0,95 0,55-0,6 0,75-0,9Oliveira 0,4-0,6Pimentão verde 0,3-0,4 0,6-0,75 0,95-1,1 0,85-1,0 0,8-0,9 0,7-0,8Repolho 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,9-1,0 0,8-0,95 0,7-0,8Soja 0,3-0,4 0,7-0,8 1,0-1,15 0,7-0,8 0,4-0,5 0,75-0,9Sorgo 0,3-0,4 0,7-0,75 1,0-1,15 0,75-0,8 0,5-0,55 0,75-0,8
Tabaco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,0-1,2 0,9-1,0 0,75-0,85 0,85-0,9Tomate 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,8-0,95 0,6-0,65 0,75-0,9Trigo 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,75 0,2-0,25 0,8-0,9Uva 0,35-0,55 0,6-0,8 0,7-0,9 0,6-0,8 0,55-0,7 0,55-0,7Primeiro valor: com umidade elevada (UR min > 70%) e vento fraco (U < 5 m/s).Segundo valor: com umidade baixa (UR min < 20%) e vento forte (U > 5 m/s).Obs.: Abacaxi (EPAMIG/Janaúba) de 60 a 150 dias Kc = 0,5, de 150 a 300 dias Kc = 0,7 ede 300 a 400 dias Kc = 0,5.
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TABELA 6. Coeficiente de cultura (Kc) em diferentes estádios de desenvolvimento,em função da umidade relativa e velocidade do vento, para diversas hortaliças.
HortaliçaEstádios de desenvolvimento
I II III IV
Abóbora 0,4-0,5 0,65-0,75 0,9-1,0 0,7-0,8
Aipo 0,3-0,5 0,7-0,85 1,0-1,15 0,9-1,05
Alcachofra 0,3-0,5 0,65-0,75 0,95-1,05 0,9-1,0
Alface 0,5-0,6 0,7-0,8 0,95-1,05 0,9-1,0
Batata 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,7-0,75
Berinjela 0,3-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,8-0,9
Beterraba 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,6-0,7
Brássicas** 0,4-0,5 0,75-0,85 0,95-1,1 0,8-0,95
Cebola 0,4-0,6 0,7-0,8 0,95-1,1 0,75-0,85
Cenoura 0,5-0,6 0,7-0,8 1,0-1,15 0,7-0,85Ervilha seca 0,4-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 0,25-0,3
Ervilha seca*** 0,4-0,5 0,7-0,85 0,7-0,8 0,25-0,3
Ervilha verde 0,4-0,5 0,65-0,75 1,05-1,2 0,95-1,1
Espinafre 0,4-0,5 0,7-0,85 0,95-1,05 0,9-1,0
Lentilha 0,4-0,5 0,75-0,85 1,05-1,15 0,25-0,3
Melancia 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,65-0,75
Melão 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,65-0,7
Milho-doce 0,3-0,5 0,7-0,9 1,05-1,2 0,95-1,1
Pepino 0,4-0,5 0,65-0,75 0,9-1,0 0,7-0,8Pimentão 0,4-0,5 0,60-0,65 0,95-1,1 0,8-0,9
Rabanete 0,5-0,6 0,55-0,65 0,8-0,9 0,75-0,85
Repolho 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,8-0,95
Tomate 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,6-0,65
Tomate indust*** 0,5-0,6 0,6-0,65 0,75-0,85 0,6-0,65
Vagem 0,3-0,5 0,65-0,75 0,95-,105 0,85-0,9
Primeiro valor: sob alta umidade (URmin > 70%) e vento fraco (U < 5 m/s).Segundo valor: sob baixa umidade (UR min < 50%) e vento forte (U > 5 m/s).*
Para turno de rega de 1 e 2 dias consultar item 3.2 para estimativa de Kc.** Brócolos, couve-flor, couve-de-bruxelas etc.*** Para condições edofoclimáticas da região de cerrados do Brasil Central.Estádio I: germinação ate 10% do desenvolvimento vegetativoEstádio II: de 10 a 80% do desenvolvimento vegetativoEstádio III: 80% do desenvolvimento vegetativo até o inicio da maturaçãoEstádio IV: do inicio do amadurecimento ate a colheita.Fonte: Adaptado de Doorenbos & Pruit (1977) e Doorenbos & Kassam (1979).
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Tabela 7. Tubos de engate rápido para irrigação por aspersão.
Tubos de Aço Zincado (ASBRASIL) Diâmetro externo (nominal)
(mm)Diâmetro Interno
(mm)50 4870 68
89 87108 106133 130159 156200 196
Tubos de Alumínio Diâmetro externo (nominal)
(polegada)Diâmetro Interno
(mm)3 73,54 98,55 124,4
Tubos de PVC Diâmetro externo (nominal)
(polegada)Diâmetro Interno
(mm)2 46,83 70,74 94,4
Obs. Verificar catálogos para outros fabricantes.
Tabela 8. Fator de múltiplas saídas (F) para correção da perda de carga em linhaslaterais.
Número da aspersores na linha(saídas) F
Número da aspersores nalinha (saídas) F
1 1,000 9 0,4082 0,639 10 0,4023 0,534 11 0,3974 0,485 12 0,3935 0,457 13 0,3906 0,438 14 0,3877 0,425 15 0,3858 0,416 16 0,382
Tabela 9. Acréscimo de potência para motores em relação à potência necessária nabomba.
Potência necessária na bomba (CV) Acréscimo de potência para o motor(%)< 2 30
2 a 5 255 a 10 20
10 a 20 15>20 10
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Tabela 10. Valores coeficiente C da equação de Hazen-Williams para tubos usados emirrigação.
Material do tubo Valor de CAço Zincado 130
Alumínio 140PVC 150
Tabela 11. Tubos de polietileno de alta densidade (PEAD) utilizados em autopropelidosdo tipo carretel enrolador (hidro-roll).
Diâmetro externo (mm) Classe de Pressão de Serviço Diâmetro Interno (mm)75 PN - 08 63,890 PN - 08 76,6
110 PN - 08 93,8110 PN- 10 90,0125 PN - 08 106,4125 PN- 10 102,2125 PN - 12 98,2
Fonte - Tubos e Conexões TIGRE.
Tabela 12. Diâmetros de mangotes “spiraflex - sucção leve”utilizados em sucção de bombas.
Diâm. Externo Diâm. Interno Raio Curvatura Pressão Trabalho Vácuo(mm) (pol) (mm) (mm) (mca) (mca)
32 1 25,40 95 63,3 20,438 1 1/4 31,75 120 56,2 20,444 1 1/2 38,10 130 56,2 20,457 2 50,80 160 56,2 20,473 2 1/2 63,50 210 53,0 20,486 3 76,20 250 49,2 20,4
114 4 101,60 400 45,7 20,4142 5 127,00 600 42,2 20,4169 6 152,40 800 38,7 20,4
Fonte - Goodyear
Tabela 13. Pressão de vaporização da águaFonte - Carvalho, D. F. (1992)
Temperatura ( graus celsius) Pressão de vapor (m.c.a.)15 0,17420 0,23825 0,32230 0,42935 0,57240 0,750
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Tabela 14. Perda de carga em mangueiras “Parsch” utizadas em autopropelidos
tracionados à cabo.Fonte : Adaptado de PARSCH DO BRASIL - Indústria e comércio de mangueirasLtda.
Vazão(m3/h)
Diâmetros (polegadas) x Perda de carga em 100 metros de mangueira
2 2 1/2 3 4 4 3/85 0,1 - - - -6 0,5 - - - -9 1,2 0,5 - - -
12 2,1 0,8 0,3 - -15 3,3 1,3 0,5 - -18 4,8 1,8 0,8 - -20 5,9 2,3 0,9 - -21 6,5 2,5 1,0 - -24 8,5 3,3 1,3 - -25 9,4 3,5 1,4 0,6 -27 10,9 4,1 1,6 0,7 -30 13,3 5,1 2,0 0,9 -33 16,1 6,2 2,4 1,1 -
35 18,1 6,9 2,7 1,2 -30 19,2 7,3 2,8 1,3 1,040 23,0 9,1 3,4 1,6 1,142 26,1 10,0 3,7 1,8 1,345 30,1 1,5 4,5 2,1 1,548 34,1 13,1 5,1 2,2 1,750 37,1 14,2 5,5 2,3 1,954 43,1 16,5 6,4 3,0 2,260 - 20,4 8,0 3,7 2,766 - 24,7 9,6 4,4 3,272 - - 11,5 5,3 3,978 - - 13,5 6,2 4,484 - - 15,6 7,2 5,390 - - 17,9 8,3 5,896 - - 20,6 9,4 6,4
100 - - 22,0 10,0 7,0102 - - 23,0 10,8 7,2
105 - - 24,0 11,7 7,6108 - - 26,0 12,0 8,0110 - - - 12,3 8,2115 - - - 13,1 8,8120 - - - 14,7 9,7125 - - - 16,0 10,5130 - - - 17,0 11,2135 - - - 17,9 12,0140 - - - 19,0 12,8145 - - - 21,0 13,6150 - - - 23,0 14,5155 - - - 24,5 15,5160 - - - 26,0 16,4165 - - - 28,0 17,3170 - - - 30,0 18,2175 - - - 32,0 19,1180 - - - 33,0 20,1192 - - - - 22,5204 - - - - 25,5210 - - - - 28
Obs.: Válidas quando a mangueira está preenchida com água e sua seção totalmente expandida.
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Tabela 15 – Grau de pulverização
)(
)(Pr
mmbocal dodiâmetro Maior
mcaaspersor dooperaçãodeessãoGP
Cultura Sensibilidade Chuva GP
Pastagens Insensíveis Grossa < 3,0
Forrageiras / cana Pouco sensíveis Semi-grossa 3,1 a 4,0
Pomares Moderadamente sensíveis Semi-fina 4,1 a 5,0
Feijão / flores Sensíveis Fina 5,1 a 6,0
Hortaliças delicadas Muito sensíveis Muito fina > 6,0
Fonte : TIGRE
Tabela 16 - Qualidade da água para gotejamento: parâmetros a serem analisados(adaptado de Bucks et al., 1979 e Scarcelli, 2000)
ParâmetroSeveridade do problema
Baixa Moderada AltaFÏSICOSólidos suspensos (mg/L) < 50 50 a 100 > 100
QUÏMICO pH 8Sólidos dissolvidos (mg/L) < 500 500 a 2.000 > 2.000Manganês (mg/L) < 0,1 0,1 a 1,5 > 1,5Ferro total (mg/L) < 0,2 0,2 a 1,5 > 1,5H2S (mg/L) < 0,2 0,2 a 2,0 > 2,0
BIOLÖGICOPopulação bacteriana (mg/L) < 10.000 10.000 a 50.000 > 50.000
SENSIBILIDADE DAS CULTURAS Condutividade elétrica (dS/m) < 0,75 0,75 a 3,00 > 3,00 NO3 (ppm) < 5 5 a 30 > 30
ELEMENTOS TÓXICOS Boro (ppm) < 0,5 0,5 a 2,0 2,0 a 10,0Cloreto (ppm) < 4 4 a 10 > 10Sódio (RAS) < 3 3 a 9 > 9
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Exercícios de Irrigação por Aspersão(hidráulica dos aspersores)
Ex. 1. Determinar o cd de um bocal de um aspersor dotado de um bocal de diâmetro de4mm, que lança uma vazão de 1,0m3/h ao estar submetido a uma pressão de funcionamento
de 2,8kgf/cm
2
. Resp.: cd=0,96.Ex. 2. Através da equação empírica de Cavazza, estimar o alcance de um aspersor,submetido a uma pressão de 42mca, cujo diâmetro de bocal=7,14mm. Resp.: 23,4m
Ex. 3. Selecionar um aspersor entre os três modelos caracterizados pelo diâmetro do bocal, pela pressão de funcionamento, cuja vazão requerida para o sistema é igual a 1,35m3/h ecujo espaçamento adotado é de 12 x 18m.
Pressão de serviço(kgf/cm2 )
Diâmetro do bocal mm3,96 4,36 5,15
Alcance(m) Vazão(m3/h) Alcance(m) Vazão(m3/h) Alcance(m) Vazão(m3/h)1,75 13,5 0,8 14,1 0,96 15,1 1,34
2,1 14,1 0,87 14,5 1,05 15,6 1,482,46 14,5 0,94 15 1,14 16 1,612,81 15 1,01 15,4 1,22 16,3 1,733,16 15,1 1,07 15,7 1,29 16,6 1,833,51 15,3 1,13 15,9 1,36 16,9 1,933,86 15,4 1,18 16 1,43 17,2 2,014,21 16,6 1,23 16,2 1,49 17,4 2,094,57 15,7 1,3 16,3 1,55 17,5 2,154,92 15,9 1,35 16,5 1,61 17,7 2,225,27 16 1,4 16,6 1,67 17,8 2,31
Ex.4. Selecionar uma distribuição adequada da linhas laterais de um sistema semi-portátil para a parcela de irrigação da figura considerando os seguintes dados:
Freqüência de irrigação no período de Max. Demanda= 7 dias;
Duração da irrigação = 8 horas;Espaçamento entre aspersores e linhas = 12 x 18m.
Direçãodominantevento
200m
300m
Tomadaagua
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Exercício de Irrigação por aspersão
1) Sendo dados as seguintes características:
SOLO: -Capacidade de campo = 32 gramas de água/100 gramas de solo; ponto de murcha
permanente = 16 gramas de água/100 grs. De solo; Densidade global = 1,3 grs de solo / cm
3
de solo; VIB = 11,5 mm/h.
CULTURA: Milho: Profundidade efetiva do sistema radicular = 50cm ; Fator dedisponibilidade (f) = 0,6; ETo=5mm/dia; Etc=6mm/dia (kc=1,2);
ASPERSOR: Pressão de serviço: 30mca; altura do aspersor=2m; espaçamento=18x24m;Intensidade de aplicação=10mm/h; vazão do aspersor=1,2L/s.
Tubulação: PVC; C=120.
Eficiência do sistema = 80%
Área: 30 000 m2. (3ha) topografia plana. Esquematize área hipotética.
Obs: Caso necessite de algum dado não fornecido, simule.
Pede-se: Faça um projeto completo de irrigação por aspersão convencional portátil ou semi portátil.
Recomendação de manejo com turno de rega fixo e outro com turno de rega variável(Etc=6mm/dia).
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NOÇÕES DA ELABORAÇÃO DE PROJETOS DE IRRIGAÇÃO
LEVANTAMENTO DE DADOS DA ÁREA
Para a elaboração de um projeto de irrigação, seja por aspersão, localizada ou por superfície, sãonecessários a coleta de alguns dados na área a ser irrigada. Esses dados são:
1. Área a ser irrigada em hectares, alqueires ou m2.
2. Espécie de cultura plantada ou a ser plantada e o espaçamento entre plantas e entre linhas.
3. Tipo de solo:
a. Quanto à sua textura: argilosa, arenosa ou textura média.
b. Quanto à sua permeabilidade: muito permeável, meio permeável ou pouco permeável.
4. Topografia do terreno: plana, suavemente ou fortemente ondulada (planta plani-altimétrica).
5. Precipitação desejada ou calculada (em mm). Normalmente a precipitação é calculada pelo projetista, que leva em conta os dados climatológicos da região em que será instalado oequipamento, a cultura a ser irrigada e o equipamento a ser utilizado.
6. Horas de funcionamento desejado por dia: máximo de horas de funcionamento possível.
7. Desnível entre a água e o local de bomba em metros: este dado é de suma importância para odimensionamento correto da bomba, pois cada bomba apresenta uma altura máxima de sucção.
8. Desnível entre o local da