Sistemas de Irrigacao Por Aspersao[2]

8/3/2019 Sistemas de Irrigacao Por Aspersao[2]

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Guilherme Augusto Biscaro

Sistemas de Irrigao por Asperso

Editora UFGDDOURADOS-MS, 2009


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Universidade Federal da Grande Dourados

Reitor: Damio Duque de Farias

Vice-Reitor: Wedson Desidrio Fernandes

COED

Coordenador Editorial da UFGD: Edvaldo Cesar Moretti

Tcnico de Apoio: Givaldo Ramos da Silva Filho

Conselho Editorial da UFGD

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Fotos: Prof. Dr. Rogrio Peres Soratto (Fotos 33, 35 e foto da capa de trs)Prof. MSC. Vincius do Nascimento Lampert (foto 26 e capa)Eng. Agrnomo Tiago Trevelin Zonta (foto 23)

E demais Fotos e Ilustraes: Prof. Dr. Guilherme Augusto Biscaro

Reviso Grfica: Jornalista Fabiana Biscaro([email protected])

Ficha catalogrfica elaborada pela Biblioteca Central UFGD

631.7B621s

Biscaro, Guilherme AugustoSistemas de irrigao por asperso. / Guilherme

Augusto Biscaro. Dourados, MS : Editora daUFGD, 2009.134p.

ISBN 978-85-61228-35-4

1. Irrigao por aspersores. 2. Irrigao agrcola.I. Ttulo.


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Direitos reservados

Editora da Universidade Federal da Grande Dourados

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www.ufgd.edu.br


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Prof. Dr. Guilherme Augusto [email protected]

Engenheiro Agrcola (1995) formado na Universidade Federal de Lavras,UFLA, em Lavras/MG.

Mestre (1999) e Doutor (2003) em Agronomia, rea de Concentraoem Irrigao e Drenagem pela Faculdade de Cincias Agronmicas da

Universidade Estadual Paulista, UNESP, campus de Botucatu/SP.

Professor Adjunto (2004 a 2008) de Hidrulica, Irrigao e Drenagem eAgrometeorologia do curso de Agronomia da Universidade Estadual de

Mato Grosso do Sul, UEMS, Unidade Universitria de Cassilndia, UUC,Cassilncia/MS.

Organizador e autor de dois captulos do livro Produo de HortaliasIrrigadas em Pequenas Propriedades Rurais (ISBN 978-85-60721-01-

6), lanado em 2005.

Coordenador do curso de graduao em Agronomia da UEMS, UnidadeUniversitria de Cassilndia, de fevereiro de 2006 a maro de 2007.

Autor do livro Meteorologia Agrcola Bsica(ISBN 978-85-60721-00-9), lanado em 2007.

Professor Adjunto (desde 2008) de Irrigao e Drenagem dos cursos deAgronomia, Engenharia Agrcola e Zootecnia da Faculdade de CinciasAgrrias, FCA, da Universidade Federal da Grande Dourados, UFGD,

Dourados/MS.


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Dedico

Aos meus filhos Mariana e Gabriel, minha esposa Adriana, meus paisBenedito e Arlete e meus irmos Fabiana e Geraldo.

A minha querida irm Cssia Salete Biscaro Lazarin (in memorian)

A meu grande amigo Vicente Eugnio de Rosa Jnior (in memorian)

Agradeo

Sobretudo a Deus e a NossaSenhora.

Aos amigos Docentes eDiscentes.


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SUMRIO

1. Asperso Convencional.....................................................................

1.1. Introduo .................................................................................

1.2. Vantagens e Desvantagens da Irrigao por Asperso .............

1.3. Tipos de Sistemas .......................................................................

1.4. Componentes de um Sistema de Irrigao por Asperso .........

1.5. Hidrulica do Sistema de Asperso Convencional ...................

1.6. Linhas Laterais ..........................................................................

1.7. Linhas de Derivao ..................................................................

1.8. Linha Principal e Linha de Recalque ........................................

1.9. Dimensionamento de Linhas com Dois Dimetros ...................

1.10. Linha de Suco ......................................................................

1.11. Aspectos Gerais do Dimensionamento ....................................

1.12. Perdas de gua na Asperso ...................................................

2. Asperso Mecanizada ........................................................................

2.1. Introduo ..................................................................................

2.2. Linha Lateral Mvel ..................................................................

2.3. Piv Central ...............................................................................

2.4. Sistema de Autopropelido ..........................................................

3. Parmetros de Projetos de Asperso .................................................

3.1. Introduo .................................................................................3.2. A Cultura ...................................................................................

3.3. O Solo ........................................................................................

3.4. O Clima .....................................................................................

3.5. A Topografia da rea ................................................................

3.6. A Fonte de gua ........................................................................

3.7. Caractersticas Tcnicas dos Equipamentos .............................

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4. Manejo da Irrigao por Asperso ...................................................

4.1. Introduo .................................................................................

4.2. Manejo da Irrigao Atravs de Tensimetros .........................

4.3. Manejo da Irrigao por Pesagem de Amostras de Solo .........

4.4. Manejo da Irrigao por Evapotranspirao ..........................

5. Investigaes Bsicas de Campo .......................................................

5.1. Introduo .................................................................................

5.2. Determinao da Vazo de um Curso Dgua .........................

5.3. Teste de Infiltrao de gua no Solo ........................................

5.4. Ensaio de Uniformidade de Aplicao de gua .......................

5.5. Parmetros de Qualidade da gua para Irrigao ..................

6. Conjunto Motobomba .......................................................................

6.1. Introduo .................................................................................

6.2. Escorva da Bomba ....................................................................

6.3. Potncia do Conjunto Motobomba ...........................................

6.4. Curvas Caractersticas .............................................................

6.5. Cavitao ..................................................................................

7. Projeto de Irrigao por Asperso Convencional............................7.1. Introduo .................................................................................

7.2. Levantamento dos Parmetros Iniciais .....................................

7.3. Escolha do Aspersor ..................................................................

7.4. Disposio Inicial do Sistema ...................................................

7.5. Dimensionamento das Linhas Laterais e Linhas de Derivao ..

7.6. Dimensionamento da Linha Principal .......................................

7.7. Dimensionamento da Linha de Suco ......................................

7.8. Dimensionamento do Conjunto Motobomba .............................

7.9. Manejo da Irrigao ..................................................................

7.10. Opo no Dimensionamento ....................................................

Referncias Bibliogrficas ....................................................................

Nomenclatura das Unidades .................................................................

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ASPERSO CONVENCIONAL

Captulo 1

1.1. INTRODUO

A aplicao de gua nos sistemas de irrigao por asperso se fazpela diviso de um ou mais jatos de gua em uma grande quantidade depequenas gotas no ar, que caem sobre o solo na forma de uma chuva artificial.A passagem de gua sob presso atravs de orifcios de pequena dimenso o que causa o fracionamento do jato. Com o auxlio, via de regra, de

um sistema de bombeamento, a gua percorre um conjunto de tubulaesgerando a presso necessria para acionar os aspersores (Figura 1).

Figura 1. Sistema de irrigao por asperso.

O aspersor o mecanismo responsvel pela pulverizao do jato degua.


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1.2. VANTAGENSEDESVANTAGENSDA IRRIGAOPOR ASPERSO

Entre as principais vantagens apresentadas por esse mtododestacam-se a no-exigncia de um processo de sistematizao do terreno,

a disponibilidade de maior rea cultivvel (ao contrrio da irrigao porsuperfcie, no h perda de rea), o fato de no possuir restrio quanto aohorrio de aplicao e no causar problemas de eroso do solo.

As desvantagens da asperso so: o elevado custo inicial, asusceptibilidade interferncia de aplicao devido ao vento, as elevadas

perdas por evaporao da gua diretamente do jato fracionado e a exignciade um sistema de motobomba com elevada potncia, dependendo da reaa ser irrigada. Tambm ocorre que, como os sistemas de asperso molham

uma considervel rea do terreno, h o favorecimento da ploriferao deervas daninhas e, devido fora do impacto da gota sobre a superfcie solo,o mesmo pode apresentar selamento superficial.

1.3. TIPOSDESISTEMAS

Dentro do mtodo de irrigao por asperso, existem o sistemaconvencional porttil, o sistema convencional permanente e os sistemas

mecanizados.

a) Sistema Convencional Porttil

Um sistema porttil de asperso (Figura 2) caracterizado pela possibilidade de movimentar o equipamento de um local para o outro,conforme a necessidade de irrigao, quando no h tubulaes, acessriose aspersores em quantidade e extenso suficientes para abranger toda a

rea irrigada.


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Figura 2. Sistema convencional porttil de irrigao.

Pode ser classificado em totalmente porttil e em semiporttil. Noprimeiro o sistema totalmente movido de um local para o outro. No outro,pode-se dispor de uma linha principal enterrada com hidrantes dispostos nasuperfcie em cada ponto de mudana da linha lateral.

Para obter maior uniformidade de aplicao ao longo da linha lateral,a mesma deve ser disposta, quando possvel, em nvel, de acordo com oterreno. A linha principal deve se encontrar no sentido da declividade, seja

em aclive ou em declive.

b) Sistema Convencional Permanente

Diferentemente do sistema porttil, no sistema permanente astubulaes so fixas e no movidas de um local para outro, cobrindosimultaneamente toda a rea irrigada (Figura 3). Pode-se dividir essesistema em totalmente permanente, no qual as canalizaes so enterradas

e cobrem toda rea, e parcialmente permanente, no qual as canalizaes soportteis e cobrem toda a rea irrigada.


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Figura 3. Sistema convencional permanente.

Como no h movimentao de tubulaes de um local para outro,teoricamente seria mais fcil irrigar toda a rea de uma s vez. Porm,isso acarretaria na demanda de uma grande quantidade de gua em umdeterminado momento, o que pode no ser vivel. Outro problema seriaa necessidade de tubulaes de dimetro muito elevado, aumentando emdemasia o custo do sistema.

Pode-se dividir ento a rea em parcelas, que sero irrigadas

seqencialmente de maneira a cobrir toda a rea ao final do ciclo, parareduzir os dimetros das tubulaes.

1.4. COMPONENTESDEUMSISTEMADEIRRIGAOPOR ASPERSO

Um sistema de irrigao por asperso convencional composto,

em geral, por aspersores, acessrios, tubulaes (linhas laterais, linhas de

derivao, linha principal, linha de recalque e linha de suco) e conjuntomotobomba.

a) Aspersor

O aspersor (Figura 4) o elemento mecnico de maior importncia nosistema de asperso, sendo responsvel pela pulverizao do jato dgua.


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Figura 4. Aspersor.

Um dos primeiros procedimentos a serem realizados em um projetode irrigao por asperso a escolha do aspersor.

Os aspersores molham uma rea circular da superfcie do terreno,devendo haver uma sobreposio dessas reas para se conseguir melhorescondies de uniformidade e distribuio de gua. Diversos fatoresinfluenciam diretamente o seu funcionamento. Saber identificar e lidar comesses fatores garante o sucesso do sistema de irrigao.

A quantidade de bocais ir influenciar no tamanho da rea molhada ena maior uniformidade na distribuio de gua no solo.

Classificao dos Aspersores

Existem aspersores de diversos tipos e tamanhos, que podem serclassificados quanto:

Ao sistema de rotao: podem ser do tipo estacionrio ou rotativo.Neste ltimo, o giro pode ser do tipo setorial, que possui regulagem deamplitude de giro (Figura 5), ou completo (360).


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Figura 5. Aspersor setorial.

Ao ngulo de inclinao do jato: nos de uso mais comum, o nguloem relao horizontal de 30 em mdia, e nos utilizados na irrigao de

pomares, nos quais a aplicao feita na subcopa, o ngulo varia de 4 a 7

(Figura 6).

Figura 6. Aspersor utilizado para irrigao de subcopa.


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Ao nmero de bocais de sada de gua: pode variar de um a doisbocais com tamanhos distintos, tendo o maior a funo de irrigara extremidade da rea coberta e, o menor, a rea mais prxima doaspersor (Figura 7).

Figura 7. Aspersores com um e dois bocais.

Ao tipo de movimentao: o aspersor pode girar devido aocontrria sada do jato de gua, ou pelo impacto causado pelomesmo em uma pea chamada palheta, que funciona em conjuntocom uma mola (Figura 8).

Figura 8. Detalhe da palheta que acionado pelo impacto do jato dgua.


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Ao tamanho: podem ser divididos em microaspersores, aspersores pequenos, aspersores mdios, aspersores grandes e canheshidrulicos.

Seleo do Aspersor

Para realizar a correta seleo de um aspersor necessrio conhecertrs fatores importantes: qual sua intensidade de aplicao de gua (fornecidono catlogo do fabricante, juntamente com as demais especificaestcnicas), qual o espaamento que ter no campo e qual a velocidade bsicade infiltrao de gua no solo (VIB), determinada em testes de infiltrao.

A regra para a escolha a seguinte: deve-se adotar um aspersor que

possua uma intensidade de aplicao de gua (que funo do espaamentoentre aspersores) ligeiramente menor do que a VIB do solo. Isso evitarque seja aplicada ao solo uma quantidade de gua maior do que ele poderabsorver. Se isso no acontecer, podero surgir problemas com escoamentosuperficial (gerando possveis eroses) e alteraes na estrutura superficialdo solo.

Preferencialmente deve-se utilizar o maior espaamento possvelentre aspersores aliado a baixas vazes, o que pode promover uma maior

reduo nos custos com tubulaes e demais equipamentos do sistema.

Uniformidade e Eficincia dos Aspersores

A uniformidade e a eficincia da aplicao de gua pelos aspersoresdependem diretamente da presso da gua a que o mesmo ser submetido edo tamanho do(s) seu(s) bocal(is).

A presso de funcionamento do sistema de irrigao deve ser

compatvel com a presso de trabalho do aspersor. Em casos de pressoexcessiva, podero ocorrer danos aos mecanismos do aspersor, alm de uma

pulverizao muito grande do jato de gua, o que implicaria numa perdade alcance. Aspersores trabalhando com presso deficiente no conseguemrealizar o correto seccionamento do jato, o que gera gotas de gua muitograndes, ocasionando uma deposio excessiva nas extremidades darea molhada. Em ambos os casos ocorrem a desuniformidade e a baixaeficincia de aplicao de gua.


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Um dos maiores problemas enfrentados em sistemas de irrigao porasperso a ao do vento, que compromete a distribuio da gua peloaspersor, causando um fenmeno comumente chamado de deriva. Quantomenor for o tamanho das gotas e maior for a velocidade do vento, maior

ser a deriva.

Espaamento entre Aspersores

O espaamento entre aspersores (Figura 9) deve promover asobreposio da rea molhada pelos mesmos, tanto na prpria linha lateral(E1) como entre as linhas laterais (E2), resultando num espaamento E1 xE2.

Figura 9. Espaamento entre aspersores.

Podem-se dispor os aspersores em trs formas de espaamento:quadrado, retangular ou triangular (Figura 10). Os mais usados no Brasilso o espaamento quadrado e o retangular.


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Figura 10. Espaamento quadrado, retangular e triangular dos aspersores.

b)Tubulaes

So responsveis pela conduo da gua sob presso, desde acaptao at os aspersores. So compostas por barras de tamanho padrode 6 m, podendo ser de ao zincado, alumnio ou PVC (Figura 11). Astubulaes utilizadas em irrigao devem apresentar resistncia presso aque so submetidas, possuir sistemas de engate rpido e, sobretudo, seremde fcil transporte (leves).

Figura 11. Tubos de PVC para irrigao. (Fonte: http://www.tigre.com.br)


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c) Acessrios

Um sistema de asperso possui uma vasta linha de acessrios (Figura12) de diversas finalidades, que permitem sua instalao em praticamente

qualquer local, independentemente da topografia ou do formato da rea.Curvas, derivaes, registros, adaptadores e vlvulas so alguns dosprincipais acessrios encontrados em asperso.

Figura 12. Acessrios para irrigao. (Fonte: http://www.tigre.com.br)

d) Conjunto Motobomba

composto por uma bomba dgua acionada por um motor que podeser a combusto ou eltrico (Figura 13). Sua funo sugar a gua de umrecurso hdrico (rio, reservatrio, poo, etc.) e fazer o recalque da mesma.

Na escolha de um conjunto motobomba, devem-se analisar as condies depotncia, vazo e rotao, visando uma operao mais eficiente do mesmopara uma determinada situao de operao.


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Figura 13. Conjunto motobomba.

1.5. HIDRULICADO SISTEMADEASPERSO CONVENCIONAL

a) Intensidade de Aplicao de gua

Intensidade de aplicao a lmina de gua aplicada sobre umasuperfcie por um determinado tempo; funo do espaamento e davazo dos aspersores. A equao utilizada para determinar a intensidade deaplicao :

I = [(q . 3600) (E1

. E2)]

(1)

Em queI = intensidade de aplicao de gua do aspersor (mm h-1);q = vazo do aspersor (L s-1);E

1= espaamento entre aspersores na mesma linha (m);

E2

= espaamento entre linhas de aspersores (m).


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b) Eficincia do Aspersor e do Sistema de Irrigao

A eficincia do aspersor e do sistema de asperso pode variar de 75%a 85%. Seu valor pode ser determinado pela seguinte equao:

Ef = (R h) . 100(2)

Em queEf = eficincia do aspersor (%);R = raio de cobertura (m);h = carga hidrulica ou presso (m).

c) Alcance do Jato de gua

O alcance do jato de gua depende do tipo do aspersor. Para os fixose/ou escamoteveis (comuns em jardins e em campos de futebol), o alcancedo jato determinado pela equao:

R = 1,35 . d0,6 . h0,4(3)

Em queR = raio de cobertura do aspersor (m);d = dimetro bocal (mm);h = carga hidrulica ou presso (m).

Para os rotativos (mais utilizados na irrigao de culturas) o alcancedo jato determinado pela seguinte equao:

R = 1,35 . (d). h

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Segundo Whithers e Vipond (1977), a velocidade de rotao maisadequada a um aspersor aproximadamente 2,5 m s-1 no permetro externoda rea coberta por ele.


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d) Vazo do Aspersor

Pode-se determinar a vazo do aspersor pela seguinte equao(derivada do teorema de Torricelli):

q = 4,4272 . A . C . h 0,5(5)

Em queq = vazo do aspersor (m3 s-1);A = rea do orifcio de sada (m);C = coeficiente de descarga do aspersor (unidimensional);h = carga hidrulica ou presso (m.c.a.).

1.6. LINHASLATERAIS

Na linha lateral so instalados os aspersores, distribudos igualmenteem toda a sua extenso, em distncias mltiplas de seis devido aocomprimento padro das tubulaes (Figura 14). Preferencialmente,ela deve estar em nvel, podendo haver situaes nas quais ter que serdimensionada para condies de aclive ou declive.

Figura 14. Linha lateral.


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No dimensionamento de uma linha lateral necessrio calcular aperda de carga com base na vazo total que a mesma ir transportar e no seucomprimento. A variao entre vazes dos aspersores no pode ser superiora 10%. Para que isso ocorra, deve-se dimensionar um dimetro de tubulao

tal que no permita uma variao de presso entre o primeiro e o ltimoaspersor maior do que 20% da presso de servio (PS) dos mesmos.

Ocorre que o aspersor localizado na parte central da linha trabalhacom a presso mais adequada, enquanto que o primeiro e o ltimo aspersorestrabalham com presses superiores e inferiores, respectivamente, dentro dos20% permitidos. Quando no houver alternativa a no ser instalar a linhalateral em aclive ou em declive, considera-se esse desnvel, no devendo a

perda de carga mxima ultrapassar 20% da presso de servio, adicionando

(em caso de aclive) ou subtraindo (em caso de declive) o valor da variaodo desnvel da rea.

A linha lateral pode ter um ou mais dimetros, dependendo dascaractersticas do projeto. A perda de carga pode ser calculada, entre outrasequaes, pela equao de Hazen-Willians:

hf = 10,67 . D-4,87. (Q C)1,852. L(6)

Em quehf = perda de carga na linha lateral (m);Q = vazo da linha lateral (m3 s-1);D = dimetro interno da tubulao (m);C = coeficiente do tipo da parede do tubo (adimensional);L = comprimento da tubulao (m).

Dimensionamento de Linhas Laterais em Nvel

Para dimensionar uma linha lateral (L.L.) em nvel (Figura 15) deve-se levar em considerao algumas questes como: qual ser o nmero deaspersores inseridos na linha lateral e qual a vazo de cada aspersor? Qualser a vazo total e qual seu comprimento?


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Figura 15. Linha lateral em nvel.

Depois de respondidas essas questes, inicia-se o dimensionamentoda linha lateral, utilizando os critrios anteriormente discutidos (a variaoentre vazes dos aspersores no pode ser superior a 10%; a perda decarga mxima deve ser de 20% da presso de servio). Outro fator a serobservado que a presso mdia ao longo da linha deve ser igual pressode servio do aspersor. Quando se conhece o comprimento da linha lateral eo espaamento entre aspersores na linha (E

1), pode-se determinar o nmero

de aspersores (N) pela seguinte equao:

N = LLL

E1 (7)

Em queN = nmero de aspersores;L

LL= comprimento da linha lateral (m);

E1 = espaamento entre aspersores (m).A perda de carga permissvel (hf), ou seja, a quantidade de presso

que pode ser perdida ao longo da linha lateral, determinada pela seguinteequao:

hf = 0,20 . PS(8)

Em que

hf = perda de carga permitida (m.c.a.);PS = presso de servio (m.c.a.).

Depois de ser determinada, hf deve ser corrigida pelo fator decorreo f (a correo deve ser feita em funo do nmero de aspersores nalinha), visto que a vazo diminui do incio para o final da linha.

hf = hf f(9)


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Em quehf = perda de carga permitida corrigida (m.c.a.);f = fator de correo.

O fator de correo determinado pela expresso:

f = (m + 1)-1 + (2 . N)-1 + [( ) (6 . N2)](10)

Em quef = fator de correo, adimensional;m = constante com valor de 1,85 (para a equao de Hazen-Willians);

N = nmero de aspersores.Pode-se tambm determinar a presso inicial da linha lateral (Pin

LL),

por:

PinLL

= PS + 0,75 . hf + Aa(11)

Em quePin

LL= presso no incio da linha lateral (m.c.a.);

Aa = altura do aspersor (m).Para obter o dimetro adequado da tubulao, pode-se aplicar a

equao de Hazen-Willians. Existem diversas outras equaes que podemrealizar esse clculo, porm adotaremos esta por ser uma das mais usadas.A equao de Hazen-Willians dada por:

QLL

= 0,2788 . C . D2,63 . J0,54(12)

Em queQ

LL= vazo no incio da linha lateral (m3 s-1);

J = perda de carga linear (m m-1);D = dimetro interno da tubulao (m);C = coeficiente de rugosidade (adimensional).

A perda de carga linear dada por:

J = (hf LLL

)(13)

O coeficiente de rugosidade depende do material do qual feita a


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tubulao, e pode ser obtido pelo Quadro 1:

Material C Ferro dctil 100

Ao zincado/alumnio 130PVC rgido e polister 150

Quadro 1. Valores mdios do coeficiente C (fonte: BERNARDO, 2005).

Alguns dos dimetros comerciais de tubulaes utilizadas parairrigao disponveis no mercado so apresentados no Quadro 2:

Dimetros ComerciaisMetros (m) Milmetros (mm) Polegadas ()

0,050 50 20,075 75 30,100 100 40,125 125 50,150 150 60,175 175 70,200 200 8

Quadro 2. Dimetro comercial de tubulaes utilizadas para irrigao.

Aplicao prtica: dimensionar o dimetro de uma linha lateral de aozincado com 180 m de comprimento, instalada em nvel. O aspersorescolhido ser instalado com um espaamento de 18 m x 24 m, devertrabalhar com uma presso de servio (PS) de 30 mca e apresentar umavazo (q) para essas condies de 3,45 m3 h-1.

Resoluo:

Perda de carga permissvel: hf = 0,20 . 30 = 6 m.c.a.

Nmero de aspersores:N = (180 18) = 10 aspersores

Fator de correo: f = (1,85+1)-1 + (2.10)-1 + [((1,85-1)) (6.102)] = 0,402

Perda de carga permissvel corrigida: hf = (6 0,402) = 14,925 m

Perda de carga linear: J = (14,925 180) = 0,0821 m m-1


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Vazo na linha lateral: QLL

= 3,45 . 10 = 34,5 m3 h-1 = 0,00958 m3 s-1

Dimetro da linha lateral: 0,00958 = 0,2788 . 130 . D2,63 . 0,08210,54

D = 0,073 m = 73 mm 75 mm = 3 (dimetro comercial adotado)

Deve-se adotar sempre um dimetro comercial acima e mais prximodo dimetro calculado.

Dimensionamento de Linhas Laterais em Aclive

No dimensionamento de linhas laterais em aclive (Figura 16), deve-se

considerar a variao na altura do terreno (z), do incio ao final da mesma,devendo esse valor ser subtrado da perda de carga permissvel (hf).

hf = (0,20 . PS) - z(14)

Em quez = variao na altura do incio ao final da linha (m).

Figura 16. Linha lateral em aclive.

A variao na altura do terreno pode ser determinada por:

z = (D . LLL

) 100(15)

Em queL

LL= comprimento da linha lateral (m);

D = desnvel do terreno (%).


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A perda de carga permissvel corrigida pode ser determinada pelaexpresso:

hf = [((0,20 . PS) - z) f](16)

A presso no incio da linha lateral, neste caso, fica assim expressa:

Pin = PS + 0,75 . hf + Aa + 0,5 . z(17)

Aplicao prtica: dimensionar o dimetro de uma linha lateral de aozincado, com 180 m de comprimento, instalada em um terreno com aclivede 2,5%. O aspersor escolhido ser instalado com um espaamento de 18

m x 24 m, dever trabalhar com uma presso de servio de 30 m.c.a. e teruma vazo de 3,45 m3 h-1.

Resoluo:

Como se trata das mesmas condies da aplicao prtica anterior, temosf = 0,402 e Q

LL= 0,009658 m3 s-1.

z = (2,5 . 180) 100 = 4,5 m

hf= [((0,20 . 30) - 4,5) 0,402] = 3,73 m

J = (3,73 180) = 0,0207 m m-1

0,00958 = 0,2788 . 130 . D2,63 . 0,02070,54

D = 0,0998 m = 99,80 mm 100 mm = 4 (dimetro comercial adotado)

Dimensionamento de Linhas Laterais em Declive

No dimensionamento de linhas laterais em declive (Figura 17), avariao na altura do terreno (z) deve ser somada ao valor da perda decarga permissvel (hf).

hf = (0,20 . PS) + z(18)


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Figura 17. Linha lateral em declive.

A perda de carga permissvel corrigida fica assim determinada:

hf= [((0,20 . Ps) + z)] f(19)

A presso no incio da linha lateral:

Pin = Ps + 0,75 . hf + Aa - 0,5 . z(20)

Aplicao prtica: dimensionar o dimetro de uma linha lateral de aozincado, com 180 m de comprimento, instalada em um terreno com declivede 2,5 %. O aspersor escolhido ser instalado com um espaamento de 18m x 24 m, dever trabalhar com uma presso de servio de 30 mca e teruma vazo de 3,45 m3 h-1.

Resoluo: tambm nesse caso temos f = 0,402 e QLL

= 0,009658 m3 s-1.

z = ((2,5 . 180) 100)) = 4,5 m

hf= [((0,20 . 30) + 4,5)] 0,402 = 26,12 m

J = (26,12 180) = 0,145 m m-1

0,00958 = 0,2788 . 130 . D2,63 . 0,1450,54



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1.7. LINHASDEDERIVAO

Seu dimensionamento baseado na conduo da mxima vazo epresso de gua, que vai abastecer as linhas laterais (Figura 18), levando em

considerao a posio mais desfavorvel (em geral a mais alta e distanteno terreno). A perda de carga mxima no deve ser maior do que 15% dapresso no incio da linha lateral ou 30% da capacidade de recalque dabomba.

Figura 18. Linha de derivao.

Dimensionamento das Linhas de Derivao

Para dimensionar o dimetro de uma linha de derivao deve-seprimeiramente verificar qual a vazo total que essa linha deve conduzirat as linhas laterais, sejam elas quantas forem e qualquer que seja seumanejo. A vazo da linha de derivao o somatrio das vazes das linhaslaterais.

O critrio tcnico utilizado para realizar o dimensionamento oseguinte: A perda de carga (hf) no trecho compreendido entre a primeira e a

ltima posio da linha lateral deve ser, no mximo, igual a 15% dapresso de servio (PS) dos aspersores.


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Aplicao prtica: dimensionar o dimetro de uma linha de derivao deao zincado com 288 m de comprimento, instalada em uma rea totalmente

plana, que conduz gua para uma linha lateral de ao zincado com 144 m decomprimento, que possui aspersores com vazo de 0,62 L s-1 e espaamento

de 18 m x 24 m e que devem operar a uma presso de servio de 30 m.c.a.

Resoluo:hf = 0,15 . 30 = 4,5 m

N =144 18 = 8 aspersores

QLL

= 8 . 0,62 L s-1 = 4,96 L s-1 = 0,00496 m3 s-1

J = (4,5 288) = 0,015625 m m-1

0,00496 = 0,2788 . 130 . D2,63 . 0,0156250,54


1.8. LINHA PRINCIPALELINHADERECALQUE

A funo da linha principal conduzir a gua (nas condies de

vazo e presso exigidas pelo sistema) para as linhas de derivao e, emreas menores, diretamente para as linhas laterais. As linhas de recalqueconduzem a gua do conjunto motobomba at as linhas principais, podendo,em alguns casos, serem ambas uma nica tubulao.

Dimensionamento da Linha Principal e Linha de Recalque

Tanto o dimetro da linha principal como o da linha de recalque podem ser dimensionados limitando-se a velocidade de escoamento degua na tubulao em torno de 1,5 m s-1 a 2,0 m s-1. A seguinte equao utilizada:

D = V))Q(.(1,2732 (21)


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Em queD = dimetro da tubulao (m);Q = vazo da linha (m3 s-1);V = velocidade da gua (m s-1).

Aplicao prtica: dimensionar o dimetro de uma linha principal quedeve conduzir uma vazo de 9,97 L s-1. A velocidade da gua no interior datubulao deve ser de 1,5 m s-1.

Resoluo:

9,97 L s-1 0,00997 m3 s-1

D = 1,5))0,00997(.(1,2732 = 0,092 m


Pode-se calcular agora a velocidade real com base no dimetrocomercial escolhido fazendo a conta inversa:

0,100 = ))V(0,00997.(1,2732 real Vreal

= 1,3 m s-1

1.9. DIMENSIONAMENTODELINHASCOMDOISDIMETROS

No dimensionamento pode-se optar em dividir uma linha em doistrechos (Figura 19), sendo o primeiro com um dimetro maior e o outrocom um dimetro menor do que foi dimensionado.

Figura 19. Linha dividida em dois trechos.

O comprimento total da linha ser dado por:

Ltotal

= L1 + L2(22)


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Em queL

total= comprimento total da linha (m);

L1 = comprimento do trecho 1 (maior dimetro) (m);L2 = comprimento do trecho 2 (menor dimetro) (m).

Os comprimentos dos trechos L2 e L1 so dados por:

L2 = [(hf - (L . J1)) (J2 - J1)](23)

L1 = Ltotal

- L2(24)

Em que

hf = perda de carga permissvel (m);J = perda de carga linear (m m-1).

A perda de carga linear (J) dada por:

J = 10,67 . D-4,87. (Q C)1,852(25)

Em que

Q = vazo da linha (m3

s-1

);D = dimetro interno da tubulao (m);C = coeficiente do tipo da parede do tubo (adimensional).

Aplicao prtica: dividir uma linha de derivao de ao zincado de 288m, que conduz uma vazo de 0,00516 m3 s-1 e cujo dimetro calculado foide 82 mm (o que corresponderia a um dimetro comercial de 100 mm), emdois trechos de dimetros diferentes. A presso de servio dos aspersores

das linhas laterais que ela alimenta de 30 m.c.a.

Resoluo: Ser utilizado um dimetro comercial abaixo do calculado(0,075 m) e outro acima (0,100 m).

J (menor dimetro): J2 = 10,67. 0,075-4,87. (0,00516 130)1,852 = 0,022668 m m-1

J (maior dimetro): J1 = 10,67. 0,100-4,87. (0,00516 130)1,852 = 0,005584 m m-1


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Perda de carga permissvel: hf = 0,15 x 30 = 4,5 m

L2 = [(4,5 - (288 . 0,005584)) (0,022668 - 0,005584)] = 169,27 m

L1 = 288 - 169,27 = 118,73 m

Quantidade de barras para cada dimetro:

L1 = 118,73 6 m = 19,8 20 (20 barras de 4)

L2 = 169,27 6 m = 28,2 28 (28 barras de 3)

Comprimento corrigido de cada trecho:

L1 = 20 m . 6 m = 120 m L2 = 28 m . 6 m = 168 m

Ltotal

= 120 m + 168 m = 288 m

1.10. LINHADESUCO

No projeto de uma linha de suco (Figura 20) adota-se, na prtica, um dimetro comercial acima do que foi dimensionado paraa linha principal. A linha de suco deve ter o menor comprimento e

altura possveis, e a velocidade da gua no deve ultrapassar 1,5 m s -1.

Figura 20. Tubulao de suco.


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Segundo Faria e Vieira (1982), a altura mxima de suco para queno haja cavitao pode ser determinada por:

hsmax

< Patrm

- (Pvapor

+ (0,051020 . V2) + hfs + hfr)(26)

Em quehs

max= altura mxima de suco da bomba (m);

Patrm

= presso atmosfrica em funo da altitude (m.c.a.);P

vapor= presso de vapor dgua em funo da temperatura (m.c.a.);

V = velocidade da gua na tubulao de suco (m s-1);hfs = perda de carga na linha de suco (m.c.a.);hfr = perda de carga no rotor da bomba (m.c.a.).

A presso atmosfrica em funo da altitude pode ser expressa atravsda seguinte equao, baseada em Bernardo (1982):

Patm

= 10,2788 - (Alt . 0,0011)(27)

Em queAlt = altitude do local (m).

A presso de vapor dgua em funo da temperatura dada pelaseguinte equao, baseada em Bernardo (1982):

Pvapor

= 0,0762 . 1,05844 . T(28)

Em queT = temperatura do local (C).

1.11. ASPECTOSGERAISDO DIMENSIONAMENTO

Para dimensionar um sistema de irrigao por asperso sonecessrios:

Planta plani-altimtrica da rea a ser irrigada (escala 1:1000 a 1:5000);

Ensaios de campo da velocidade de infiltrao de gua no solo;


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Dados climticos locais (velocidade do vento, evaporao, etc.);

Informaes sobre a cultura que ser instalada e sobre o solo;

Detalhamento da fonte dgua (vazo mnima, qualidade fsico-qumica da gua, etc.) alm de outros cuja importncia seja relevante

no projeto.

1.12. PERDASDEGUANA ASPERSO

O fator que causa as maiores perdas de gua nos sistemas de irrigaopor asperso a evaporao. Esta se d diretamente no jato de gua naatmosfera (Figura 21) e no acmulo de gua em superfcies aps a irrigao.Em locais que apresentem altas temperaturas, ventos e clima seco, aevaporao se evidencia, podendo comprometer seriamente a uniformidadede aplicao de gua. Fazer a irrigao em perodos noturnos pode ser umasoluo para evitar as condies que favorecem a evaporao.

Figura 21. Evaporao do jato de gua.


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Outro fator que leva perda de carga so os vazamentos de gua(Figura 22) em conexes e/ou engates de tubulaes que estejam danificadosou desgastados.

Figura 22. Vazamento de gua em sistema de irrigao.


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ASPERSO MECANIZADACaptulo 2

2.1. INTRODUO

Um sistema de asperso mecanizado tem por principais objetivosrealizar a irrigao em grandes reas (nas quais se tornaria invivel tcnicae economicamente a utilizao de sistemas convencionais), elevar aeficincia de aplicao de gua e diminuir os custos com mo-de-obra. Paraque ocorra a movimentao, o aspersor (ou o conjunto de aspersores) montado sobre um sistema mecnico dotado de rodas.

Os sistemas de irrigao mecanizados podem ser divididos em linhalateral mvel, piv central e autopropelido.

2.2. LINHA LATERAL MVEL

Este sistema composto por uma linha lateral (Figura 23) que sedesloca perpendicularmente fonte fornecedora de gua (que pode ser umatubulao com hidrantes ou um canal de gua).

Figura 23. Linha lateral mvel (Barra Irrigadora).


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Em geral, motores eltricos instalados nas torres de sustentaorealizam sua movimentao de maneira sincronizada, enquanto a gua aplicada.

2.3. PIV CENTRAL

O piv central um sistema de irrigao no qual uma linha lateralsuspensa por torres de sustentao dotadas de rodas e motores (Figura 24)gira em torno de um ponto central, que chamado de piv (Figura 25).

Figura 24. Rodas e motor de uma torre.


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Figura 25. Piv.

O piv a fonte fornecedora de gua e de energia eltrica. medida quese desloca, a linha lateral vai aspergindo a gua sobre a cultura (Figura 26).


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Figura 26. Linha lateral de um piv central.

Na maioria das vezes, na extremidade final da linha lateral do pivcentral existe um aspersor de grande porte do tipo canho, que permite umaumento na rea coberta pela irrigao. Como nessa extremidade o piv irrigauma rea muito maior que a inicial, necessrio que a aplicao de gua seja

crescente no sentido pivcanho para que seja uniforme em toda a rea.Tm-se ento basicamente duas opes para alcanar esse objetivo:

ou se utilizam aspersores com vazes diferentes e crescentes ao longo dalinha ou se altera o espaamento entre eles, de maneira que, quanto maisdistante do piv, menos espaados devero estar os aspersores.

Uma caracterstica marcante do piv central o fato de a rea irrigadaser circular, o que implica na no aplicao de gua nos cantos (Figura 27).Porm, j existe no mercado a opo de adquirir pivs que aplicam gua

nesses cantos por meio de tubulaes retrteis acionadas automaticamente.Atualmente algumas empresas fabricantes oferecem modelos que irrigamreas irregulares e que podem ser movidos de um local para outro,tracionados por tratores.

Segundo Bernardo (2005), no ano de 1952 foi desenvolvido o primeiropiv central no Colorado, Estado do Texas (EUA), mas apenas em 1961 oequipamento comeou a ser utilizado com regularidade. Em 1973, s nosEstados Unidos, oitocentos mil hectares eram irrigados por piv central.


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Figura 27. rea irrigada pelo piv.

Tambm segundo o mesmo autor, at 2005 existiam mais de quatromilhes de hectares irrigados por esse sistema. No Brasil, por volta deseiscentos e cinqenta mil hectares eram irrigados por esse mtodo.


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Figura 28. Painel de controle de um piv central Valley.

Modelos de Piv Central

Segundo Bernardo (2005), o sistema de piv central pode ser divididoem quatro modelos:

Piv central com difusores: o dimetro do bocal ou tamanho dodifusor (Figura 29) aumenta assim que o mesmo se afasta do piv.Por utilizar difusores em vez de aspersores, as gotas sero menores,devendo ento ser instalado o mais prximo possvel da cultura.


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Figura 29. Difusor.

Piv central com emissores de aplicao localizada: esses emissoresso semelhantes aos difusores, porm permitem o molhamento desubcopa, onde o alcance do jato menor e a taxa de aplicao maior.

Piv central com aspersores de tamanho varivel: o tamanho doaspersor aumenta conforme se afasta do piv.

Piv central com aspersores de tamanho mdio: os aspersores so

todos do mesmo tamanho, diferenciando-se apenas o tamanho dobocal. Quanto mais longe do piv, menor o espaamento entre osaspersores.

Canho

Canho um aspersor de grande porte que instalado na extremidadeda linha lateral do piv central e que tem como funo aumentar o tamanho

da rea irrigada (Figura 30). Ele pode possuir uma pequena motobombaacoplada cuja funo fornecer-lhe mais presso, permitindo assim ummaior raio de alcance. Com isso consegue-se uma maior rea irrigada,reduzindo o custo do piv central por hectare.

Porm, em reas de ventos fortes, poder ocorrer interferncia noalcance e na eficincia de aplicao de gua desse canho, devido deriva.


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Figura 30. Canho. (Fonte: http://www.generalirrigation.com/)

Caractersticas Hidrulicas do Piv Central

Vazo ao Longo da Linha Lateral (Qa-b

)

Pode-se determinar a vazo em qualquer ponto ao longo da linhalateral atravs da seguinte relao:Q

a-b= (2 . D2) + Dt

(29)

(2 . D1) + DtEm que

Qa-b = relao da vazo de um voA comparado vazo de um voB;D1 = distncia do piv at o primeiro vo estudado (m);D2 = distncia do primeiro vo at a primeira torre do segundo vo estudado(m);Dt = distncia entre torres (m).


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Figura 31. Esquema de um piv central.

Tempo de Irrigao (Tirrig

)

O tempo de irrigao (Tirrig

) pode ser determinado em um pontoqualquer do piv, conhecendo-se o dimetro de cobertura do aspersor nesselocal e o tempo gasto para a linha lateral dar uma volta completa (360):

Tirrig

= (9,56 . (nh . dc)) dp(30)

Em queT

irrig= tempo de irrigao (min);

nh = nmeros de horas para dar uma volta no piv;dc = dimetro de cobertura do aspersor no ponto (m);dp = distncia do piv at o ponto em estudo (m).


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Lmina Mdia de gua Aplicada pelo Piv Central (L)

Quanto maior for o tempo necessrio para o piv central dar um girocompleto, maior ser a lmina aplicada por ele. Essa lmina dada por:

L = (0,36 . Q . H . Ea) A(31)

Em queL = lmina mdia aplicada pelo piv central (mm);Q = vazo do piv central (L s-1);H = tempo para dar uma volta completa (h);A = rea total irrigada (ha);

Ea = eficincia de aplicao do piv (decimal).

Intensidade de Precipitao Mdia (Pmed) e Mxima (Pmax)

Pode-se determinar para cada ponto estudado as intensidades deprecipitao mdia e mxima pelas seguintes expresses:

Pmed = (0,2618 . Et . r) (Ea . d)(32)

Pmax = 1,27324 . Pmed(33)

Em quePmed = precipitao mdia (mm h-1);Pmax = precipitao mxima em cada ponto (mm h-1);Et = evapotranspirao (mm dia-1);Ea = eficincia (%);

r = raio (m);d = ao do ltimo aspersor (m).Vazo Requerida pelo Piv Central (Qr)

A vazo requerida pelo piv dada pela seguinte expresso:

Qr = 2,7778 . ((L . A) nh)(34)


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Em queQr = vazo requerida pelo piv (L s-1);L = lmina mdia aplicada por volta (mm volta-1);A = rea (ha);

nh = nmero de horas gastas por volta (h volta

-1

).Aplicao prtica: determinar a relao da vazo do vo 5 comparado vazo do vo 3 (Figura 31). O comprimento da linha lateral do piv de307,6 m, o comprimento do primeiro vo 62 m e dos demais vos de61,4 m.

Figura 32. Aplicao prtica: dimenses do piv central.

Resoluo:

D1 = 62 m + 61,4 m = 123,4 mD2 = 62 m + 61,4 m + 61,4 m + 61,4 m = 246,2 m

Dt = 61,4 m

Qa-b

= (2 . 246,2) + 61,4 = 1,8 vezes mais volume de gua(2 . 123,4) + 61,4


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Aplicao prtica: determinar o tempo de irrigao (Tirrig

) em um pontodo piv situado a do comprimento da lateral (a partir do centro) cujoaspersor tem um dimetro de cobertura de 22 m. O tempo necessrio parauma volta completa da lateral de 21 horas.

Resoluo:

nh = 21 hdc = 22 m

dp = 307,6 4 = 76,9 m

Tirrig

= (9,56 . (21 . 22)) 76,9 = 57,44 min

Aplicao prtica: determinar a lmina mdia aplicada por volta em um piv que possui uma vazo de 35 L s-1 e uma rea irrigada de 60 ha. Otempo para dar uma volta completa de 26 horas. A eficincia do piv de88%.

Resoluo:

Lr = 0,36 . ((35 . 26) 60) . 0,88 = 4,80 mm volta-1

Limitaes Topogrficas do Piv Central

recomendado que o sistema de piv central seja instalado em reascom declive inferior a 15%, para que no sejam afetadas a uniformidade e aeficincia de aplicao de gua. necessrio que, ao projetar um piv parareas com maior declividade, reduza-se o espaamento entre torres.

2.4. SISTEMADEAUTOPROPELIDO

O autopropelido um aspersor do tipo canho, montado sobreum sistema mecnico dotado de rodas. rebocado por um trator, auma determinada distncia, e depois recolhido por meio de um carretelenrolador acionado por um mecanismo hidrulico (Figura 33).O canho,ao ser recolhido pelo carretel, promove a irrigao de uma faixa da rea,sendo necessria a mudana de sua posio pelo operador para irrigar a rea


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adjacente. Em uma mesma rea pode haver um ou mais autopropelidos.

Figura 33. Carretel autopropelido.

Dimensionamento de um Sistema Autopropelido

Os critrios para o dimensionamento de um autopropelido aqui

apresentados so baseados na metodologia proposta por Scaloppi e Colombo(1995).

Vazo Aproximada Requerida por um Autopropelido (Q)

A vazo do autopropelido funo da rea total a ser irrigada, daevapotranspirao, do tempo de operao diria e da eficincia de aplicaode gua.

Q = (A . Et) (Ef . Top) (35)

Em queQ = vazo aproximada requerida (m3 s-1);A = rea total a ser irrigada (m);Et = evapotranspirao para o dimensionamento (m dia-1);Ef = eficincia de aplicao desejada, em decimal;Top = tempo de operao diria (h dia-1).


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Escolha do Aspersor

A escolha do aspersor baseada em catlogos tcnicos que deveminformar, entre outras especificaes, o dimetro dos bocais, a presso de

trabalho, a vazo, o alcance, o tipo de bocal e o ngulo de operao.

Largura das Faixas Irrigadas (LF)

Deve-se levar em considerao a velocidade mdia do vento na reaem que se pretende irrigar com o autopropelido.

LF

= 1,6 . R . (1 - 0,02 . Vm)(36)

Em queL

F= largura da faixa irrigada (m);

R = alcance do jato do aspersor (m);Vm = velocidade mdia do vento (km h-1).

Comprimento das Faixas Irrigadas (W)

W = 2 . C + R . ( 270) (37)

Em queW = comprimento da faixa irrigada (m);C = comprimento da mangueira (m);R = alcance do jato do aspersor (m); = ngulo de operao do aspersor (graus).

Deve-se verificar, no catlogo do fabricante, qual o comprimentomximo recomendado para a mangueira (tubo flexvel). Tambm necessrio considerar em que local da rea esto instalados os hidrantes.

Comprimento Total da rea (CT)

CT

= A W(38)


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Em queC

T= comprimento total da rea (m);

A = rea total a ser irrigada (m);W = comprimento da faixa irrigada (m).

Nmero de Faixas Irrigadas (NF)

NF

= CTL

F (39)

Em queN

F= nmero de faixas irrigadas;

CT

= comprimento total da rea (m);L

F

= largura da faixa irrigada (m).

Intensidade de Precipitao Mdia (Imed) e Mxima (Imax)

Imed = Qa ( . R2)(40)

Imax = 1,2732 . Imed(41)

Em que

Imed = intensidade de precipitao mdia (m h-1);Imax = intensidade de precipitao mxima (m h-1);Qa = vazo do aspersor (m3 h-1);R = alcance do jato do aspersor (m).

Tempo de Deslocamento por Faixa (TD)

Pode-se determinar o tempo de deslocamento por faixa (TD) pela

seguinte equao:

TD

= (2 . C) VD (42)

Em queT

D= tempo de deslocamento por faixa (h);

C = comprimento da mangueira (m);V

D= velocidade de deslocamento do autopropelido (m h-1).


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Lmina Aplicada por Faixa (Z)

Z = (Qa . TD

. Ef) ( LF

. W )(43)

Em queZ = lmina aplicada por faixa (m);Qa = vazo do aspersor (m3 h-1);T

D= tempo de deslocamento por faixa (h);

Ef = eficincia de aplicao desejada (decimal);L

F= largura da faixa irrigada (m);

W = comprimento da faixa irrigada (m).

Turno de Irrigao (TI)

TI= Z Et

(44)

Em queT

I= turno de irrigao (dias);

Z = lmina aplicada por faixa (m);Et = evapotranspirao para o dimensionamento (m dia-1).

Aplicao prtica: dimensionar um sistema de irrigao mecanizada porautopropelido que ir irrigar uma rea de aproximadamente 25 ha, comtopografia relativamente plana. A velocidade do vento predominantena regio de 2,5 m s-1, e a eficincia de aplicao de gua do sistema de 70%. Inicialmente a jornada de trabalho diria ser de 12 horas. Aevapotranspirao potencial de 5,0 mm dia-1.

Resoluo:

Vazo requerida: Q = (250000 . 0,005) (0,70 . 12) = 148,81 m3 h-1

Seleo do aspersor: Para a seleo, utilizaremos as informaes docatlogo de um fabricante, apresentadas no Quadro 3.


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Modelo Vazo (m 3/h) Alcance (m) Presso de servio (kgf/cm 2)

ASP-I

158,93 72,5 7,0

153,08 71,0 6,5

146,99 69,0 6,0

140,65 67,5 5,5

ASP-II

143,33 69,5 7,0

138,05 68,5 6,5

132,56 67,0 6,0

126,83 65,5 5,5

Os aspersores so do tipo setorial ( = 330);O comprimento da mangueira de 200 m;

A velocidade de deslocamento regulvel e varia de 40 a 90 m h -1.

Quadro 3. Informaes do catlogo de um fabricante.

1. Escolha: aspersor ASP-I com vazo de 146,99 m3 h-1 (por ser a maisprxima da vazo requerida total aproximada), alcance de 69 m e pressode servio de 6 kgf cm-2.

Clculo da largura da faixa irrigada: LF

= 1,6 . 69 . (1-0,02 . 9,0) = 91 m

Comprimento da faixa irrigada:W = 2 . 200 + 69 . (330 270) = 484 m

Comprimento total da rea: CT

= 250000 484 = 516, 5 517 m

Nmero de faixas irrigadas: NF

= 517 91 = 5,7 faixas

Se optarmos por trabalhar com cinco ou seis faixas, necessriofazer o clculo do tamanho da rea irrigada para cada caso e verificar qualse aproxima mais do tamanho da rea original (no caso, 25 ha):

5 faixas (NF

. LF

. W) 10.000 = (5 . 91 . 484) 10.000 = 22 ha

6 faixas (NF

. LF

. W) 10.000 = (6 . 91 . 484) 10.000 = 26,4 ha

Como nos dois casos acima o tamanho da rea irrigada difere bastanteda original, deve-se alterar a largura e o espaamento das faixas escolhendooutro aspersor no catlogo ou alterando suas caractersticas operacionais.


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2. Escolha: aspersor ASP-I com vazo de 140,65 m3 h-1, alcance de 67,5 me presso de servio de 5,5 kgf cm-2.

Deve-se notar que nesse caso o aspersor do mesmo modelo doanterior, porm, como a presso de servio menor, ocorre uma alterao

significativa na vazo e no alcance do mesmo.

LF

= 1,6 . 67,5 . (1-0,02 . 9,0) = 89 m

W = 2 . 200 + 67,5 . (330 270) = 483 m

CT

= 250000 483 = 517,6 518 m

NF = 518 89 = 5,8 faixas

5 faixas ( NF

. LF

. W ) 10.000 = ( 5 . 89 . 483 ) 10.000 = 21,5 ha

6 faixas ( NF

. LF

. W ) 10.000 = ( 6 . 89 . 483 ) 10.000 = 25,8 ha

Se adotarmos o uso de seis faixas, o tamanho da rea irrigada ficarbastante prximo da original. Poderia ser realizada uma nova escolha de

aspersor ou alteradas novamente suas caractersticas operacionais (casohaja esta possibilidade no catlogo), se a rea no permitisse variaes emsuas dimenses.

Intensidade de precipitao mdia (Imed) e mxima (Imax):

Imed = 140,65 (3,1416 . 67,52) = 0,00983 m h-1 = 9,83 mm h-1

Imax = 1,2732 .0,00983 = 0,01252 m h-1 = 12,52 mm h-1

De acordo com o catlogo, a velocidade de deslocamento (VD) do

autopropelido regulvel e varia de 40 a 90 m h-1, e o comprimento damangueira (C) de 200 m. Desde que no centro da rea fique instalada atubulao principal com os hidrantes (Figura 34), esse comprimento demangueira permite que o autopropelido se desloque em uma faixa de 400 m.


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Tempo de deslocamento por faixa: usando a velocidade mnima doautopropelido (40 m h-1) temos,

TD

= 2 . 200 40 = 10 horas

Como a jornada de trabalho proposta inicialmente de 12 horas pordia, pode-se regular a velocidade de deslocamento do autopropelido paraque ele trabalhe em duas faixas por dia, sendo 6 horas em cada uma:

6 = 2 . 200 VD

VD

= 400 6 = 66,7 m h-1

Nesse caso regula-se a velocidade do autopropelido o mais prximo

possvel da calculada.

Figura 34. Faixa irrigada.


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Lmina aplicada por faixa:

Z = 140,65 . 6,67 . 0,70 (89 . 483) = 0,0153 m = 15,3 mm

Turno de irrigao:

TI= 0,0153 0,005 = 3,01 = 3 dias

Figura 35. Autopropelido.


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Figura 36. Autopropelido. (Fonte: www.clemson.edu/irrig/Equip/Trav.htm)


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PARMETROSDE PROJETOSDE ASPERSO

Captulo 3

3.1. INTRODUO

A definio de certos parmetros envolvidos num projeto permiteestipular a condio adequada de manejo e controle da irrigao, garantindoassim o sucesso da operao. Nesses parmetros esto envolvidos itens comoo tipo de cultura, as caractersticas do solo, seu estado e disponibilidade degua, as caractersticas do clima, as caractersticas tcnicas do aspersor, etc.

De posse dessas informaes e processando-as da maneira adequadapodem-se determinar fatores importantes que so a quantidade de gua aaplicar, o tempo gasto na irrigao, o intervalo entre irrigaes consecutivas,o tempo de funcionamento do sistema, o nmero de sees irrigadasconsecutivamente, o nmero de sees irrigadas por intervalo de tempo, avazo necessria ao sistema, etc.

3.2. A CULTURA

Um dos primeiros procedimentos a definio, obviamente, da

cultura a ser irrigada (Figura 37). Deve-se procurar conhecer suas principaiscaractersticas, desde a fisiologia at as necessidades nutricionais. Isso degrande valia na realizao do projeto para fazer o clculo, por exemplo, daquantidade ideal de gua a ser aplicada.

Figura 37. Cultura do feijo irrigado em estgio inicial.


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Algumas culturas so mais tolerantes ausncia de gua em perodos maiores. Outras no devem ser irrigadas em uma determinadapoca visando um melhor desenvolvimento. Em alguns casos a irrigao necessria apenas como forma suplementar. O importante ter em mos o

maior nmero possvel de informaes relevantes sobre a cultura que serirrigada.

Um projeto deve ser totalmente direcionado para a cultura e o localescolhidos, e paras todas as condies perifricas que o envolvem. No se

pode projetar um sistema de irrigao para uma cultura em um ano e, noseguinte, mudar para outra sem alterar suas caractersticas iniciais.

3.3. O SOLO

Para escolher o modelo do aspersor a ser utilizado e o espaamentoentre aspersores e entre linhas laterais (no caso da asperso convencional)ou a lmina a ser aplicada por volta (no caso do piv central), deve-seconhecer a velocidade de infiltrao bsica de gua do solo da rea ondeser instalada a irrigao (Figura 38), para que no ocorram perdas porescoamento superficial ou percolao profunda. Isso acontecer sempreque o sistema de irrigao aplicar um volume maior de gua que o soloconsegue absorver.

Figura 38. Solo da rea que ser irrigada.


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Tambm de fundamental importncia a determinao dascaractersticas fsico-hdricas do solo para estimar o movimento da guaem seu interior.

3.4. O CLIMA

Ao realizar um projeto de irrigao em uma determinada rea,deve-se fazer o levantamento do maior nmero de informaes dascaractersticas climticas do local. Temperaturas mximas e mnimas,freqncia, intensidade e durao das precipitaes e, principalmente nocaso da asperso, direo, velocidade e freqncia do vento.

3.5. A TOPOGRAFIADA REA

Dos sistemas de irrigao por asperso anteriormente citados, so osmecanizados, em especial o piv central, que maior limitao apresentam emrelao topografia (Figura 39). Por isso necessrio, antes de tudo, disporde um mapa plani-altimtrico detalhado do local que se pretende irrigar.

Figura 39. Topografia da rea.

3.6. A FONTEDEGUA

Apesar de raramente ser realizado pela maior parte dos projetistas,um exame laboratorial dos parmetros fsicos, qumicos e microbiolgicos


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da gua a ser utilizada na irrigao de extrema importncia.

Anlises microbiolgicas so importantes quando se pretendeirrigar culturas que sero consumidas in natura. O funcionamento e adurabilidade dos equipamentos podem ser bastante alterados pela qualidade

fsico-qumica da gua. O solo tambm pode ter suas caractersticas afetadaspela gua de irrigao.

Figura 40. Rio Apor, Mato Grosso do Sul.

3.7. CARACTERSTICASTCNICASDOSEQUIPAMENTOS

Escolher equipamentos de boa procedncia, que tenham sidosubmetidos pelos seus fabricantes a rigorosos ensaios de qualidade eresistncia e que apresentem o maior nmero de informaes tcnicas(Quadro 4), a garantia de que dispe o projetista para evitar futuros

problemas em seu funcionamento.

Quadro 4. Informaes tcnicas do catlogo da Agropolo.


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MANEJODA IRRIGAOPORASPERSO

Captulo 4

4.1. INTRODUO

Para que um sistema de irrigao funcione de maneira eficiente euniforme, seja ele por asperso, localizada ou de superfcie, deve-se realizaro manejo correto da quantidade e da freqncia de aplicao de gua, paraque no haja excesso ou deficincia hdrica no solo e na cultura.

Existem vrios mtodos e equipamentos para o manejo da irrigao,

sendo que a escolha mais adequada a cada caso cabe ao projetista em conjuntocom o irrigante, e depender de diversos fatores. Sero apresentados aquialguns mtodos mais prticos que no necessitam de equipamentos de customuito elevado.

4.2. MANEJODA IRRIGAO ATRAVSDETENSIMETROS

Pode-se monitorar o teor de gua no solo atravs dos tensimetros

(Figura 42), que indicam o potencial mtrico de gua no solo e indiretamentea porcentagem de gua presente no mesmo.

Figura 41. Tensimetro com vacumetro acoplado.


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Os tensimetros devem ser instalados em funo da profundidadeefetiva do sistema radicular da cultura em diversos pontos representativosda rea irrigada. Seu princpio de funcionamento se baseia na troca da guaque existe no seu interior (colocada previamente) com o solo, por meio de

uma cpsula cermica porosa.Quando o solo apresentar baixa umidade, haver a suco da gua

que est no tensimetro, gerando dentro do aparelho um vcuo cujagrandeza ficar indicada momentaneamente em um vacumetro ou em umacoluna de mercrio. Ao atingir um valor pr-estabelecido, deve-se procedera irrigao da rea.

Aps o solo ser restitudo de sua umidade ideal ou entrar em capacidadede campo, inicia-se um processo inverso ao descrito anteriormente, ou seja, o

tensimetro succionar a gua do solo, diminuindo o vcuo em seu interior.Apesar de ser um aparelho bastante prtico, o tensimetro apresenta

algumas limitaes tcnicas. Uma delas o fato de funcionar bem, at umvalor de 0,8 atmosferas, que, se ultrapassado, acarretar na entrada de ar noaparelho, deixando-o inoperante. Por isso mais aconselhvel utilizar ostensimetros em solos mais arenosos em vez de argilosos, que podem retergua em quantidade significante acima de 0,8 atmosferas.

Outra limitao o atraso real que ocorre entre a leitura registrada noaparelho e a variao de umidade do solo, que pode ser da ordem de algumashoras podendo chegar a dias. Por isso importe fazer o procedimentode incio ou suspenso da irrigao considerando esse fator, procurandocalibrar o tensimetro para as condies locais.

Instalao

Com o auxlio de um trado, com dimetro semelhante ao dotensimetro, abre-se um buraco no local e na profundidade escolhidos

para inseri-lo. necessrio assegurar que toda a cpsula porosa ficar emcontato com o solo no fundo do buraco. Para que isso ocorra, coloca-se nomomento da instalao do aparelho um pouco de terra solta no buraco.

Recomenda-se instalar o tensimetro no solo quando estiver nacapacidade de campo. Meia hora aps a instalao, o aparelho j tercondies de fornecer leituras da tenso da gua no solo.


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Componentes de um Tensimetro

Um tensimetro composto basicamente por um tubo de PVCbranco, uma cpsula porosa de cermica e uma tampa hermtica. Se for

do tipo mercrio, ainda possuir o espaguete, a cuba com mercrio e umsuporte graduado (Figura 43 A).

Se for com vacumetro acoplado, possuir um dispositivo de mesmonome, cuja funo indicar o valor de tenso de gua no solo (Figura 43 B).

Figura 43. Tensimetro de mercrio e de vacumetro.

Como Operar os Tensimetros

Segundo Silveira e Stone (2001), em um tensimetro com vacumetroacoplado, a tenso de gua do solo calculada pela equao:

T = 0,01 . (L - 0,098 . h)(45)

Em queT = tenso de gua no solo (kPa);L = leitura do vacumetro (kPa);h

= altura da coluna dgua dentro do tensimetro (cm).

Em um tensimetro de mercrio necessrio conhecer algunsparmetros (Figura 44) e realizar um clculo, utilizando a seguinte expresso:

T = 0,001 . (12,6. h2

- h1)

(46)


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Em queT = tenso de gua no solo (kPa);h

2= altura da coluna de mercrio a partir da cuba (cm);

h1= distncia da cuba at a cpsula porosa (cm).

Figura 43. Tensimetro de mercrio.

Ambos os tensimetros, de mercrio e de vacumetro, fornecem osvalores de tenso de gua no solo, e no o valor da umidade. Para saber qualo valor percentual de gua presente no solo em um determinado momento necessrio a obteno de uma curva de reteno de gua do solo.

Essa curva obtida atravs de ensaios em amostras de soloindeformadas, coletadas na rea em que se pretende realizar o manejo dairrigao, em diversas profundidades. Essas amostras so saturadas emlaboratrio e colocadas em cmaras especiais (chamadas de extratores deRichards), onde so submetidas a valores de presso pr-estabelecidos porum determinado perodo de tempo.


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Durante esse tempo, a gua contida na amostra de solo comea aser extrada at que a tenso na mesma atinja um valor de equilbrio coma presso exercida, s que com sinal contrrio. Nesse momento a tensode gua no solo numericamente igual ao valor da presso exercida.

Determina-se ento a porcentagem de gua presente na amostra.Devem ser coletadas vrias amostras indeformadas de solo em uma

mesma profundidade, que sero submetidas a diferentes valores de presso,fornecendo assim vrios pontos que permitem traar o grfico da curva dereteno para aquela profundidade. importante tambm traar mais deuma curva de reteno, uma para cada faixa de profundidade do solo, como apresentado na Figura 45.

Figura 44. Curvas de reteno para cada faixa de profundidade do solo.

Recomenda-se instalar os tensimetros em vrios pontos da reairrigada e trabalhar com a mdia dos valores observados. Esse procedimentoevita eventuais erros, podendo-se descartar leituras muito diferentes damdia.

Os tensimetros devem ser instalados a da profundidade do sistemaradicular da cultura que ser irrigada. Atualmente vrias culturas possuemdeterminadas as faixas de tenso de gua no solo em que se deve iniciar oususpender as irrigaes, devendo ento o irrigante conhecer esses valores


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e realizar a verificao diria das leituras dos tensimetros. Por exemplo,para a determinada hortalia, a irrigao deve ser iniciada quando a leiturado aparelho indicar 40 kPa.

Pode-se optar tambm por instal-los aos pares: a e a da

profundidade do sistema radicular da planta. O procedimento para o incioou suspenso da irrigao bastante semelhante ao anterior. Neste caso,porm, a irrigao ser iniciada quando o que estiver a da profundidadeindicar a tenso correspondente a tal procedimento. A irrigao dever sersuspensa quando o tensimetro instalado a da profundidade das razes dacultura comear alterar a sua leitura.

Deve-se verificar tambm se no ocorreu entrada de ar no aparelho, oque pode ser indicado pela paralisao do seu funcionamento. Nesse caso,

retira-se a tampa hermtica e completa-se o aparelho com gua destilada ata sada de eventuais bolhas de ar, fechando-o novamente.

4.3. MANEJODA IRRIGAOPOR PESAGEMDEAMOSTRASDESOLO

Esse mtodo de manejo consiste na verificao da umidade do soloatravs de amostras retiradas na rea de cultivo. Com base nessa informaorealiza-se ou no a irrigao.

Coleta-se uma amostra inicial representativa de solo do local que sepretende irrigar. Essa amostra levada para um laboratrio e seca em estufaa 105 C, durante aproximadamente 24 horas. So colocadas 100 gramas daamostra seca em um balo volumtrico de 500 mL (Figura 46).

Figura 45. Amostra de solo e balo volumtrico de 500 ml.


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Em seguida, o balo volumtrico completado com gua (at amarca de 500 ml) e pesado em balana de preciso (Figura 47). O P1(peso padro) obtido em gramas o somatrio dos pesos do prprio balovolumtrico vazio, do solo seco em estufa e da gua que foi adicionada

para completar 500 mL.Para saber em qualquer momento qual o valor da umidade do solodeve-se coletar uma nova amostra, colocar em um recipiente fechado e levarao laboratrio. Ento coloca-se 100 gramas desse solo ainda mido no balovolumtrico vazio, completa-se novamente com gua at a marca de 500 mle realiza-se uma nova pesagem, obtendo-se o P2 (peso atual) em gramas.

Figura 46. Balo volumtrico com 100 gramas de solo antes (A) e depois (B) de se colocar gua.

O peso P2 o somatrio dos pesos do prprio balo volumtrico

vazio, do solo mido e da gua que foi adicionada para completar 500 ml.Determina-se ento o peso da umidade do solo utilizando-se a seguinteequao:

Umidade do solo (peso) = (P1 - P2) . (ds (ds - 1))(47)


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Em queds = densidade real do solo (2,65 gr cm-3).

O valor do peso da umidade do solo pode ser apresentado tambmem porcentagem utilizando-se a seguinte expresso:

Umidade do solo (%) = (100 . Upeso

) (100 - Upeso

)(48)

4.4. MANEJODA IRRIGAOPOR EVAPOTRANSPIRAO

O manejo da irrigao por meio de um tanque evapormetro ClasseA (Figura 48) pode ser realizado das seguintes maneiras:

Figura 47. Tanque evapormetro Classe A.

a) Fixando-se um turno de rega:

TR = LL ETm(49)

Em queTR = intervalo entre irrigaes consecutivas (dias);LL = lmina lquida (mm);ETm = evapotranspirao mxima (mm dia-1).

LL = AD . f(50)


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Em queAD = gua disponvel no solo (cm3 cm-3);f = frao de gua que pode ser extrada do solo (decimal).

AD = 0,1 . (CC - PMP) . dg . z (51)Em queCC = capacidade de campo (%);PMP = ponto de murcha permanente (%);dg = densidade global (g cm-3);z = profundidade do sistema radicular (cm).

Os valores de capacidade de campo (CC) e ponto de murcha

permanente (PMP) podem ser obtidos com a curva de reteno de gua dosolo, nas tenses de 0,1 atm e 15 atm.

b) Fixando-se um valor para a lmina dgua:

LL = AD . f(52)

O valor da lmina lquida (mm) ser igual ao da evapotranspirao

mxima (mm dia-1

). A irrigao ser realizada quando a evapotranspiraoacumulada atingir esse valor.c) Realizando-se a medio do consumo de gua:

Hi ETc + P + I = S(53)

Em queHi = lmina hdrica a ser aplicada (mm);

ET = evapotranspirao da cultura (mm);P = precipitao (mm);I = irrigao (mm);S = saldo de umidade retirada do solo (mm).

A irrigao ter incio quando o saldo de umidade se aproximar dezero.


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INVESTIGAES BSICASDE CAMPO

Captulo 5

5.1. INTRODUO

Antes de iniciar um projeto de irrigao necessria a determinao dealguns parmetros bsicos para os clculos do projeto, alm das tradicionaisanlises fsico-qumicas do solo, e, depois de instalado o sistema, precisorealizar periodicamente reavaliaes de campo, para garantir a uniformidadee eficincia da irrigao.

5.2. DETERMINAODA VAZODEUMCURSO DGUA

No dimensionamento de um sistema de irrigao, seja ele qual for, necessrio primeiramente determinar a quantidade de gua disponvel parao projeto. Esta poder ser oriunda de um poo, reservatrio, canal ou cursodgua natural.

No caso dos poos, no momento de sua perfurao, geralmente

so realizados testes de bombeamento que determinam sua vazo. Emreservatrios, a capacidade de armazenamento facilmente determinadacom base nas suas dimenses, restando saber qual a sua capacidade dereposio.

Em canais e em cursos dgua pode-se realizar um ensaio relativamentesimples para a determinao da vazo.

Realizao do Ensaio

Deve-se escolher no curso dgua um local mais prximo possvel

de onde ser instalada a tubulao de suco, e que apresente um trechoretilneo com pelo menos 10 m de comprimento (Figura 49). So realizadasduas determinaes nesse ensaio: a velocidade mdia da gua e a dimensoda rea da seo transversal de escoamento.

Os materiais necessrios para o ensaio so: uma garrafa PET de 500


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mL com tampa (que ser o flutuador), uma trena, um rolo de barbante grosso(ou duas cordas), um cronmetro, uma vara de bambu ou de madeira, quatroestacas, fita crepe, marreta e material para anotao.

Figura 48. Local onde ser realizada a determinao da vazo curso dgua.

Determinao da Velocidade Mdia da gua

Primeiramente se deve demarcar no curso dgua um trecho de 10 mde comprimento, prendendo-se o barbante ou a corda em estacas fixadas em

ambas as margens, no incio e no final do trecho avaliado (Figura 50).

Figura 49. Demarcao do trecho a ser avaliado.


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Solta-se ento o flutuador (a garrafa PET de 500 mL tampada, comum pouco de terra e gua em seu interior) bem no meio do curso dgua, aum ou dois metros do incio do trecho demarcado. Assim que o flutuador

passar pela primeira corda, aciona-se o cronmetro e, quando passar pela

segunda, desliga-se o mesmo, marcando o tempo gasto para percorrer os10m (Figura 51).

Figura 50. Flutuador percorrendo o trecho de 10 m.

A terra misturada com gua que colocada no interior da garrafa PETpermite que ela permanea na posio vertical, com aproximadamente 50%do seu volume dentro da gua (Figura 52).

Figura 51. Forma correta (A) e forma incorreta (B).


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Deve-se repetir o procedimento pelo menos cinco vezes, sempreda mesma maneira e fazendo com que o flutuador faa sempre o mesmo

percurso. Calcula-se ento a mdia das leituras de tempo e obtm-se avelocidade em metros por segundo. A velocidade encontrada ainda no

a mdia, mas a da superfcie. Para obter a velocidade mdia deve-semultiplicar o valor por 0,85.

Velocidade mdia (m s-1) = velocidade na superfcie (m s-1) x 0,85(54)

Determinao da rea da Seo Transversal

Para determinar a rea da seo transversal de escoamento necessriaa utilizao de uma vara de qualquer material, cujo comprimento depender

da profundidade do curso dgua.Aproveitando a corda colocada no final do percurso onde se

determinou a velocidade mdia da gua, divide-se a mesma (que deve estarcolocada prxima a superfcie da gua) com auxlio de um barbante ouuma fita adesiva em vrios pequenos segmentos eqidistantes, conforme apresentado na Figura 53.

Figura 52. rea da seo transversal.

Em cada ponto de encontro entre um segmento e outro deve-se inserira vara e medir a distncia do nvel da gua nesse ponto at o fundo do rio(profundidade). Com esses valores determinados possvel o clculo de


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pequenas subreas que, somadas, iro compor a rea total da seo. Cadasubrea calculada pela seguinte equao:

A = ((Pa + Pp) 2) . d(55)

Em queA = rea (m);Pa = profundidade anterior (m);Pp = profundidade posterior (m);d = comprimento do segmento (m), que dever ser igual para todas assubreas.

A rea da seo transversal do curso dgua (AT), em metrosquadrados, dada pelo somatrio de todas as subreas:

AT = A1 + A2 + A3 + ... + An(56)

Determinao da Vazo

Com o valor da velocidade em metros por segundo e o da seotransversal em metros quadros, determina-se a vazo utilizando a seguinteequao:

Q = A . V(57)

Em queQ = vazo do curso dgua (m3 s-1);A = rea da seo transversal (m);V = velocidade mdia da gua (m s-1).

5.3. TESTEDEINFILTRAODEGUANO SOLO

Este um ensaio que visa determinar a velocidade de infiltrao bsica(VIB), que fundamental na escolha do aspersor. Utiliza-se um aparelho

bastante simples, o infiltrmetro de anis concntricos (Figura 53).

Esse aparelho composto por um anel menor com dimetro de 25cm e altura de 30 cm e um anel maior com dimetro de 50 cm e mesmaaltura do anterior. Podem ser confeccionados em serralherias, tomando-se ocuidado de utilizar chapas metlicas resistentes. Deve-se fazer um corte em


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forma de bisel na parte inferior e colocar alas na parte superior, conformea Figura 53, para facilitar sua penetrao e retirada no solo.

Nesse ensaio cravam-se os dois anis (concentricamente) comauxlio de uma marreta, na rea em que se deseja determinar a VIB, ambos

na profundidade de 15 cm. Um pedao de madeira pode ser utilizado paraproteger as bordas dos anis do impacto da marreta. O solo deve estar limpode cobertura vegetal (Figura 54).

Figura 53. Infiltrmetro de anis concntricos.

Figura 54. Ensaio de infiltrao de gua utilizando os anis concntricos.


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Aps colocados, os anis so cheios com gua e deixados no localescolhido por pelo menos 24 horas antes do incio do teste. Essa saturaocom gua necessria para o rearranjamento das partculas do solo revolvidono preparo do local e pela prpria instalao.

Realizao do Ensaio

Coloca-se a gua simultaneamente em ambos os anis de modoque o nvel da gua no anel interno fique a 5 cm da borda. Nesse instante realizada a primeira leitura, com auxlio de uma rgua, e disparadoo cronmetro. No se deve permitir que a variao do nvel da gua nointerior do anel de tamanho menor seja superior a 2 cm.

Caso o solo apresente uma rpida infiltrao (solos muito permeveis),o tempo entre leituras ser determinado pela variao do nvel da gua.Caso contrrio, os tempos de leituras sero pr-determinados conforme a

planilha de campo (Quadro 5). Sempre que for realizada a reposio degua deve-se anotar a leitura da rgua antes e depois da reposio.

Tempo (min) Leitura (mm)05

10152030456090120

Quadro 5. Planilha de campo.

Aps a realizao do ensaio de campo, iniciam-se os clculos deescritrio na planilha de escritrio I (Quadro 6).


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Rgua Infiltrao

Tempo (T)

(min)

Intervalo

(min)

Leitura (cm) Diferena(cm)

I(mm)

VI(mm/h)normal abastecimento

0 0

5 510 515 520 530 1045 1560 1590 30

120 30

Quadro 6. Planilha de escritrio I.

Na coluna normal so anotados os valores medidos na rguanos intervalos de tempo em minutos. Quando o nvel da gua dentro doanel menor baixar e chegar prximo da variao permitida, realiza-se oreabastecimento de gua nos anis, at o valor mximo de 5 cm da borda,sendo ento esse novo valor marcado na coluna abastecimento.

As demais colunas so calculadas da seguinte maneira: Diferena: diferena entre valores de leitura. Intervalo: diferena de tempo entre leituras. (Ex: entre o tempo de 30

minutos e 45 minutos, o intervalo de 15 minutos.) Infiltrao (I): soma dos valores de diferena. Velocidade de infiltrao (VI): diferena (intervalo 60)

Deve-se ento traar os grficos de velocidade de infiltrao e

infiltrao acumulada.

Determinao da Equao da Infiltrao Acumulada

A equao da infiltrao acumulada dada pela seguinte expressogeral:

I = C . T n (mm)(58)


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Em queI = infiltrao acumulada (mm);C = constante que depende do solo;T = tempo de infiltrao (min);

n = constante que depende do solo (varia de 0 a 1).Para determinar as constantes C e n deve-se aplicar logaritmo na

equao 59, transformando-a numa equao de uma reta:

Log(I) =Log(C) + n .Log(T)(59)

A equao obtida por regresso linear atravs de processo analticoem que:

(LogI = Y) = (LogC = A) + (n = B) . (LogT = X)(60)

Resultando em:

Y = A + B . X(61)

(que a equao de uma reta)

Os valores de X e Y so obtidos na planilha de escritrio II (Quadro 7).

N(pares)

Tempo (T)min

Imm

X(log T)

Y(log I) X * Y X2

1 52 103 15

4 205 306 457 608 909 120

Quadro 7. Planilha de escritrio II.


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Devem ser tambm calculados:

O somatrio dos valores de X (X) e a mdia dos valores de X(Xmed);

O somatrio dos valores de Y (Y) e a mdia dos valores de Y

(Ymed); O somatrio dos valores de X multiplicado por Y (XY); O somatrio dos valores de X elevado ao quadrado (X2).

Os valores de B (n), A e C podem ser calculados utilizando osresultados do Quadro 6.

(XY) - X . Y

B = N _ (62)X2 - (X) 2

N

Em queN = nmero de pares de X e Y.

A = Ymed - B . Xmed(63)

C = 10 A(64)

A infiltrao acumulada ser dada pela equao 59.

Determinao da Velocidade de Infiltrao Bsica

A velocidade de infiltrao bsica (VIB) a velocidade de infiltrao

em um solo no momento que a variao da mesma em relao ao tempo muito pequena (a velocidade de infiltrao permanece quase constante).

VIB = mm h-1(65)

Segundo Mantovani et al. (2006), a velocidade de infiltrao bsica(VIB) pode ser assim classificada:


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VIB > 30 mm h-1: muito alta VIB entre 15 e 30 mm h-1: alta VIB entre 5 a 15 mm h-1: mdia VIB < 5 mm h-1: baixa

Aplicao prtica: realizou-se um ensaio de infiltrao em uma reacujo solo est classificado como Neossolo Quartzarnico. Os resultadosdas leituras de infiltrao versus tempo esto apresentados na planilha decampo (Quadro 8). Determine a velocidade de infiltrao bsica (VIB) e aequao da infiltrao acumulada.

Tempo

(min)

Leitura (mm)

normal abastecimento0 130,05 116,0 130,010 119,015 112,0 130,020 125,030 112,0 130,045 111,0 130,060 112,0 130,075 110,0 130,0

90 110,0 130,0105 111,0 130,0120 110,0 130,0135 110,0 130,0150 110,0 130,0165 110,0 130,0180 111,0

Quadro 8.Leituras de infiltrao versus tempo.

Resoluo:

De posse dos dados de campo, realizam-se os clculos na planilha deescritrio I (Quadro 9).


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Tempo(min)

Intervalo(min)

Rgua Infiltraoleitura (mm) diferena I VI

normal abastecimento (mm) (mm) (mm h-1)0 0 130,0 05 5 116,0 130,0 14,0 14,0 168,0

10 5 119,0 11,0 25,0 132,015 5 112,0 130,0 7,0 32,0 84,020 5 125,0 5,0 37,0 60,030 10 112,0 130,0 13,0 50,0 78,045 15 111,0 130,0 19,0 69,0 76,060 15 112,0 130,0 18,0 87,0 72,075 15 110,0 130,0 20,0 107,0 80,090 15 110,0 130,0 20,0 127,0 80,0

105 15 111,0 130,0 19,0 146,0 76,0120 15 110,0 130,0 20,0 166,0 80,0135 15 110,0 130,0 20,0 186,0 80,0150 15 110,0 130,0 20,0 206,0 80,0165 15 110,0 130,0 20,0 226,0 80,0180 15 111,0 19,0 245,0 76,0

Quadro 9. Clculos da planilha de escritrio I.

Deve-se ento traar os grficos de velocidade de infiltrao e

infiltrao acumulada (Figuras 56 e 57). Para a determinao da infiltraoacumulada e da velocidade bsica de infiltrao, utiliza-se a planilha deescritrio II (Quadro 10).

Figura 55. Velocidade de infiltrao.


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Figura 56. Infiltrao acumulada.

N(pares)

Tempo(T) min

Imm

X(log T)

Y(log I) X * Y X

21 5 14 0,69897 1,14613 0,80111 0,488562 10 25 1,00000 1,39794 1,39794 1,000003 15 32 1,17609 1,50515 1,77019 1,383194 20 37 1,30103 1,56820 2,04028 1,692685 30 50 1,47712 1,69897 2,50958 2,181896 45 69 1,65321 1,83885 3,04001 2,73311

7 60 87 1,77815 1,93952 3,44876 3,161828 75 107 1,87506 2,02938 3,80522 3,515859 90 127 1,95424 2,10380 4,11134 3,8190610 105 146 2,02119 2,16435 4,37457 4,0852111 120 166 2,07918 2,22011 4,61601 4,3229912 135 186 2,13033 2,26951 4,83482 4,5383213 150 206 2,17609 2,31387 5,03519 4,7353714 165 226 2,21748 2,35411 5,22020 4,91724

15 180 245 2,25527 2,38917 5,38822 5,08625Quadro 10. Determinao da infiltrao acumulada e da velocidade bsica de infiltrao.

X = 25,79343 e Xmed = 1,71956; Y = 28,93906 e Ymed = 1,92927; XY = 52,39343 e X2 = 47,66155.


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52,39943 - 25,79343 . 28,93906B (n) = 15 = 0,7953

47,66155 - (25,79343)2

15

A = 1,92927 - 0,7953 . 1,71956 = 0,5617

C = 100,5617 = 3,6453

VIB = = 43,34 mm h-1

A velocidade bsica de infiltrao (VIB) foi de 43,34 mm h-1

, o que pode ser considerado muito alto (maior que 30 mm h-1). A equao dainfiltrao acumulada ficou assim determinada:

I = 3,6453 . T0,7953 (mm)Em queI = infiltrao acumulada (mm);T = tempo (minutos).

5.4. ENSAIODEUNIFORMIDADEDEAPLICAODEGUA

Este ensaio pode ser realizado em apenas um aspersor isolado ou emum sistema de irrigao j em funcionamento.

Para a determinao da uniformidade de aplicao de gua, deve-se instalar um conjunto de coletores eqidistantes em torno do aspersora ser testado. A durao mnima do ensaio de 120 minutos, devendo ser

medidos a presso de operao (Figura 57), a vazo no(s) bocal(is) doaspersor (Figura 58), a direo e velocidade do vento e, ao final do ensaio,o volume ou lmina dgua depositada em cada coletor (Figura 59).


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Figura 57. Medio da presso de operao na base do aspersor.

Figura 58. Determinao da vazo do aspersor.


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Figura 59. Determinao da quantidade de gua depositada em cada coletor.

Realizao do Ensaio

Deve-se dividir a rea ao redor do aspersor em subreas quadradas(2 x 2 m, 3 x 3 m, etc.), de mesmas dimenses (Figura 60). Os coletores socolocados no centro de cada subrea.

Figura 60. Coletores colocados no centro de cada subrea.


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Figura 61. Coletor.

Figura 62. Realizao do ensaio.

O resultado desse teste representa o desempenh

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Sistemas de Irrigacao Por Aspersao[2]