UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA ‘LUIZ DE QUEIROZ’

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL PÓS-GRADUAÇÃO EM IRRIGAÇÃO E DRENAGEM

LER 829 - IRRIGAÇÃO PRESSURIZADA I PROFESSOR: RUBENS DUARTE COELHO

UNIFORMIDADE DE APLICAÇÃO NA ASPERSÃO E PREVISÕES DE PRODUTIVIDADE E RECEITA

EM FUNÇÃO DO ESPAÇAMENTO.

Tales Miler Soares Márcio Aurélio Lins dos Santos

Piracicaba – SP, setembro de 2002.

INTRODUÇÃO O objetivo básico da irrigação por aspersão é aplicar uniformemente uma

lâmina d’água preestabelecida, com determinada intensidade de aplicação. Como a maioria dos aspersores aplica água sobre uma área circular, será necessária uma determinada superposição de áreas molhadas para obter uma razoável uniformidade. Para manter a mesma uniformidade sobre toda a área irrigada, é necessário manter constante o posicionamento e espaçamento entre aspersores. A disposição dos aspersores no campo, normalmente, é nas formas de retângulo, quadrado e triângulo eqüilátero, sendo as duas primeiras as mais comuns (Bernardo, 1995).

Chaudrhry et al. (1973), citados por Matsura, concluíram que ensaios feitos com um único aspersor são os mais recomendados, pois mediante o uso de computadores podem ser gerados os dados de precipitações superpostos, para cada espaçamento.

Matsura (1987) informa que o espaçamento mais adequado pode ser determinado pelos valores de coeficientes de uniformidade, excluindo-se os espaçamentos em que se encontram valores de precipitação nula. Segundo Frizzone (1992), citado por Sales (1997), em irrigação por aspersão altos índices de uniformidade geralmente estão associados com espaçamentos menores entre aspersores e, conseqüentemente, maiores custos do sistema.

Para avaliação da uniformidade da aplicação por aspersão, o coeficiente mais conhecido e largamente utilizado é o de Christiansen (CUC), sendo 80% seu valor mínimo aceitável, podendo-se admitir valores inferiores se a precipitação pluvial tem uma contribuição significativa durante a estação de cultivo, ou se os sistemas são suficientemente reduzidos, compensando a diminuição do lucro devido à redução de produção da cultura (Sales, 1997).

Segundo Keller e Bliesner (1990), a uniformidade ótima é determinada pelo valor econômico da cultura e da água aplicada, a resposta da cultura à água e ao déficit, e à drenagem econômica. Mesmo reconhecendo a relatividade das definições de “alta” e “baixa” uniformidade, informam Keller e Bliesner (1990) que valores de CUC menores que 85% seriam recomendados para culturas sensíveis e de raízes rasas; entre 75% e 83% para culturas com sistema radicular de média profundidade; e acima de 70% para casos de sistemas radiculares profundos.

OBJETIVOS Foram objetivos do exercício proposto: simular a sobreposição de

aspersores a partir de um ensaio radial realizado com um único aspersor; determinar a variação da uniformidade de aplicação para diferentes

espaçamentos; mensurar as perdas de produção e as receita brutas em função da uniformidade de aplicação para cada espaçamento.

MATERIAL E MÉTODOS Conforme proposto para fins didáticos, os alunos foram divididos em

duplas para realização do exercício. Tratar-se-á no presente trabalho da metodologia adotada para os testes com o aspersor AG-AZUL 7,1 x 4,6 mm, da Agropolo, operando a 150 KPa.

Para coletores a cada 1 m de distância e ensaio com duração de 60 minutos, tem-se na Tabela 01 os valores de precipitação do ensaio radial de um único aspersor funcionando, obtidos do banco de dados do software WinSpace.

Tabela 01. Precipitações coletadas em ensaio radial para o Aspersor AG-

AZUL 15 (7,1 x 4,6 mm), da Agropolo, operando a 150 KPa Distância do Coletor

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Lâmina coletada

12,9 11,0 9,3 6,6 5,3 4,5 3,8 3,3 3,8 4,4 5,2 4,1 2,6 1,3 0,2 0,0

Os dados de precipitação foram usados no software Catch 3D para

obtenção das malhas de sobreposição para os seguintes espaçamentos entre aspersores (m x m): 6x6; 6x12; 6x18; 6x24; 6x30; 6x36; 12x12; 12x18, 12x24; 12x30; 12x36; 18x18; 18x24; 18x30; 18x36; 24x24; 24x30; 24x36; 30x30; 30x36; 36x36.

Para avaliação da uniformidade de aplicação para cada espaçamento estudado, foram utilizados os seguintes coeficientes:

CUC = 1 – (DM/MG) CUD = MEP (25%)/MG CUH = 1 – 0,799 * (DP/MG) em que: CUC = coeficiente de uniformidade de Christiansen; CUD = coeficiente de uniformidade de distribuição de Kruse; CUH = coeficiente de uniformidade de Hart;

DM = desvio padrão da média das precipitações; MG = média geral das precipitações coletadas; MEP = média de 25% do total de coletores, com as menores

precipitações. Para avaliação da influência da uniformidade de aplicação sobre a

produtividade, foram utilizadas funções de produção determinadas por Dantas Neto (1994), no município de Casa Nova –BA, para as seguintes culturas:

Melancia Y = - 2.301,15 + 81,09x – 0,0457x2

Tomate Y = - 23.000 + 271,9355x – 0,23948x2

Cebola Y = -115.910 + 378,924x – 0,2299x2

Banana Y = -36.848 + 63,25504x – 0,01097x2

Para encontrar as lâminas correspondentes às máximas produtividades de

cada cultura, utilizaram-se as derivadas primeiras das funções supracitadas. Em função das lâminas de sobreposição coletadas em cada pluviômetro e

da lâmina média precipitada, calculou-se fatores de conversão para determinação das lâminas que seriam consumidas durante o ciclo da cultura.

F = Xi/Xmédia

Wi = F * Wmáxima

em que: F = fator de correção; Xi = lâmina registrada no coletor i; Xmédia = lâmina média de todos os coletores; Wi = lâmina corrigida em função da lâmina máxima; Wmáxima = lâmina correspondente à máxima produção; Estimaram-se as lâminas de consumo que seriam precipitadas nas

posições de cada coletor, projetando-se pontualmente as produções equivalentes (Pi).

Melancia Pi = - 2.301,15 + 81,09wi – 0,0457wi2

Tomate Pi = - 23.000 + 271,9355wi – 0,23948wi2

Cebola Pi = -115.910 + 378,924wi – 0,2299wi2

Banana Pi = -36.848 + 63,25504wi – 0,01097wi2

A média das produções calculadas para as posições indicadas por cada

coletor foi contrastada com a produção máxima para cada cultura, e para todos os espaçamentos avaliados.

Redução da produção = Pmáxima - Pmédia

Além da produtividade, foi mensurada a receita bruta para cada

espaçamento utilizado. Receita bruta = Pmédia * preço A metodologia para determinação do CUC também foi usada para

calcular a uniformidade das produções. Assim, tem-se: CUC PRODUÇÃO = 1 – (DMprodução / MGprodução)

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Nas Figuras 01 e 02, têm-se, respectivamente, as representações gráficas

da radial e do perfil de aplicação do aspersor ensaiado, obtidas no Catch 3D.

Figura 01. Representação gráfica das precipitações coletadas em ensaio

radial.

Figura 02. Representação gráfica do perfil de aplicação do aspersor AG-

AZUL 15, da Agropolo, operando a 150 KPa. Analisando-se a Tabela 02, verifica-se que aumentando o espaçamento

entre aspersores, a lâmina média de aplicação da sobreposição decresce. Em se mantendo constante a distância entre aspersores, incrementos na distância entre as linhas laterais também implicam em decréscimos na lâmina média de aplicação da sobreposição.

O prejuízo na uniformidade da aspersão proporcionado pelo aumento do espaçamento dos aspersores pode ser verificado na tabela 03, mediante análise dos coeficientes CUC, CUD e CUH. Analisando-se os dados, percebe-se que ao aumentar o espaçamento entre aspersores e entre linhas laterais, diminui-se a uniformidade de aplicação da água aspergida. Utilizando o critério de CUC mínimo aceitável igual a 80%, pode-se eleger o espaçamento de 12 x 12 m (CUC= 86,81) como o limite máximo para as condições apresentadas. Considerando regiões com características ecológicas semelhantes às do município de Casa Nova, que está no Polígono das Secas, e onde as funções de produção foram determinadas, deve-se utilizar espaçamentos inferiores a 12 x 12m, visto que os prejuízos na uniformidade da irrigação obtida para maiores espaçamentos dificilmente serão compensados pela precipitação pluvial.

Atentando-se ainda para o fato de que todas as culturas estudadas (banana, tomate, cebola e melancia) têm sistema radicular raso, não explorando maiores volumes de solo e, portanto sendo sensíveis às variações de umidade nas camadas superficiais do solo, dever-se-ia adotar o critério de Keller e Bliesner (1990), segundo o qual o CUC mínimo para culturas com sistema radicular raso é 85%. Neste caso, também se elege o espaçamento de 12 x 12m como o máximo aceitável.

Espaçamentos menores proporcionam irrigações com melhor uniformidade, entretanto implicam em maiores custos fixos e variáveis. Neste sentido, procurou-se avaliar a irrigação mediante as previsões de produção. Nas tabelas 04, 05, 06 e 07, apresentam-se os valores da redução da produção e de receita bruta esperada, em função da produção máxima e da uniformidade da produção (CUC da produção). Percebe-se, ao se analisar as figuras 03 - 18, que a uniformidade da produção decresce com a diminuição da uniformidade da irrigação, implicando, por conseguinte, na estimativa de menores receitas brutas para todas as culturas avaliadas.

Particularizando cada cultura, perceber-se-á que o espaçamento pré-selecionado (12 x 12m) proporciona rendimento próximo ao alcançado com o menor espaçamento (6 x 6m) apenas para o caso da melancia. Para as demais culturas, os valores de contraste de rendimentos mostram perdas mais substanciosas. Delineia-se, portanto, que a escolha do espaçamento a ser selecionado deve se fundamentar também na rentabilidade e na gama de culturas que se pretende explorar, devendo-se estudar se as os custos de implantação e manutenção do sistema são recompensados pelos incrementos da receita proporcionados por menores espaçamentos.

CONCLUSÕES

Aumentando-se o espaçamento entre aspersores ou entre linhas laterais, diminui-se a uniformidade da irrigação por aspersão.

A diminuição da uniformidade da aspersão implica em diminuição na uniformidade da produção, independente da cultura.

Quanto maior o valor comercial da cultura manejada, maiores serão as perdas de rendimento ao se diminuir a uniformidade da produção na área irrigada.

A escolha do melhor espaçamento deve ser orientada pela uniformidade da aplicação, havendo a necessidade de concordá-la em função da análise econômica do empreendimento.

A despeito da análise econômica, não aprofundada, o espaçamento pré-selecionado para o aspersor AG-AZUL 15, da Agropolo, operando a 150 Kpa, foi o de 12 x 12 m.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Bernardo, S. Manual de irrigação. 6 ed. Viçosa: UFV, 1995. 657p. Dantas Neto, J. Modelos de decisão para otimização padrão de cultivo, em

áreas irrigadas, baseados nas funções de resposta das culturas a água. Botucatu, 1994. 125 p. (Tese de Doutorado).

Keller, J.; Bliesner, R. D. Sprinkle and trickle irrigation. New York, 1990.

652p. Matsura, E. E. Eficiência da irrigação e uniformidade de distribuição de água

em sistema de irrigação por aspersão. Piracicaba, 1987, 174 p. (Dissertação de Mestrado).

Sales, J. C. de. Avaliação de coeficientes de uniformidade de distribuição e

perda de água por aspersão convencional. Fortaleza, 1997. 68 p. (Dissertação de Mestrado).

Tabela 02. Parâmetros estatísticos para o desempenho do aspersor AG-

AZUL 15, da Agropolo, a 150 Kpa, em diferentes espaçamentos

Tabela 03. Coeficientes de uniformidade para o desempenho do aspersor

AG-AZUL 15, da Agropolo, a 150 Kpa, em diferentes espaçamentos

Tabela 04. Previsões de produção e receita bruta para a cultura da

melancia em função do CUC para o aspersor AG-AZUL 15, da Agropolo, a 150 Kpa, em diferentes espaçamentos

Preço da tonelada de melancia: US$ 150.00

Tabela 05. Previsões de produção e receita bruta para a cultura do

tomate em função do CUC para o aspersor AG-AZUL 15, da Agropolo, a 150 Kpa, em diferentes espaçamentos

Preço da tonelada do tomate: US$ 280.00

Tabela 06. Previsões de produção e receita bruta para a cultura da cebola

em função do CUC para o aspersor AG-AZUL 15, da Agropolo, a 150 Kpa, em diferentes espaçamentos

Preço da tonelada da cebola: US$ 260.00

Tabela 07. Previsões de produção e receita bruta para a cultura da

banana em função do CUC para o aspersor AG-AZUL 15, da Agropolo, a 150 Kpa, em diferentes espaçamentos

Preço da tonelada de banana: US$ 230.00