Qualidade_Água_Irrigação ppt

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Universidade Federal do Piauí
 Campus Professora Cinobelina Elvas
Bom Jesus-PI, 
2022
QUALIDADE DA ÁGUA PARA 
IRRIGAÇÃO
DISCIPLINA:IRRIGAÇÂO E DRENAGEM
CURSOS: BACHARELADO EM ENGENHARIA AGRONÔMICA
PROFESSORES RESPONSÁVEIS: Dr. Leonardo Pereira da Silva Brito
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
A salinidade da solução do solo é difícil de ser medida, sendo expressa normalmente 
pela salinidade de seu extrato de saturação. 
1. Avaliação da Salinidade 
Os dados a considerar numa análise de água são a composição e a 
concentração de sais dissolvidos.
Quanto a composição dos sais dissolvidos, os íons mais importantes 
contidos na água de irrigação são os seguintes:
- cátions: cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), sódio (Na+), potássio (K+).
- ânions: cloreto (Cl-), sulfato (SO4
2-), bicarbonato (HCO3
-), carbonato (CO3
2-) 
O conteúdo de cada íon é medido em miligramas (mg) ou em 
miliequivalentes por litro (meq L-1). O miliequivalente é igual ao peso 
atômico, molecular ou iônico dividido pela valência do íon. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
Quanto a concentração de sais, o conjunto de sais dissolvidos recebe o nome 
de extrato seco. Para medir esses sais se empregam dois procedimentos:
- medição do conteúdo de sais: se evapora em estufa uma amostra de água 
e pesa o resíduo sólido. O resultado é expresso em g L-1 ou em mg L-1 (ppm).
- medição da condutividade elétrica: a condutividade elétrica de uma solução 
é proporcional ao conteúdo de sais dissolvidos na solução. Os sais que 
interessam na água de irrigação são muito solúveis e ionizáveis. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
A condutividade elétrica varia com a temperatura de modo que para 
normalizar as medidas convencionou-se expressá-las à temperatura de 
25oC. Os fatores de correção são obtidos por meio de tabela. Nos 
condutivímetros comerciais, essa normalização é feita automaticamente.
A condutividade elétrica é expressa em mho/cm à temperatura de 25oC. 
Como na água os valores de condutividade elétrica são muito pequenos, 
se utilizam os submúltiplos de mho:
milimho = mmho = milésima parte do mho
micromho = milionésima parte do mho
Atualmente a condutividade elétrica tem sido expressa em deciSiemens/m 
(dS/m) e em microSiemens/cm (microS/cm).
dS/m = mmho/cm; microS/cm = micromho/cm
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
A condutividade elétrica da água de irrigação (CEa), conforme Rhoades et 
al. (1992), apresenta as seguintes relações com outros parâmetros de 
salinidade:
TSD = 640.CEa (0,1 < CEa ≤ 5 dS m-1) 
TSD = 800.CEa (CEa > 5 dS m-1)
sendo:
TSD = totais de sólidos dissolvidos, mg L-1;
CEa = condutividade elétrica da água, dS m-1. 
SC ou SA = 10.CEa (0,1 < CEa ≤ 5 dS m-1)
sendo:
SC = soma de cátions, mmolc L-1;
SA = soma de ânions, mmolc L-1;
CEa = condutividade elétrica da água, dS m-1. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
SSTlog = 0,990 + 1,055.logCEa 
sendo:
SSTlog = logaritmo de sólidos solúveis totais, mmolc L
-1;
CEa = condutividade elétrica da água, dS m-1. 
FI = 0,0127.CEa 
sendo:
FI = força iônica, mol L-1;
CEa = condutividade elétrica da água, dS m-1. 
ψos = 0,004.CEa (3 < CEa < 30 dS m-1) 
sendo:
ψos = potencial osmótico, kPa;
CEa = condutividade elétrica da água, dS m-1. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
Classificação da água de irrigação quanto ao risco de salinidade
Unidade
Grau de restrição ao uso
Nenhum Ligeiro a moderado Severo
dS m-1 < 0,7 0,7 - 3 > 3
mg L-1 < 450 450 - 2000 > 2000
Fonte: FAO
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
2. Tratamento dos problemas de salinidade 
Os tratamentos para solucionar os problemas de salinidade causados a 
longo prazo pela água de irrigação são: lixiviação, drenagem e mudança 
de cultivo por outra mais tolerante à salinidade. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
2.1 Lixiviação
Para evitar o acúmulo de sais na zona radicular até limites que possam 
comprometer o rendimento dos cultivos, é necessário que a quantidade de 
sais deslocada pela lixiviação seja, ao menos, igual a fornecida com a água 
de irrigação. 
SALINIDADE
Este requerimento pode ser calculado pelas seguintes equações:
- em irrigação por gravidade e aspersão de baixa freqüência: 
 
sendo:
RL = requerimento de lixiviação, %; 
CEa = condutividade elétrica da água de irrigação, dS m-1; 
CEe = condutividade elétrica do extrato saturado do solo, definida em função 
da redução do rendimento do cultivo desejada, dS m-1.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
- em irrigação por gotejamento e aspersão de alta freqüência:
 
sendo:
maxCEe = condutividade elétrica do extrato saturado do solo, para a qual a 
redução do rendimento do cultivo é de 100%, dS m-1.
Deve-se levar em consideração a eficiência do processo que pode variar 
desde 100% em solos arenosos, até 30% em solos argilosos expansivos. 
Sendo assim:
 
sendo:
EL= eficiência de lixiviação, admensional.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
Exemplo: Calcular o requerimento de lixiviação real de um cultivo de algodão 
para que não haja redução do rendimento. O solo é argiloso com uma 
eficiência de lixiviação de 35%. A condutividade elétrica da água de 
irrigação é de 1,5 dS/m e a condutividade elétrica do extrato saturado do 
solo para que não haja redução no rendimento é de 7,7 dS/m. Considere a 
irrigação por aspersão de baixa frequência.
Solução:
 
 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
2.2 Drenagem
A salinidade da água de drenagem se calcula mediante a seguinte expressão:
 
sendo:
CEad = condutividade elétrica da água de drenagem, dS m-1.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
SALINIDADE
Exemplo: Determinar a salinidade da água de drenagem sabendo que a água 
de irrigação tem uma condutividade elétrica de 1,1 dS/m e que o 
requerimento de lixiviação é de 15%.
Solução: 
 
IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO CONVENCIONAL
SALINIDADE
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
2.3 Tratamentos a curto prazo
Para controlar os efeitos da salinidade a curto prazo existem certas práticas 
de manejo que permitem obter um efeito positivo na germinação e 
desenvolvimento inicial das plantas, o que repercute no rendimento do 
cultivo.
SALINIDADE
Em cultivos hortícolas irrigados por sulcos é uma prática corrente a irrigação 
por aspersão no início do cultivo, com o intuito de reduzir a salinidade na 
camada superficial do solo, permitindo o bom desenvolvimento inicial da 
planta.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
1 Avaliação dos problemas de infiltração
Para avaliar os problemas de infiltração provocados pela qualidade da água 
tem-se proposto diversos índices, sendo o mais conhecido o SAR ou RAS 
(Relação de Adsorção de Sódio), que quantifica a proporção relativa de 
sódio com relação ao cálcio e magnésio.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
onde Na+, Ca2+ e Mg2+ representam, respectivamente, as concentrações de sódio, 
cálcio e magnésio da água de irrigação, expressos em meq/litro. 
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
RASo 
(meq/L)1/2
Grau de restrição ao uso
Nenhum Ligeiro a moderado Severo
------------------------- CEa (dS/m)---------------------------
0 - 3 > 0,70 0,70 - 0,20 < 0,20
3 - 6 > 1,20 1,20 - 0,30 < 0,30
6 - 12 > 1,90 1,90 - 0,50 < 0,50
12 - 20 > 2,90 2,90 - 1,30 < 1,30
20 - 40 > 5,00 5,00 - 2,90 < 2,90
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
O RAS corrigido pode ser calculado pela seguinte expressão:
O valor de Cax2+ (tabelado) representa a concentração final de cálcio que 
permanece na solução do solo, levando em consideração a condutividade 
da água aplicada, o conteúdo de bicarbonato em relação a seu próprio 
conteúdo de cálcio e a pressão parcial do dióxido de carbono exercida nos 
primeiros milímetros do solo. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
Exemplo: Avaliar a infiltração com uma amostra de água cujo análise 
apresentou os seguintes dados:
- condutividade elétrica a 25oC = 1,1 dS/m;
- cálcio = 3,1 meq/L;
- magnésio = 1,8 meq/L;
- sódio = 5,8 meq/L;
- bicarbonato = 4,2 meq/L
Solução:
Segundo a Tabela 4, a concentração de Cax2+ é de 1,72 meq/L 
(interpolação)
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
2 Tratamento dos problemas de infiltração
Para prevenir, corrigir ou retardar os problemas de infiltração causados pela 
má qualidade da água se recorre a diversos procedimentos:
- incorporação de matéria orgânica ao solo, com o intuito de melhor sua 
estrutura e consequentemente a infiltração;
- incorporação de produtos (corretivos) que modificam a composição química 
da água ou do solo;
- mistura de águas de diferentes qualidades, se isso for possível;
- manejo da irrigação.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
2.1 Corretivos
Os problemas de infiltração originados pela má qualidade da água de 
irrigação são devidos a um elevado RAS ou a um baixo conteúdo de sais 
na água. 
Os corretivos aplicados à água de irrigação ou ao solo tratam de aumentar o 
conteúdo de cálcio, com o qual se reduz a RAS e se aumenta a salinidade. 
Esses corretivos atuam proporcionando o cálcio diretamente ou provocando 
a dissolução do calcário contido no solo. Por razões econômicas, no 
primeiro caso se utiliza o gesso, e no segundo, o ácido sulfúrico e o 
enxofre.
Os corretivos aplicados na água de irrigação são mais eficazes quando esta 
tem baixa condutividade ( < 0,2 dS/m) ou um RAS alto com salinidade de 
baixa a moderada (CEa aproximadamente igual a 1 dS/m). 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
O gesso é o corretivo mais utilizado, tanto para a água quanto para o solo. 
Quanto mais baixa a salinidade da água e mais fina a granulometria do 
gesso, maior será a dissolução do cálcio contido no gesso. Normalmente 
se utilizam quantidades de gesso que proporcionam de 1 a 4 meq/L de 
cálcio.
O aporte de cálcio pode ser feito colocando-se rocha de gesso nos canais de 
irrigação, mas esse procedimento tem o inconveniente de que a 
dissolução do cálcio é bastante lenta, dependendo da vazão, da velocidade 
da água e da salinidade da água. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
Exemplo: Um determinado cultivo é irrigado com uma água cuja condutividade é 
de 0,2 dS/m a uma dose de 4000 m3/ha. Para melhorar a infiltração deseja-se 
aumentar em 2 meq/L o conteúdo de cálcio. Calcular a quantidade de gesso 
que é preciso adicionar à água de irrigação sabendo que a pureza do mesmo é 
de 70%.
Solução:
2 meq de Ca/L = 40 mg de Ca/L = 40 g de Ca/m3 
Na dose de irrigação são necessários: 4.000 x 40 = 160.000 g = 160 kg de Ca
Peso molecular do gesso (SO4Ca + 2H2O) = 172; peso molecular do Ca = 40
172 kg de gesso __________ 40 kg de Ca
x g de gesso ___________ 160 kg de Ca x = 688 kg de gesso puro
688/0,7 = 982,8 kg de gesso com 70% de pureza deverão ser adicionados 4.000 m3 
de água e aplicados em 1 ha.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
2.2 Manejo da irrigação
Certas práticas no manejo da irrigação atenuam os problemas 
de infiltração. Entre os mais aconselháveis citamos os seguintes:
- a irrigação frequente em pequenas doses;
- uma irrigação de pré-semeadura.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Diretrizes para avaliar os problemas de toxicidade e outros efeitos
Toxicidade a íons específicos 
(em cultivos sensíveis) Unidade
Grau de restrição ao uso
Nenhum Ligeiro a 
moderado
Severo
Sódio: RAS (meq/L)
Irrigação por superfície < 3 3 - 9 > 9
Irrigação por aspersão < 3 > 3
Cloreto: meq/L
Irrigação por superfície < 4 4 - 10 > 10
Irrigação por aspersão < 3 > 3
Boro mg/L < 0,7 0,7 - 3,0 > 3,0
Outros efeitos
(em cultivos sensíveis)
Nitrogênio (nitrato) mg/L < 5 5 - 30 > 30
Bicarbonato (em aspersão foliar) meq/L < 1,5 1,5 - 8,5 > 8,5
pH amplitude normal: de 6,5 - 8,4
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
TOXICIDADE E OUTROS EFEITOS
TOXICIDADE E OUTROS EFEITOS
Para solucionar os problemas de toxicidade, se não é possível 
dispor de água de boa qualidade, se recorre aos tratamentos 
semelhantes aos indicados para a salinidade. 
A lixiviação é o melhor método prático para evitar o acúmulo de 
íons tóxicos na zona radicular. 
Os requerimentos de lixiviação variam com os íons que se deseja 
lixiviar. 
Em termos gerais, os requerimentos para lixiviar o íon cloreto são 
os mesmos que para lixiviar uma quantidade equivalente de sais 
totais. 
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Concentração máxima de alguns 
oligoelementos na água de irrigação 
Oligoelementos Concentração (mg/L)
Arsênio 0,10
Cobre 0,20
Ferro 5
Manganês 0,20
Molibdênio 0,01
Zinco 2
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
TOXICIDADE E OUTROS EFEITOS
1 Risco de obstrução em irrigação localizada
As obstruções dos emissores de irrigação localizada podem ser 
produzidas por sólidos em suspensão, substâncias químicas e 
microorganismos contidos na água de irrigação. 
Obstrução Unidade Sem problema Problema crescente Problema grave
Física
Sólidos em suspensão mg/L < 50 50 – 100 > 100
Química
pH < 7,0 7,0 – 8,0 > 8,0
Sólidos solúveis mg/L < 500 500 – 2000 > 2000
Manganês mg/L < 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5
Ferro mg/L < 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5
Ácido sulfídrico mg/L < 0,5 0,5 – 2,0 > 2,0
Biológica
População bacteriana Máx num./ml < 10000 10000 – 50000 > 50000
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
TOXICIDADE E OUTROS EFEITOS
As partículas sólidas em suspensão se eliminam mediante sedimentação e 
filtração. índice de Langelier.
(tabelado)
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Soma de concentrações 
(meq/L)
Ca2+ + Mg2+ + Na+ X
Ca2+ + Mg2+ Y Z
CO3
2- + CO3H
-
0,05 2,0 4,6 4,3
0,10 2,0 4,3 4,0
0,15 2,0 4,1 3,8
0,20 2,0 4,0 3,7
0,25 2,0 3,9 3,6
0,30 2,0 3,8 3,5
0,40 2,0 3,7 3,4
0,50 2,1 3,6 3,3
Exemplo: Calcular o índice de Langelier da água de irrigação cuja análise 
apresentou os seguintes dados:
- pH = 7,5
- cálcio = 8,7 meq/L
- magnésio = 22,8 meq/L
- sódio = 10,3 meq/L
- carbonato = 0,1 meq/L
- bicarbonato = 4,5 meq/L
Solução:
- concentração de Ca2+ + Mg2+ + Na+ = 41,8 meq/L
- concentração de Ca2+ + Mg2+ = 31,5 meq/L
- concentração de CO32- + CO3H- = 4,6 meq/L
Segundo a Tabela de pHc: X = 2,5, Y = 1,8 e Z = 2,3
IL Risco
negativo Nenhum
0 Pequeno
0 – 0,5 Médio
0,5 – 1 Alto
> 1 Muito alto
Risco de obstrução: 
Alto
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
ANÁLISE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Salinidade
Condutividade elétrica 0 - 3 dS/m
Total de sólidos em solução 0 -2000 mg/L
Cálcio 0 - 20 meq/L
Magnésio 0 - 5 meq/L
Sódio 0 - 40 meq/L
Carbonatos 0 - 0,1 meq/L
Bicarbonatos 0 -10 meq/L
Cloreto 0 - 30 meq/L
Sulfatos 0 - 20 meq/L
Nutrientes
Nitrogênio (nitrato) 0 - 10 mg/L
Nitrogênio (amônio) 0 - 5 mg/L
Fósforo (fosfato) 0 - 2 mg/L
Potássio 0 - 2 mg/L
Outros
Boro 0 - 2 mg/L
pH 6 - 8,5
RAS 0 - 15
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
ANÁLISE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Em águas para irrigação localizada devem constar, além dos 
parâmetros anteriores, as seguintes análises:
- em águas superficiais: sólidos em suspensão;
- em águas que constituem águas residuárias: demanda biológica 
de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio, matéria orgânica 
e microorganismos;- em águas subterrâneas, sobretudo quando a salinidade é superior 
a 1 dS/m: ferro, oxigênio dissolvido, ácido sulfídrico, ferrobactérias 
e bactérias redutoras de sulfato.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
ANÁLISE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Para análise é necessário retirar uma amostra de água representativa 
segundo as normas seguintes:
- o recipiente de coleta será de vidro ou plástico, com capacidade de 1 a 
1,5 litros, o qual será limpo com a própria água objeto da análise;
- em poços dotados de bomba para extração, deixar o sistema em 
funcionamento por algum tempo antes de proceder a coleta;
- em rios são coletadas várias amostras em diferentes pontos 
representativos misturando as coletas para retirada de uma amostra 
composta. No caso de retirar apenas uma amostra, a mesma deve ser 
coletada no centro do rio;
- proceder a amostragem momentos antes de encaminhar a amostra para o 
laboratório, já que os resultados da análise serão tanto melhores quanto 
menor for o tempo transcorrido entre a coleta e a análise no laboratório. De 
preferência, que esse resultado não exceda 24 horas.
- lacrar a amostra e etiquetá-la para sua perfeita identificação.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO