Microirrigação gotejamento e microaspersão

Prévia do material em texto

<p>MICROIRRIGAÇÃO</p><p>GOTEJAMENTO E MICROASPERSÃO</p><p>EDITORA DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ</p><p>REITOR</p><p>Prof. Dr. Mauro Luciano Baesso</p><p>VICE-REITOR</p><p>Prof. Dr. Julio César Damasceno</p><p>DIRETORA DA EDUEM</p><p>Profa. Dra. Terezinha Oliveira</p><p>EDITORA-CHEFE DA EDUEM</p><p>Profa. Dra. Gisella Maria Zanin</p><p>CONSELHO EDITORIAL</p><p>PRESIDENTE</p><p>Profa. Dra. Terezinha Oliveira</p><p>EDITORES CIENTÍFICOS</p><p>Profa. Dra. Ana Lúcia Rodrigues, Profa. Dra. Angela Mara de Barros Lara, Profa. Dra. Analete Regina Schelbauer, Prof. Dr. Antonio Ozai da Silva, Profa. Dra.</p><p>Cecília Edna Mareze da Costa, Prof. Dr. Eduardo Augusto Tomanik, Profa. Dra. Elaine Rodrigues, Profa. Dra. Larissa Michelle Lara, Prof. Dr. Luiz Roberto</p><p>Evangelista, Profa. Dra. Luzia Marta Bellini, Prof. Me. Marcelo Soncini Rodrigues, Prof. Dr. Márcio Roberto do Prado, Prof. Dr. Mário Luiz Neves de Azevedo,</p><p>Profa. Dra. Maria Cristina Gomes Machado, Prof. Dr. Oswaldo Curty da Motta Lima, Prof. Dr. Raymundo de Lima, Profa. Dra. Regina Lúcia Mesti, Prof. Dr.</p><p>Reginaldo Benedito Dias, Prof. Dr. Sezinando Luiz Menezes, Profa. Dra. Valéria Soares de Assis</p><p>EQUIPE TÉCNICA</p><p>FLUXO EDITORIAL</p><p>Edneire Franciscon Jacob, Marinalva Aparecida Spolon Almeida, Mônica Tanamati Hundzinski, Vania Cristina Scomparin</p><p>PROJETO GRÁFICO E DESIGN</p><p>Luciano Wilian da Silva, Marcos Kazuyoshi Sassaka, Marcos Roberto Andreussi</p><p>MARKETING</p><p>Marcos Cipriano da Silva</p><p>COMERCIALIZAÇÃO</p><p>Gerson Ribeiro de Andrade, Paulo Bento da Silva, Solange Marly Oshima</p><p>José Antonio Frizzone</p><p>Paulo Sérgio Lourenço de Freitas</p><p>Roberto Rezende</p><p>Manoel Alves de Faria</p><p>MICROIRRIGAÇÃO</p><p>GOTEJAMENTO E MICROASPERSÃO</p><p>Maringá</p><p>2012</p><p>Copyright © 2012 para os autores</p><p>Reimpressão 2016 revisada</p><p>Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo mecânico, eletrônico,</p><p>reprográfi co etc., sem a autorização, por escrito, dos autores.</p><p>Todos os direitos reservados desta edição 2012 para Eduem.</p><p>Todas as informações da obra, ora publicada, como as marcas registradas, os logos, as imagens e quaisquer outros</p><p>conteúdos utilizados, são de responsabilidade dos autores.</p><p>Revisão textual e gramatical: Luciane Braz Perez Mincoff</p><p>Normalização textual e de referência: Adriana Camargo Cantadori de Camargo</p><p>Projeto gráfi co/diagramação: Marcos Kazuyoshi Sassaka</p><p>Ficha catalográfi ca: Edilson Damasio (CRB 9-1123)</p><p>Fonte: Verdana, Futura Lt BT</p><p>Tiragem - versão impressa: 500 exemplares</p><p>Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)</p><p>(Eduem - UEM, Maringá – PR., Brasil)</p><p>M626 Microirrigação : gotejamento e microaspersão / José Antonio Frizzone...[ et al.]. -- Maringá : Eduem, 2012.</p><p>356 p. : il., grafs., tabs. (algumas color.).</p><p>Os autores José Antonio Frizzone, Paulo Sérgio Lourenço de Freitas, Roberto Rezende, Manoel Alves de Faria</p><p>fazem parte do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Engenharia de Irrigação (INCTEI).</p><p>ISBN 978-85-7628-460-4</p><p>1. Microirrigação. 2. Irrigação. 3. Gotejamento. 4. Microaspersão. 5. Fertirrigação. 6. Dimensionamento</p><p>hidráulico. I. Frizzone, José Antonio. II. Freitas, Paulo Sérgio Lourenço de. III. Rezende, Roberto. IV. Faria, Manoel</p><p>Alves de. V. Título.</p><p>CDD 21.ed. 631.587</p><p>Editora fi liada à</p><p>Eduem - Editora da Universidade Estadual de Maringá</p><p>Av. Colombo, 5790 - Bloco 40 - Campus Universitário</p><p>87020-900 - Maringá-Paraná - Fone: 44 3011-4103</p><p>www.eduem.uem.br - eduem@uem.br</p><p>SUMÁRIO</p><p>PREFÁCIO ................................................................................................ 9</p><p>INTRODUÇÃO ........................................................................................... 11</p><p>Capítulo 1</p><p>SISTEMAS DE MICROIRRIGAÇÃO E SEUS COMPONENTES .. 13</p><p>1.1 INTRODUÇÃO .................................................................................... 13</p><p>1.2 BENEFÍCIOS E LIMITAÇÕES ................................................................. 15</p><p>1.3 CONSIDERAÇÕES TÉCNICAS, ECONÔMICAS E AMBIENTAIS ..................... 25</p><p>1.4 COMPOSIÇÃO DO SISTEMA ................................................................. 28</p><p>1.5 REFERÊNCIAS .................................................................................... 52</p><p>Capítulo 2</p><p>SELEÇÃO DE EMISSORES E SEUS ESPAÇAMENTOS ............. 53</p><p>2.1 EMISSORES PARA MICROIRRIGAÇÃO .................................................... 53</p><p>2.2 FATORES INTERVENIENTES NA SELEÇÃO DE EMISSORES ........................ 59</p><p>2.3 HIDRÁULICA DOS EMISSORES ............................................................. 61</p><p>2.4 VARIAÇÃO DE VAZÃO DOS EMISSORES ................................................. 73</p><p>2.5 PORCENTAGEM DA ÁREA MOLHADA ...................................................... 80</p><p>2.6 REFERÊNCIAS .................................................................................... 93</p><p>Capítulo 3</p><p>DESEMPENHO DA MICROIRRIGAÇÃO ................................. 97</p><p>3.1 INTRODUÇÃO .................................................................................... 97</p><p>3.2 USO DE ÁGUA - TERMINOLOGIA .......................................................... 99</p><p>3.3 PARTIÇÃO DA ÁGUA APLICADA POR IRRIGAÇÃO ..................................... 100</p><p>3.4 NECESSIDADE DE ÁGUA DAS CULTURAS ............................................... 103</p><p>3.5 NECESSIDADE DE IRRIGAÇÃO DAS CULTURAS ....................................... 104</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A6</p><p>3.6 MEDIDAS DE DESEMPENHO DA IRRIGAÇÃO ........................................... 104</p><p>3.7 INDICADORES DE PRODUTIVIDADE DA ÁGUA ........................................ 125</p><p>3.8 REFERÊNCIAS .................................................................................... 137</p><p>Capítulo 4</p><p>NECESSIDADE DE IRRIGAÇÃO ........................................... 141</p><p>4.1 QUANTIDADE DE IRRIGAÇÃO NECESSÁRIA ............................................ 141</p><p>4.2 EVAPOTRANSPIRAÇÃO - ET.................................................................. 153</p><p>4.3 FATORES QUE AFETAM A EVAPOTRANSPIRAÇÃO ..................................... 184</p><p>4.4 MANEJO DA IRRIGAÇÃO ...................................................................... 189</p><p>4.5 REFERÊNCIAS .................................................................................... 195</p><p>Capítulo 5</p><p>FUNDAMENTOS PARA PROJETO DO SISTEMA ..................... 199</p><p>5.1. FUNDAMENTOS HIDRÁULICOS ............................................................ 199</p><p>5.2 CRITÉRIOS GERAIS PARA PROJETO ...................................................... 231</p><p>5.3 ESQUEMAS DE INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO ............................................. 239</p><p>5.4 REFERÊNCIAS .................................................................................... 244</p><p>Capítulo 6</p><p>CRITÉRIOS PARA PROJETO DO SISTEMA ........................... 247</p><p>6.1 VARIAÇÕES DE VAZÃO E DE PRESSÃO .................................................. 247</p><p>6.2 UNIFORMIDADE DE EMISSÃO .............................................................. 251</p><p>6.3 LIMITES PARA PROJETO DO SISTEMA ................................................... 260</p><p>6.4 DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS DE PROJETO ...................................... 266</p><p>6.4 REFERÊNCIAS .................................................................................... 277</p><p>Capítulo 7</p><p>DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO DE SISTEMAS DE</p><p>MICROIRRIGAÇÃO ............................................................. 279</p><p>7.1 LINHAS LATERAIS DE MICROIRRIGAÇÃO ............................................... 279</p><p>7.2 HIDRÁULICA DAS LINHAS LATERAIS .................................................... 281</p><p>7.3 COMPRIMENTO MÁXIMO DA LINHA LATERAL: APROXIMAÇÃO HIDRÁULICA 292</p><p>7.4 COMPRIMENTO MÁXIMO DA LINHA LATERAL: APROXIMAÇÃO ESTATÍSTICA 298</p><p>7.5 DIMENSIONAMENTO DE LINHAS DE DERIVAÇÃO .................................... 302</p><p>S U M Á R I O</p><p>F R I z z O n e , F R e I t a S , R e z e n d e e F a R I a 7</p><p>7.6 DIMENSIONAMENTO DE LINHAS SECUNDÁRIAS E PRINCIPAL ...................</p><p>solo em baixo volume e alta frequência. Este conjunto de componentes é instalado</p><p>no campo seguindo uma distribuição previamente definida em projeto, baseada nas informações de</p><p>topografia da área, cultura a ser explorada e suas variações, sistema de cultivo agrícola adotado,</p><p>posição do ponto de captação de água e energia, dentre outros.</p><p>Os componentes mais comuns dos sistemas são: fonte de água; estação de bombeamento;</p><p>estação de controle podendo conter sistema de tratamento da água, sistema de filtragem, sistema</p><p>de injeção de fertilizantes, válvulas hidráulicas, volumétricas, elétricas, ventosas, válvulas de alívio,</p><p>hidrômetros; linha principal; linha de derivação; linhas secundárias; linhas laterais e coletoras;</p><p>cavaletes de subunidades ou de unidades de irrigação; emissores e outros itens. Resumidamente,</p><p>em ordem sequencial, após a estação de controle a água é conduzida pela linha principal até as linhas</p><p>secundárias, estas conduzem até as linhas de derivação e destas até as laterais, onde estão contidos</p><p>os emissores responsáveis pela aplicação da água.</p><p>1.4.1 ESQUEMA DE INSTALAÇÃO DO SISTEMA NO CAMPO</p><p>A área a ser irrigada por sistemas de microirrigação deve ser dividida em subunidades de</p><p>irrigação, abastecidas por uma rede hidráulica, a partir de uma estação de controle. A divisão da</p><p>área irrigada em subunidades de irrigação traz aspectos vantajosos como: (i) permite irrigar partes</p><p>da área ao longo do tempo, o que confere maior flexibilidade à irrigação, posto que nem sempre</p><p>se dispõe de água suficiente para suprir todo o projeto simultaneamente; (ii) proporciona maior</p><p>uniformidade de distribuição de água, uma vez que as diferenças de nível são menores dentro de</p><p>cada subunidade de irrigação; (iii) permite o uso de tubos de menor diâmetro, reduzindo o custo</p><p>inicial do sistema. Porém, como problemas, têm-se a conciliação de solos de mesma textura, áreas</p><p>com o mesmo número de plantas e, principalmente, a dificuldade em selecionar as dimensões</p><p>ótimas na divisão da área a ser irrigada em subunidades de irrigação.</p><p>Para uma abordagem didática, mostra-se na Figura 1.5 um esquema geral de distribuição</p><p>dos componentes de um sistema de microirrigação em campo. Os principais componentes do sistema</p><p>são: ponto de captação de água; estação de bombeamento; tubulação de recalque (adutora) onde</p><p>estão instaladas válvulas ventosas; reservatório de água (opcional); estação de pressurização</p><p>completa (sucção e recalque); estação de controle; linha principal; cavalete com válvulas de controle</p><p>de irrigação (válvulas que controlam a pressão na entrada da linha de derivação e válvulas que</p><p>controlam a quantidade de água aplicada na unidade de irrigação, com base em tempo ou em</p><p>volume); linha secundária; linha de derivação; linhas laterais com emissores.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 29</p><p>Subunidade ou setor de irrigação – é a superfície irrigada em que a pressão de funcionamento</p><p>do sistema é controlada por uma válvula reguladora de pressão. Esta superfície é irrigada</p><p>simultaneamente a partir do ponto onde se regula a pressão de entrada de água, ou seja, por</p><p>uma válvula instalada no início da linha de derivação ou em um cavalete localizado na entrada</p><p>da subunidade ou unidade de irrigação. No caso limite em que cada lateral tem um regulador</p><p>de pressão, a subunidade de irrigação estaria formada por uma única lateral e constitui a</p><p>base de dimensionamento das linhas laterais, de derivação e coletoras (tubulações usadas</p><p>no final das laterais para lavagem das mesmas – são opcionais). Há casos em que não há</p><p>necessidade de instalação de reguladores de pressão na entrada da linha de derivação. Na</p><p>figura 1.5 são utilizadas oito subunidades de irrigação.</p><p>Figura 1.5 - Esquema de instalação mostrando oito subunidades de irrigação, quatro unidades</p><p>e duas unidades operacionais, de forma que operam simultaneamente quatro subunidades:</p><p>(1+2+3+4) e (5+6+7+8). A LP1 conduz 100% da vazão e a LP2 50%. CC: estação de controle;</p><p>LP 1: linha principal 1; LP2: linha principal 2; LD: linha de derivação; LL: linha lateral; RP:</p><p>regulador de pressão; ∇ : válvula controladora de vazão ou de tempo.</p><p>Em função da organização operacional do sistema esquematizado na Figura 1.5 podem ser</p><p>dadas as seguintes definições:</p><p>Unidade ou bloco de irrigação – é a superfície irrigada formada pelo conjunto de</p><p>subunidades de irrigação operando simultaneamente a partir de um mesmo ponto, onde se</p><p>controla a quantidade de água aplicada, por tempo ou por volume. Em geral, usa-se uma</p><p>válvula hidráulica controlada por comandos elétricos, hidráulicos ou pneumáticos. Constitui</p><p>a base de dimensionamento da linha secundária. Na figura 1.5 são consideradas quatro</p><p>unidades de irrigação, supondo que cada uma é formada por duas subunidades.</p><p>Unidade operacional de irrigação, ou estação operacional – é a superfície formada</p><p>pelas unidades de irrigação que operam, simultaneamente, desde a mesma estação de</p><p>controle. Constitui a base de dimensionamento da linha principal e adutora, dos elementos da</p><p>estação de controle e do conjunto motobomba. A aplicação de água na unidade operacional</p><p>de irrigação é controlada por controladores de tempo de irrigação situados na estação de</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A30</p><p>controle. Muitos sistemas de irrigação são dimensionados para ter duas, três ou quatro</p><p>unidades operacionais. Um sistema com duas unidades é operado com a metade dos</p><p>emissores funcionando simultaneamente e a outra metade parada. Nos sistemas com três</p><p>unidades, opera-se, simultaneamente, apenas 1/3 dos emissores e com quatro unidades</p><p>opera-se simultaneamente 1/4 dos emissores e, durante o tempo de aplicação, 3/4 estarão</p><p>parados. Diferentes níveis de automação podem ser usados para controlar os ciclos de</p><p>abertura e fechamento das válvulas que controlam o tempo de aplicação ou o volume de água</p><p>aplicado nas unidades operacionais. É importante salientar que o sincronismo de abertura e</p><p>fechamento sequencial das unidades operacionais obedece a critérios técnicos que envolvem</p><p>além do dimensionamento hidráulico o agronômico, que aborda quesitos necessários para o</p><p>bom desenvolvimento da cultura como, por exemplo, o turno de rega mais adequado. Essa</p><p>divisão permite manter a irrigação dentro do turno de rega requerido pela cultura e com</p><p>menor necessidade de vazão instantânea, já que as unidades de irrigação operam de forma</p><p>escalonada.</p><p>Estação de controle – local onde são reunidos os equipamentos para filtragem da água,</p><p>injetores de fertilizantes e de outros produtos químicos, controladores eletrônicos e hidráulicos,</p><p>reguladores de pressão no início da linha principal, válvulas de alívio, dispositivos de medição</p><p>de água e, em alguns casos, abriga uma estação de bombeamento de água (Figura 1.6).</p><p>Uma situação particular quanto à localização da estação de controle é quando ela é montada</p><p>fora da área irrigada e distante da estação de bombeamento, mas, na maioria dos sistemas,</p><p>essa estrutura está localizada próximo à estação de bombeamento.</p><p>Figura 1.6 – Vista de estações de controle completas.</p><p>A partir da estação de controle a água é derivada para a área de irrigação e a linha de</p><p>recalque passa a ser chamada de linha principal, a qual é responsável por conduzir a água de</p><p>irrigação até as linhas secundárias. Nos cavaletes das subunidades de irrigação (Figura 1.7) existem</p><p>as válvulas de controle do sistema, cada uma com sua finalidade. Estas válvulas podem ser manuais</p><p>ou automáticas. Das linhas secundárias a água segue para as linhas de derivação e para as linhas</p><p>laterais, de onde é aplicada pelos emissores.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M</p><p>p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 31</p><p>Figura 1.7 – Vista dos cavaletes de unidades de irrigação.</p><p>Em algumas situações não existem linhas secundárias e as linhas de derivação partem</p><p>diretamente da linha principal. Em uma mesma área podem existir as diferentes configurações.</p><p>As linhas secundárias, de derivação e principal podem ser compostas por diferentes diâmetros,</p><p>podendo haver em uma mesma linha até três diâmetros distintos. As linhas laterais e de derivação</p><p>são dimensionadas com critérios de uniformidade de irrigação e as demais com critérios econômicos.</p><p>Sempre que possível as linhas laterais devem estar em nível e as linhas de derivação em declive.</p><p>As linhas laterais podem ser instaladas em apenas um lado da linha de derivação ou em</p><p>ambos os lados. Em algumas condições topográficas desfavoráveis e em subunidades grandes,</p><p>podem ser necessárias linhas de derivação auxiliares, que são conectadas às linhas de derivação e</p><p>operam paralelas a elas. As linhas principal, secundárias e de derivação podem estar dispostas sobre</p><p>a superfície do terreno ou enterradas.</p><p>Em terrenos planos e com linhas laterais dos dois lados de uma linha de derivação, a conexão</p><p>das laterais à derivação é feita de forma que se tenha o mesmo número de emissores de cada lado.</p><p>Onde a declividade é significativa, a energia de posição pode ser balanceada pelo deslocamento</p><p>do ponto de conexão de forma que na parte em aclive da linha lateral opere um menor número de</p><p>emissores, ou seja, menor vazão, do que na parte em declive. A mesma estratégia pode ser utilizada</p><p>para a conexão da linha principal com as linhas secundárias ou de derivação.</p><p>Os cavaletes com válvulas que controlam a irrigação podem estar próximos entre si e distantes</p><p>das unidades. Este tipo de disposição facilita a operacionalidade do sistema, principalmente quando</p><p>este é operado manualmente, uma vez que evita perda de tempo na irrigação pela necessidade de</p><p>deslocamento até as válvulas.</p><p>1.4.2 DISPONIBILIDADE DE ÁGUA PARA O SISTEMA</p><p>O potencial hídrico da propriedade agrícola deve ser avaliado em função da vazão, do volume</p><p>total disponível e da qualidade da água. Deve-se considerar a necessidade de construção de um</p><p>reservatório para suprir a vazão descontínua ou insuficiente.</p><p>Aspectos relativos à outorga e à concessão do uso da água devem ser observados e quando</p><p>necessário deve-se buscar auxílio profissional específico para tal finalidade. Muitas informações</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A32</p><p>podem ser obtidas no site www.ana.gov.br ou junto ao órgão de competência ambiental responsável</p><p>pela administração dos recursos hídricos no estado.</p><p>Não se deve iniciar qualquer etapa do projeto sem antes efetuar uma análise prévia da</p><p>qualidade da água, avaliando principalmente os teores de ferro, bicarbonatos e matéria orgânica em</p><p>suspensão, visto serem estes os principais responsáveis pela ocorrência de entupimentos e danos</p><p>ao sistema. A qualidade da água define a necessidade de tratamento, a capacidade do sistema de</p><p>filtragem, sua complexidade e custo.</p><p>Os métodos de medidas de vazão disponíveis são os mais variados, sendo os mais</p><p>comuns o vertedouro, o flutuador e o molinete. Podem-se utilizar vazões regionalizadas obtidas</p><p>em sequência de dados disponíveis no órgão regulamentador de águas da região em que se</p><p>encontra a propriedade.</p><p>Na configuração do sistema esquematizado na Figura 1.5 tem-se uma estação de bombeamento</p><p>responsável por elevar a água do ponto de captação, geralmente um rio ou um reservatório natural,</p><p>até a estação de controle ou até um reservatório artificial, escavado ou superficial (Figura 1.8). A</p><p>fonte de água pode ser também um poço artesiano.</p><p>A B</p><p>Figura 1.8 – vista de reservatórios: escavado e revestido com geomembrana (A) e superficial</p><p>construído em chapas metálicas (B).</p><p>A utilização de um reservatório artificial depende das necessidades do projeto, sendo</p><p>recomendado naqueles em que se exige algum tratamento especial da água de irrigação como,</p><p>por exemplo, a oxidação do ferro em suspensão, através de processos de aeração (Figura 1.9) ou</p><p>químicos. Pode também ser usado quando as distâncias ou elevações de recalque são muito grandes</p><p>superando as especificações técnicas de bombas disponíveis comercialmente. O problema deste tipo</p><p>de disposição é que os custos incidirão sobre duas estações de bombeamento, nas obras civis, peças,</p><p>manutenção e consumo de energia e, portanto, o reservatório artificial deve ser utilizado somente</p><p>em casos de necessidade.</p><p>C A P Í T U L O 1 S I S T E M A S D E M I C R O I R R I G A Ç Ã O E S E U S C O M P O N E N T E S</p><p>F R I Z Z O N E , F R E I T A S , R E Z E N D E E F A R I A 33</p><p>Figura 1.9 – Estrutura em cascata para aeração da água e</p><p>precipitação do ferro.</p><p>1.4.3 DISPONIBILIDADE DE ENERGIA PARA O SISTEMA</p><p>Primeiramente, a fonte de energia a ser utilizada deve ser avaliada e, em função do projeto,</p><p>deve-se preferir a menos poluidora, como a energia elétrica. Além dos menores custos operacionais</p><p>e de manutenção, em relação à energia fornecida por motores a diesel, essa fonte contrasta menos</p><p>com os impactos ambientais ocasionados pela microirrigação. É importante observar a voltagem</p><p>que a energia é distribuída e a qualidade da rede fornecedora, bem como a potência disponível e</p><p>a potencial. Redes com voltagens acima de 220 V são preferenciais já que a maioria dos motores</p><p>elétricos utilizados na irrigação é de potência maior que 12,5 CV, e estes não são fabricados em</p><p>voltagens inferiores (110 V – monofásico). Esta característica confere aos motores trifásicos mais</p><p>potência, maior efi ciência do conjunto e menor energia residual.</p><p>Atenta-se para o fato da existência de diversas opções de cobrança da energia elétrica</p><p>utilizada na irrigação para produtores rurais no Brasil. A tarifação da energia elétrica é feita em</p><p>função do horário do dia, da época de utilização no ano e da disponibilidade de fornecimento. Os</p><p>descontos podem chegar a 80% e os horários, normalmente abrangentes, são das 6:00 às 17:00</p><p>horas e das 21:00 às 6:00 horas, e devem ser contratados junto a concessionária de energia</p><p>elétrica do estado.</p><p>1.4.4 ESTAÇÃO DE CONTROLE</p><p>A estação de controle é defi nida como o conjunto de todas as motobombas, válvulas, fi ltros,</p><p>injetores de produtos químicos, controladores de volume e de tempo, equipamentos de monitoramento,</p><p>bem como outras instalações necessárias para fornecer água em quantidade e pressão sufi cientes e</p><p>qualidade adequada para o sistema de microirrigação. Deve estar localizado de modo a propiciar fácil</p><p>acesso para realização de manutenção e operação. O seu posicionamento em relação à área pode</p><p>variar de um projeto para outro. A quantidade e os tipos de componentes podem variar muito de</p><p>acordo com as necessidades do projeto, podendo este ser mais simples, com funcionamento manual,</p><p>semi ou totalmente automatizado.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A34</p><p>A preparação do local para instalar a estação de controle deve garantir a drenagem do</p><p>excesso de água de chuvas, bem como proporcionar o acesso confiável sob condições climáticas</p><p>adversas. Deve ser construída uma base de concreto, nivelada, com tamanho e resistência suficientes</p><p>para permitir a montagem das bombas, filtros, fixação dos controladores de fluxo e painéis de</p><p>controle elétricos. Também ficam na estação de controle as válvulas, injetores de produtos químicos,</p><p>medidores de fertilizantes, controladores de retrolavagem e outros equipamentos.</p><p>A fundação deve ser estável permitindo que os equipamentos possam ser parafusados</p><p>para reduzir as vibrações, evitar estresses estruturais e facilitar a manutenção. Blocos de</p><p>ancoragem podem ser</p><p>necessários para fixar as tubulações de entrada e saída. Estruturas de</p><p>apoio adequadas devem ser previstas para os componentes pesados como medidores de vazão,</p><p>válvulas de comando e filtros.</p><p>As motobombas são instaladas sobre blocos de concreto armado, com brocas de sustentação,</p><p>com parafusos para fixação na distância determinada na base do conjunto motobomba e devem</p><p>seguir as recomendações de instalação do catálogo do fabricante.</p><p>Devem ser previstas estruturas de drenagem e instalações de contenção de enxurradas em</p><p>torno de qualquer tanque de produtos químicos para evitar contaminação de águas superficiais por</p><p>derramamento. Fontes de águas subterrâneas devem ser protegidas para evitar a contaminação</p><p>por produtos químicos ou por bactérias. A água proveniente da retrolavagem dos filtros que não</p><p>contenha resíduos de fertilizantes ou outros produtos químicos pode ser canalizada para o curso</p><p>d’água mais próximo. Caso a água seja contaminada, deve ser descartada em local determinado</p><p>no projeto, podendo ser distribuída através de tubos janelados, por espalhamento sobre o solo ou</p><p>encaminhamento para uma fossa que serve como sumidouro. Pode também ser reaproveitada para</p><p>pulverização agrícola ou para supressão de poeiras, não devendo ser permitido a eliminação dessas</p><p>águas através de sistemas de drenagem até os cursos d’água.</p><p>É necessário adotar medidas para proteger a instalação de danos mecânicos acidentais</p><p>causados por implementos agrícolas, veículos e tratores. O centro de controle, o reservatório de</p><p>sedimentação e os tanques de produtos químicos devem ser protegidos e mantidos fora do alcance</p><p>de crianças, de pessoas não autorizadas, ou de animais, evitando-se, assim, acidentes e danos</p><p>físicos aos componentes da estação de controle.</p><p>Para projetar uma estação de controle, algumas recomendações gerais devem ser observadas,</p><p>conforme resumidas a seguir (EVANS; WU; SMAJSTRALA, 2007):</p><p>(a) Projetar a altura da estação de controle mais conveniente para a montagem e</p><p>desmontagem, substituição, reparos e limpeza dos diferentes componentes e, ao</p><p>mesmo tempo, de forma a minimizar a entrada de detritos ou outros contaminantes no</p><p>local. Preferencialmente, os componentes devem ser instalados a uma altura mínima de</p><p>0,40 m acima da superfície concretada para que se possa ter espaço adequado para o</p><p>trabalho.</p><p>(b) Manter distâncias adequadas entre os diversos componentes para garantir acesso e</p><p>funcionalidade dos medidores e controladores e facilitar a operação, manutenção e</p><p>limpeza de filtros, desmontagem e substituição de peças defeituosas. Certificar-se de</p><p>que as setas indicando o sentido do fluxo em componentes como medidores de vazão e</p><p>válvulas de retenção estejam corretos.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 35</p><p>(c) Assegurar que os componentes da estação de controle possam ser isolados por válvulas</p><p>para trabalhos de reparação e manutenção e que existem uniões, acoplamentos ou</p><p>flanges instalados para facilitar a desmontagem e reparação de componentes.</p><p>(d) Selecionar materiais resistentes para todos os tubos e componentes que possam entrar em</p><p>contacto com substâncias químicas concentradas, incluindo fertilizantes. Revestimentos</p><p>especiais podem ser necessários para proteger os componentes hidráulicos que operam</p><p>diretamente em contato com produtos químicos.</p><p>(e) Os manômetros ou as tomadas de pressão devem ser instalados imediatamente à</p><p>montante e à jusante de todos os principais componentes que possam modificar a</p><p>pressão (por exemplo, reguladores de pressão, dispositivos de filtração, bomba injetora</p><p>de fertilizantes, válvulas controladoras de pressão).</p><p>(f) Acessórios elétricos e hidráulicos são necessários ao equipamento de injeção de</p><p>fertilizantes para evitar retorno de solução química e contaminação das fontes de</p><p>abastecimento de água quando a bomba principal de abastecimento não está em</p><p>funcionamento. Os produtos químicos (exceto biocidas, tais como cloro) não devem ser</p><p>injetados durante o processo de retrolavagem dos filtros.</p><p>(g) As válvulas solenóides devem oferecer flexibilidade para operação manual ou hidráulica e</p><p>possibilitar a abertura e o fechamento em até 5 segundos para evitar golpe de aríete.</p><p>(h) Utilizar dispositivos de proteção e aterramento para evitar choques elétricos.</p><p>(i) O conjunto motobomba deve ser protegido por relê térmico e estar localizado sob</p><p>cobertura para evitar a luz solar direta com o objetivo de prolongar a vida útil dos seus</p><p>componentes e reduzir o superaquecimento.</p><p>(j) Os equipamentos devem respeitar uma distância mínima de um metro até as paredes</p><p>da casa de proteção para permitir livre caminhamento. Na medida do possível, a</p><p>tubulação deve ser instalada de modo a não interceptar diretamente uma parede (a não</p><p>ser a sucção), o que impediria o livre trânsito. Tratando-se especificamente do motor,</p><p>o ventilador de arrefecimento deve estar a uma distância mínima da parece oposta</p><p>a ele, o eixo e o acoplamento devem estar protegidos com anteparos, os parafusos</p><p>e chumbadores devem ser de aço inox para evitar fissuras e ferrugem. Para outros</p><p>cuidados, deve-se ler e atender com rigor todas as recomendações listadas no catálogo</p><p>do fabricante do equipamento.</p><p>(k) Caso a estação de controle tenha dimensões que impeçam a retirada das motobombas</p><p>ou outros equipamentos de grande porte por braços hidráulicos acoplados a tratores,</p><p>deve ser instalada nessa estação uma talha para retirada manual dos equipamentos.</p><p>(l) A altura do piso da motobomba e do ponto de entrada da tubulação de sucção na</p><p>estação de controle devem respeitar a altura máxima de sucção, evitando a cavitação,</p><p>e o nível máximo de elevação da água, evitando a inundação.</p><p>(m) Uma junta mecânica deve ser usada na tubulação de sucção em estações de controle</p><p>que contenham motobombas abaixo do nível da água, para não permitir qualquer</p><p>desalinhamento entre as partes e para não transmitir vibração à parede. Também</p><p>neste caso deve ser criado um poço de sucção dentro da estação de controle contendo</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A36</p><p>motobomba acionada por sensor de nível, para retirar toda água que possa entrar nessa</p><p>estação e que possa danificar os componentes elétricos por inundação.</p><p>(n) Todas as tubulações, com exceção da sucção, devem estar alinhadas com a estrutura</p><p>de alvenaria, aprumadas e niveladas horizontalmente. Os métodos para conexão mais</p><p>utilizados são (i) flange – exige alinhamento axial e longitudinal. Recomenda-se o</p><p>uso de arruelas de pressão na tubulação de sucção e recalque da bomba para evitar</p><p>possível entrada de ar ou vazamento de água; (ii) rosca – sistema que necessita de</p><p>peças denominadas “união”, para facilitar a posterior retirada de peças conectadas; (iii)</p><p>vitáulica - são acoplamentos que permitem certo desalinhamento e distanciamento e</p><p>que apresentam maior facilidade de acoplamento e desacoplamento para manutenção,</p><p>contudo são mais sujeitos a vazamentos.</p><p>(o) O conjunto motobomba não deve sofrer tensão mecânica nos seus flanges ou roscas,</p><p>pois, como sua estrutura é em ferro fundido, a chance de aparecimento de trincas torna-</p><p>se grande. A instalação sempre deve começar pelo conjunto motobomba, suportado por</p><p>estruturas em alvenaria ou em metal. Entre a base da motobomba e a base de concreto</p><p>podem-se instalar peças em borracha para absorver a vibração.</p><p>(p) O conjunto motobomba e as tubulações devem ficar separados por uma parede dos</p><p>controladores de irrigação e do painel de comando elétrico-eletrônico, para evitar</p><p>qualquer contato acidental e que entre água nos comandos energizados.</p><p>(q) Todas as tubulações auxiliares, como as que conduzem soluções fertilizantes, conduites</p><p>para cabos e fios, drenos,</p><p>cabos para conexão do controlador, devem ser acomodados</p><p>em canaletas construídas com o fundo em alvenaria ou brita, com espaço para</p><p>manutenção e cobertas com grelhas metálicas ou placas de concreto posicionadas no</p><p>mesmo nível do piso.</p><p>(r) As tubulações de sucção em uma estação de controle devem seguir normas de distância</p><p>mínima entre si, entre elas e as paredes da casa de proteção e em relação ao fundo do</p><p>reservatório. A distância recomendada entre o ponto de sucção e qualquer superfície,</p><p>inclusive do nível da água é 2,5 vezes o diâmetro da sucção. Também se deve instalar</p><p>um dispositivo que separa uma sucção da outra para diminuir a turbulência na água.</p><p>1.4.5 SISTEMA DE FILTRAGEM</p><p>Existem três tipos básicos de filtragem: cinética, de profundidade e de superfície. Na filtragem</p><p>cinética utilizam-se os separadores centrífugos, como os hidrociclones (Figura 1.10A), para separar</p><p>partículas sólidas de maiores diâmetros e maior massa específica. Para a filtragem de profundidade</p><p>utilizam-se os filtros de areia (Figura 1.10B), que são eficientes para reter material orgânico,</p><p>areia fina e para águas ferrosas que sofreram tratamento oxidante. Para a filtragem de superfície</p><p>utilizam-se filtros de tela (Figura 1.10D) com a finalidade de reter partículas inorgânicas e orgânicas</p><p>indeformáveis não filamentosas.</p><p>Os filtros de discos combinam a filtragem de superfície e de profundidade, possuindo o</p><p>tamanho compacto dos filtros de superfície e a capacidade de bloquear a passagem de partículas</p><p>dos filtros de profundidade. Existem filtros que combinam a filtragem cinética com a de superfície.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 37</p><p>Dependendo da fonte de água para a irrigação, o sistema de filtragem pode incluir um simples</p><p>filtro ou combinação de filtros como: separadores centrífugos, filtros de areia, filtros de tela,</p><p>filtros de discos.</p><p>Os tipos de lavagem dos filtros podem ser por (i) arraste, onde somente uma torrente de</p><p>água em alta velocidade passa pelo elemento filtrante e (ii) retrolavagem, onde um fluxo reverso</p><p>combinado com movimentação (filtragem em profundidade) ou não (filtragem por superfície) do</p><p>elemento filtrante realizam uma eficiente limpeza.</p><p>Em relação aos métodos de limpeza do elemento filtrante, existem (i) ativo, quando um</p><p>agente ativo, como jato de água, combinado com um diferencial de pressão fazem a limpeza do</p><p>elemento, e (ii) passivo, quando somente o processo de diferencial de pressão realiza a limpeza</p><p>do elemento (Figura 1.11). O filtro ideal é aquele em que, após o processo de autolavagem,</p><p>as condições hidráulicas de pressão antes e depois do mesmo, voltam ao valor normal do filtro</p><p>limpo.</p><p>A B</p><p>C D</p><p>Figura 1.10 – Separador centrífugo – hidrociclone (A); filtro de areia (B), conjunto de filtros de discos</p><p>e tela (C); e elementos dos filtros discos e tela (D).</p><p>Geralmente, os filtros de tela têm um menor poder tampão de retenção de sólidos; isso</p><p>significa que seu regime de trabalho é mais intermitente que os outros tipos de filtro, com uma</p><p>duração de limpeza também menor que os outros. O filtro de areia fica maior tempo sem realizar</p><p>autolimpeza, porém neste processo gera-se maior volume de água de descarga, além disso, seu meio</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A38</p><p>filtrante é instável e é muito sensível a grandes diferenciais de pressão, podendo criar canais internos</p><p>de passagem de água, o que leva a entrada de água não filtrada no sistema de microirrigação.</p><p>O filtro de disco é intermediário aos dois sistemas, tem um elemento filtrante estável, podendo</p><p>suportar altos diferenciais de pressão, porém, é o sistema que precisa de maior pressão para efetuar</p><p>uma autolavagem com a eficiência desejada.</p><p>A avaliação de um sistema de microirrigação deve incluir a determinação da eficiência de</p><p>remoção de sólidos totais em suspensão e o diferencial de pressão através do filtro (pressão de</p><p>entrada – pressão de saída). Se o diferencial de pressão, após a limpeza, excede significativamente</p><p>as especificações do fabricante, a causa deve ser investigada. As causas mais comuns são: (a)</p><p>vazão de retrolavagem insuficiente; (b) pequeno tempo de retrolavagem, (c) obstrução da camada</p><p>inferior do meio filtrante, (d) elementos filtrantes de tela ou discos parcialmente obstruídos com</p><p>partículas que necessitam ser removidas manualmente (e) pressão insuficiente para retrolavagem.</p><p>Por outro lado, se o diferencial de pressão é constantemente muito pequeno, é necessário averiguar</p><p>a possibilidade de defeitos na tela ou nos discos, formação de canais dentro do leito filtrante do filtro</p><p>de areia, desgaste dos sistemas de vedação ou má operação das válvulas.</p><p>A B</p><p>Figura 1.11 – Detalhe da lavagem manual do filtro de disco (A) e um filtro de tela horizontal com</p><p>mecanismo de retrolavagem automática (B).</p><p>Os filtros e graus de filtragem devem seguir critérios de seleção de acordo com a vazão</p><p>e pressão no projeto, tipo e vazão do emissor e qualidade da água. Em geral, procura-se usar</p><p>filtros de areia em projetos em que a água tem componentes orgânicos, filtros de tela onde há</p><p>grande quantidade de material mineral (por exemplo, areia) e pouca carga orgânica e o filtro de</p><p>disco trabalha nas condições intermediárias. Também se usa para a escolha do tipo de filtragem,</p><p>características inerentes ao sistema, como pressão mínima de trabalho em retrolavagem, vazão e</p><p>volume de água produzido nesta operação e custo de manutenção do equipamento.</p><p>1.4.6 INJETORES DE PRODUTOS QUÍMICOS</p><p>Os injetores de produtos químicos devem constituir parte integrante dos sistemas de</p><p>microirrigação. Existem vários tipos e a seleção depende do grau de sofisticação que se deseja e</p><p>da disponibilidade de energia elétrica (Figura 1.12). A injeção de produtos químicos pode ser feita</p><p>C A P Í T U L O 1 S I S T E M A S D E M I C R O I R R I G A Ç Ã O E S E U S C O M P O N E N T E S</p><p>F R I Z Z O N E , F R E I T A S , R E Z E N D E E F A R I A 39</p><p>(i) entre os fi ltros de areia e os de tela ou discos, para evitar a retenção destes produtos pela areia</p><p>e para não produzir um ambiente rico em nutrientes dentro dos tanques de fi ltragem, favorecendo</p><p>o desenvolvimento de alguns microorganismos e para que as impurezas dos fertilizantes sejam</p><p>fi ltradas pelos fi ltros secundários; (ii) após o sistema de fi ltragem e medição de água; nesse caso</p><p>se instala um fi ltro auxiliar com o mesmo grau de fi ltragem, para evitar a entrada de impurezas no</p><p>sistema ou (iii) em by pass no tubo de sucção da motobomba principal.</p><p>C D</p><p>A B</p><p>Figura 1.12 – Injeção de fertilizante via tanque de derivação de fl uxo (A), venturi (B), bomba</p><p>centrífuga de aço inox com motor elétrico (C) e de pistão (D).</p><p>No caso da aplicação de fertilizantes, o equipamento de fertirrigação compõe-se de depósitos</p><p>de fertilizantes, mecanismos de aplicação, tubulação condutora da calda, válvulas de retenção,</p><p>reguladores de pressão a mola, medidores de vazão de calda fertilizante, sensores para pH e</p><p>condutividade elétrica e equipamentos para diluição do fertilizante.</p><p>Os injetores podem ser agrupados em duas categorias: passivos e ativos. Os injetores</p><p>passivos usam a energia fornecida pela água para injetar o fertilizante. São exemplos os injetores</p><p>tipo seringa de sucção, o tanque de derivação de fl uxo (Figura 1.12A), o Venturi (Figura 1.12B).</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A40</p><p>Nesses casos aproveita-se o diferencial de pressão, que pode ser criado através de um sistema de by</p><p>pass ou por uma motobomba auxiliar.</p><p>Os injetores ativos usam uma fonte externa de energia ou um movimento mecânico para criar</p><p>pressão</p><p>que exceda a da linha de irrigação para injetar o produto. Os principais tipos de injetores</p><p>ativos são as bombas de diafragma, centrífugas com motor elétrico e com rotor de nylon ou de aço</p><p>inox (Figura 1.12C) e de pistão (Figura 1.12D).</p><p>1.4.7 VÁLVULAS DE CONTROLE E MEDIÇÃO</p><p>Existem muitas válvulas que podem ser utilizadas em sistemas de microirrigação, dependendo</p><p>do grau de automação desejado. Alguns principais tipos são descritos a seguir.</p><p>● Válvulas hidráulicas – São mecanismos que interrompem a passagem da água por meio</p><p>de um pistão ou por um diafragma que atua mediante a pressão transmitida por um sinal</p><p>hidráulico (Figura 1.13).</p><p>Existem dois tipos de válvulas hidráulicas em relação ao método de trabalho: (a)</p><p>normalmente aberta – fecha ao receber um sinal hidráulico. A água entra na câmara superior por</p><p>um microtubo de controle e produz uma pressão de cima para baixo de igual magnitude à existente</p><p>na rede. Entretanto, o empuxo é maior no diafragma por ter maior superfície e o pistão abaixa</p><p>produzindo o fechamento; (b) normalmente fechada – abre ao receber um sinal hidráulico. Nesse</p><p>caso o processo é semelhante ao anterior, mas a água de controle entra na câmara inferior do</p><p>diafragma e o empuxo atua de baixo para cima abrindo a válvula. Existem três tipos em relação ao</p><p>seu modo de controle: (a) com câmara única e diafragma, (b) com câmara única e obturador, e (c)</p><p>com câmara dupla e obturador.</p><p>Existem dois tipos em relação ao material aplicado: (a) plásticas, como PVC, poliamida</p><p>reforçada com fibra de vidro, polipropileno, e (b) metálicas, ferro fundido, ferro dúctil, bronze,</p><p>aço inox. Em relação à quantidade de vias há dois tipos: (a) duas vias, passagem reta ou angular</p><p>e (b) três vias. As possibilidades de conexão normalmente usadas no Brasil podem ser via rosca,</p><p>flange e vitáulica; geralmente as válvulas pequenas conectam-se via rosca e, as grandes, por</p><p>flange-vitáulica.</p><p>As válvulas hidráulicas têm grande aplicação na microirrigação, uma vez que as áreas</p><p>irrigadas são divididas em unidades de irrigação e estas são controladas por válvulas. Ao se decidir</p><p>irrigar uma área dividida, por exemplo, em 6 unidades (seis operações individuais), cada uma pode</p><p>ser colocada em operação manualmente, abrindo-se ou fechando-se registros, ou automaticamente,</p><p>por meio de válvulas hidráulicas automáticas. Estas válvulas podem ter várias funções, como (a)</p><p>válvula redutora de pressão, que deve restringir a um valor regulado a pressão à jusante da</p><p>válvula; (b) válvula sustentadora de pressão, para manter a pressão a montante da válvula, desde</p><p>que o conjunto gerador de pressão continue a operar e, por questões hidráulicas do sistema, a</p><p>pressão à jusante da válvula tenda a baixar; (c) válvula controladora de fluxo, para restringir o</p><p>fluxo através de leitura de diferencial de pressão em uma placa de orifício, para impedir o fluxo</p><p>excessivo de água; (d) válvula de alívio rápido, que deve abrir instantaneamente quando o sistema</p><p>atingir um valor de pressão regulado, impedindo a ruptura de algum componente do sistema; (e)</p><p>válvula de alívio, para trabalhar em velocidades menores de reação de abertura e fechamento,</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 41</p><p>permanecendo aberta pelo período necessário para equalizar a vazão de bombeamento e permitir</p><p>irrigar áreas com grandes diferenças de vazão com o mesmo conjunto motobomba; (f) válvula</p><p>antecipadora de onda, que atuam na redução significativa dos efeitos de uma onda de pressão</p><p>causada pela mudança repentina de estado do sistema. O acoplamento de um piloto às válvulas dá</p><p>a elas diferentes capacidades de trabalho.</p><p>C</p><p>A</p><p>D</p><p>B</p><p>Figura 1.13 – Válvulas hidráulicas: controladora de bomba em posição horizontal (A), vertical (B),</p><p>montada sobre cavalete (C), e piloto de regulagem (D).</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A42</p><p>● Válvulas volumétricas – São utilizadas para controlar o volume de água aplicado. São</p><p>compostas por um medidor de volume tipo Wotmann integrado uma válvula hidráulica</p><p>ou mecânica (Figura 1.14). A válvula mecânica é utilizada só para diâmetros pequenos</p><p>(normalmente até 1 polegada). Para iniciar a operação da válvula volumétrica regula-se o</p><p>ponteiro indicador no volume que se deseja aplicar e, após a passagem desse volume de</p><p>água registrado num contador, o ponteiro indicador volta a zero sendo transmitido o sinal</p><p>hidráulico à válvula hidráulica ou mecânica que interrompe a passagem da água.</p><p>O funcionamento da válvula volumétrica não é afetado pela oscilação de pressão da água</p><p>na rede. A maioria dos modelos incorpora um mecanismo totalizador que registra o volume total</p><p>de água que passa pela válvula em irrigações sucessivas. O contador e a válvula hidráulica podem</p><p>estar integrados em um único corpo ou com ambos os mecanismos separados, conectados por uma</p><p>válvula multivias.</p><p>As válvulas volumétricas e hidráulicas são conectadas entre si nas automações do tipo</p><p>sequencial hidráulico. As conexões são feitas por microtubo de polietileno (6 a 8 mm de diâmetro)</p><p>e, quando é necessário mudar a direção do fluxo, são utilizadas pequenas válvulas de 3 a 5 vias</p><p>que enviam sinais hidráulicos para outras saídas, permitindo o controle de mais de uma unidade de</p><p>irrigação. Atualmente estas válvulas são pouco utilizadas.</p><p>ponteiro indicador no volume que se deseja aplicar e, após a passagem desse</p><p>volume de água registrado num contador, o ponteiro indicador volta a zero sendo</p><p>transmitido o sinal hidráulico à válvula hidráulica ou mecânica que interrompe a</p><p>passagem da água.</p><p>O funcionamento da válvula volumétrica não é afetado pela oscilação de</p><p>pressão da água na rede. A maioria dos modelos incorpora um mecanismo</p><p>totalizador que registra o volume total de água que passa pela válvula em</p><p>irrigações sucessivas. O contador e a válvula hidráulica podem estar integrados em</p><p>um único corpo ou com ambos os mecanismos separados, conectados por uma</p><p>válvula multivias.</p><p>As válvulas volumétricas e hidráulicas são conectadas entre si nas</p><p>automações do tipo seqüencial hidráulico. As conexões são feitas por microtubo de</p><p>polietileno (6 a 8 mm de diâmetro) e, quando é necessário mudar a direção do</p><p>fluxo, são utilizadas pequenas válvulas de 3 a 5 vias que enviam sinais hidráulicos</p><p>para outras saídas, permitindo o controle de mais de uma unidade de irrigação.</p><p>Atualmente estas válvulas são pouco utilizadas.</p><p>Figura 1.14 – Válvula volumétrica, com detalhe do mecanismo totalizador.</p><p>● Válvulas solenóides – São mecanismos utilizados no automatismo das unidades</p><p>de irrigação com base no tempo, sendo que a abertura e o fechamento da</p><p>passagem da água são feitos por sinais eletromagnéticos emitidos de um</p><p>equipamento eletrônico controlador ou temporizador da irrigação, instalado na</p><p>estação de controle (Figura 1.15). Nessa central é fixado o tempo de operação, a</p><p>ordem de abertura e fechamento das válvulas solenóides, e outras funções de nível</p><p>mais elevado de automação como freqüência de irrigação em período mais ou</p><p>menos longo.</p><p>Figura 1.14 – Válvula volumétrica, com detalhe do mecanismo totalizador.</p><p>● Válvulas solenoides – São mecanismos utilizados no automatismo das unidades de</p><p>irrigação com base no tempo, sendo que a abertura e o fechamento da passagem da água</p><p>são feitos por sinais eletromagnéticos emitidos de um equipamento eletrônico controlador</p><p>ou temporizador da irrigação, instalado na estação de controle (Figura 1.15). Nessa central</p><p>é fixado o tempo de operação, a ordem de abertura e fechamento das válvulas solenoides,</p><p>e outras funções de nível mais elevado de automação como frequência de irrigação em</p><p>período mais ou menos longo.</p><p>Os sinais chegam a uma válvula por cabos elétricos. Somente em válvulas</p><p>de diâmetros</p><p>pequenos a solenoide atua diretamente sobre o mecanismo que abre e fecha a passagem de água.</p><p>Nos demais casos, a válvula solenoide abre ou fecha a passagem da água em um pequeno circuito</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 43</p><p>que envia os sinais a uma válvula hidráulica do mesmo tipo daquela descrito anteriormente. Muitos</p><p>fabricantes produzem a mesma válvula preparada para trabalhar hidráulica ou eletricamente,</p><p>dependendo somente do encaixe do mecanismo de comando na tampa da válvula. Normalmente,</p><p>em regiões onde há grande incidência de descargas atmosféricas, usa-se comando elétrico ou</p><p>pneumático para acionamento das válvulas hidráulicas. Onde não há tais fenômenos atmosféricos,</p><p>podem-se usar também comandos elétricos de baixa tensão. Algumas válvulas solenoides precisam</p><p>ser acopladas a relês hidráulicos, pois, suas passagens são muito pequenas e isso iria causar um</p><p>tempo muito longo para passar o volume de água suficiente para atuar na válvula hidráulica.</p><p>Figura 1.15 – Válvulas solenoides conectadas aos controladores</p><p>de sistema.</p><p>● Outras válvulas – A rede hidráulica de um sistema de microirrigação necessita de</p><p>outras válvulas especiais para o bom funcionamento do conjunto. Na saída do conjunto</p><p>motobomba, em todos os pontos altos do sistema e nos locais onde a rede hidráulica</p><p>muda de declividade, instalam-se ventosas ou válvulas de ar, com a função de retirar o ar</p><p>que é bombeado junto com a água (Figura 1.16).</p><p>As válvulas de ar podem ser (i) cinéticas, quando só retiram o ar durante o período que não</p><p>houver água pressurizada abaixo do seu êmbolo, (ii) automáticas, retiram o ar inclusive quando</p><p>está com água pressurizada atuando no seu êmbolo, porém com baixas vazões de saída e entrada</p><p>de ar, e (iii) combinadas, reúnem em uma peça as vantagens da válvula cinética e da automática.</p><p>Com funções similares, devem ser instaladas nos pontos altos válvulas anti-vácuo, que permitem</p><p>a entrada de ar na tubulação evitando pressões negativas (vácuo) na rede; em certos casos uma</p><p>válvula antivácuo pode ser usada no lugar de uma válvula de ar cinética.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I Z Z O N E , F R E I T A S , R E Z E N D E E F A R I A44</p><p>Figura 1.16 – Detalhe de uma válvula ventosa instalada em linha e em caixa de inspeção.</p><p>Para facilitar a limpeza dos fi ltros utiliza-se a válvula de retrolavagem que representa o</p><p>resultado aperfeiçoado do trabalho conjunto de duas válvulas hidráulicas de duas vias. Esta válvula</p><p>é ativada pela pressão da rede, que fecha a entrada do fi ltro e abre a saída para descarga, causando</p><p>um fl uxo reverso no fi ltro.</p><p>Para evitar fl uxo reverso que poderia causar danos aos equipamentos do sistema, como a</p><p>motobomba, usam-se válvulas de retenção. Estas válvulas são compostas de uma ou duas portinholas</p><p>ou por passagem periférica, tensionadas ou não por molas, metálicas ou plásticas, com redução</p><p>de diâmetro ou com passagem nominal (Figura 1.17). Essas válvulas normalmente são usadas na</p><p>extremidade do tubo de sucção, na tubulação de recalque de uma instalação de bombeamento,</p><p>tanto em série quanto em paralelo, inseridas nas tubulações de adução quando estão em desníveis</p><p>acentuados e na tubulação da estação de controle, após o ponto de inserção do equipamento injetor</p><p>de calda fertilizante.</p><p>Figura 1.17 – Válvulas de retenção tipos waffer e</p><p>portinhola, instaladas verticalmente</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 45</p><p>Em resumo, o funcionamento adequado de uma rede hidráulica é regulado por válvulas de</p><p>multifunção, de proteção, de controle de pressão, de vácuo, ventosas e válvulas de divisão de áreas</p><p>irrigadas. Na microirrigação o controle que se exerce sobre o sistema é um fator de grande importância</p><p>para o sucesso da irrigação. Um medidor de água, ou hidrômetro, é um componente fundamental. A</p><p>instalação de manômetros (ou pontos para tomada de pressão) em vários locais da rede hidráulica</p><p>permite o monitoramento das pressões no sistema. Tendo-se a leitura dos hidrômetros e das pressões</p><p>na rede, pode-se resolver grande parte dos problemas relacionados com a rede hidráulica.</p><p>1.4.8 CONTROLADORES ELETRÔNICOS DE IRRIGAÇÃO</p><p>Existem programadores de irrigação para diversos níveis de automação (Figura 1.18). Eles</p><p>controlam o tempo ou o volume de água a ser aplicado em uma unidade operacional de irrigação.</p><p>O controle por tempo consta fundamentalmente de um relógio que mede o tempo e de um conjunto</p><p>de comandos e interruptores que permitem fixar a ordem de abertura e fechamento das válvulas</p><p>solenoides, controlando a duração e a frequência de irrigação. Esses controladores podem realizar</p><p>a partida e a parada de motores elétricos, tanto para o bombeamento da água quanto para a</p><p>injeção de fertilizantes.</p><p>A escolha do tipo mais adequado de controlador depende do tamanho do projeto e do</p><p>grau de sofisticação que se deseja. Existem aparelhos simples, semelhantes a temporizadores,</p><p>que podem abrir e fechar as válvulas e ligar e desligar o conjunto de bombeamento. Outros</p><p>controladores são capazes de registrar o tempo ou volume de água que passou por uma</p><p>determinada válvula. Outros, além disso, registram quantidades de fertilizantes, ligam e desligam</p><p>unidades de irrigação por volume de água e nutrientes (e não por tempo), controlam níveis de</p><p>pH, condutividade elétrica, emitem alarmes no próprio equipamento ou, se ligados a antenas,</p><p>enviam alarmes a computadores e celulares, gravam lista completa de eventos e irrigações e</p><p>trabalham em interface no computador pessoal.</p><p>Figura 1.18 – Controlador de sistema de irrigação automatizado</p><p>1.4.9 TUBULAÇÕES</p><p>A rede de tubulações de um sistema de microirrigação se constitui no conjunto de tubos e</p><p>conexões responsáveis pela condução da água do conjunto motobomba, passando pela estação de</p><p>controle, até os emissores localizados nas linhas laterais. Em alguns casos são utilizadas também</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A46</p><p>para coleta de água no final das linhas laterais (linha coletora), permitindo a lavagem das mesmas.</p><p>Assim, toda e qualquer tubulação faz parte do projeto de irrigação como um todo. As conexões</p><p>compreendem as juntas de vedação, adaptadores, uniões, reduções, derivações, variações de seção</p><p>e mudanças de direção, e algumas são desenvolvidas especialmente para cada situação.</p><p>Alguns termos relacionados a este item precisam ser definidos para facilitar a compreensão:</p><p>● Pressão de trabalho (PT) – É o valor da pressão interna máxima para a qual se</p><p>dimensionou um tubo com um determinado coeficiente de segurança que visa prevenir</p><p>das flutuações nos valores das variáveis que podem ocorrer normalmente durante seu uso</p><p>contínuo ao longo do tempo.</p><p>● Pressão nominal (PN) – É um número convencional que coincide com a pressão de</p><p>trabalho a 20 oC. Serve para designar, classificar e timbrar os tubos e peças especiais.</p><p>● Pressão de ruptura (PR) – É a pressão interna que produz uma tensão de orientação</p><p>circunferencial na parede do tubo igual à tensão de ruptura do material. Nas peças</p><p>especiais e juntas a pressão de ruptura deve ser superior à do tubo.</p><p>● Esforço tangencial de trabalho ( Tσ ) – É o esforço máximo admissível que se pode</p><p>aplicar em cada momento a uma tubulação submetida a pressão, para que ao final de 50</p><p>anos mantenha o coeficiente de segurança utilizado no cálculo da pressão nominal.</p><p>● Coeficiente de segurança – É a relação entre a pressão de ruptura e (PR) e a</p><p>pressão nominal (PN) e entre a pressão nominal (PN) e a pressão de trabalho (PT). O</p><p>coeficiente de</p><p>segurança depende do tipo de material usado na fabricação dos tubos e</p><p>das peças especiais.</p><p>● Diâmetro nominal (DN) – Designação numérica que se refere ao tamanho de um tubo,</p><p>de uma peça e demais elementos de uma tubulação, e corresponde ao diâmetro externo</p><p>teórico em mm, sem considerar as tolerâncias. Serve para designar e classificar por</p><p>dimensões os diversos elementos de uma tubulação acoplável entre si.</p><p>● Espessura nominal da parede do tubo (e) – é a espessura que se obtém da equação</p><p>dimensional do tubo (equação 1.4):</p><p>40</p><p>T2</p><p>DN.PNe</p><p></p><p> (1.4)</p><p>sendo:</p><p>e - espessura da parede do tubo, mm;</p><p>PN - pressão nominal, MPa;</p><p>DN - diâmetro nominal do tubo, mm;</p><p>T - esforço tangencial de trabalho a 20 oC, MPa.</p><p>Os tubos mais utilizados em microirrigação são de plástico, tanto de policloreto de</p><p>vinil (PVC) quanto de polietileno (PE). Geralmente tubos de outros materiais são designados</p><p>para linhas de recalque do sistema. Os tubos de PVC são de plástico rígido, fabricados a</p><p>partir de uma matéria prima composta essencialmente de resina sintética de PVC técnico,</p><p>isenta de plastificantes e de impurezas, mesclada com uma proporção mínima de aditivos</p><p>corantes, estabilizantes e lubrificantes.</p><p>O coeficiente de segurança que se deve aplicar à pressão nominal para se obter a</p><p>pressão máxima de trabalho é 2,5, à temperatura de 25 oC. Para temperaturas entre 25 e</p><p>35 oC é 0,8 e para temperaturas entre 35 e 45 oC é 0,63. O esforço tangencial de trabalho é</p><p>10 MPa e a rugosidade absoluta da parede interna é 0,0020 mm a 0,0025 mm.</p><p>O polietileno (PE) é um plástico derivado do etileno, submetido a um processo de</p><p>calor e pressão que provoca a polimerização. Os tubos de polietileno são produzidos à base</p><p>de resina de polietileno e um aditivo negro que os protege contra a ação dos raios</p><p>ultravioletas o que aumenta sua estabilidade. Os tubos de PE são classificados em três</p><p>categorias: (a) polietileno de baixa densidade (PEBD) – densidade da resina base menor que</p><p>930 kg m-3; são tubos muito flexíveis, e o esforço tangencial de trabalho a 20 oC é 3,2 MPa;</p><p>(b) polietileno de média densidade (PEMD) – densidade da resina entre 931 e 940 kg m-3;</p><p>são tubos menos flexíveis, e o esforço tangencial de trabalho a 20 oC é 5,0 MPa; (c)</p><p>polietileno de alta densidade (PEAD) - densidade da resina superior a 940 kg m-3; são tubos</p><p>relativamente rígidos e duros com esforço tangencial de trabalho a 20 oC de 5,0 MPa;</p><p>As espessuras de paredes são normatizadas e especificadas em função das pressões</p><p>nominais. Na microirrigação são comumente utilizados tubos com diâmetros na faixa de 25</p><p>mm a 140 mm, com pressões nominais de 4000 kPa – 10000 kPa (Tabela 1.1).</p><p>As linhas laterais são as tubulações de última ordem, nas quais são conectados os</p><p>emissores. São dimensionadas prevendo a distribuição de água com alta uniformidade em</p><p>toda a área. O critério de dimensionamento consiste em minimizar a variação de vazão ao</p><p>longo do seu comprimento, que depende da variação de pressão (resultado do efeito</p><p>combinado da perda de carga e da energia de posição), da uniformidade de fabricação dos</p><p>emissores e da variação de temperatura da água ao longo da lateral. Estas tubulações são</p><p>(1.4)</p><p>sendo:</p><p>e - espessura da parede do tubo, mm;</p><p>PN - pressão nominal, MPa;</p><p>DN - diâmetro nominal do tubo, mm;</p><p>Tσ - esforço tangencial de trabalho a 20 oC, MPa.</p><p>Os tubos mais utilizados em microirrigação são de plástico, tanto de policloreto de vinil (PVC)</p><p>quanto de polietileno (PE). Geralmente tubos de outros materiais são designados para linhas de</p><p>recalque do sistema. Os tubos de PVC são de plástico rígido, fabricados a partir de uma matéria prima</p><p>composta essencialmente de resina sintética de PVC técnico, isenta de plastificantes e de impurezas,</p><p>mesclada com uma proporção mínima de aditivos corantes, estabilizantes e lubrificantes.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 47</p><p>O coeficiente de segurança que se deve aplicar à pressão nominal para se obter a pressão</p><p>máxima de trabalho é 2,5, à temperatura de 25 oC. Para temperaturas entre 25 e 35 oC é 0,8 e para</p><p>temperaturas entre 35 e 45 oC é 0,63. O esforço tangencial de trabalho é 10 MPa e a rugosidade</p><p>absoluta da parede interna é 0,0020 mm a 0,0025 mm.</p><p>O polietileno (PE) é um plástico derivado do etileno, submetido a um processo de calor e</p><p>pressão que provoca a polimerização. Os tubos de polietileno são produzidos à base de resina de</p><p>polietileno e um aditivo negro que os protege contra a ação dos raios ultravioletas o que aumenta</p><p>sua estabilidade. Os tubos de PE são classificados em três categorias:</p><p>(a) polietileno de baixa densidade (PEBD) – densidade da resina base menor que 930 kg</p><p>m-3; são tubos muito flexíveis, e o esforço tangencial de trabalho a 20 oC é 3,2 MPa;</p><p>(b) polietileno de média densidade (PEMD) – densidade da resina entre 931 e 940 kg m-3;</p><p>são tubos menos flexíveis, e o esforço tangencial de trabalho a 20 oC é 5,0 MPa; (c)</p><p>polietileno de alta densidade (PEAD) - densidade da resina superior a 940 kg m-3; são</p><p>tubos relativamente rígidos e duros com esforço tangencial de trabalho a 20 oC de</p><p>5,0 MPa;</p><p>As espessuras de paredes são normatizadas e especificadas em função das pressões nominais.</p><p>Na microirrigação são comumente utilizados tubos com diâmetros na faixa de 25 mm a 140 mm, com</p><p>pressões nominais de 4000 kPa – 10000 kPa (Tabela 1.1).</p><p>As linhas laterais são as tubulações de última ordem, nas quais são conectados os emissores.</p><p>São dimensionadas prevendo a distribuição de água com alta uniformidade em toda a área. O critério</p><p>de dimensionamento consiste em minimizar a variação de vazão ao longo do seu comprimento, que</p><p>depende da variação de pressão (resultado do efeito combinado da perda de carga e da energia de</p><p>posição), da uniformidade de fabricação dos emissores e da variação de temperatura da água ao</p><p>longo da lateral. Estas tubulações são normalmente dispostas sobre a superfície do solo, enterradas</p><p>ou suspensas. O material é de polietileno de baixa densidade (PN40 ou PN60), com diâmetros</p><p>nominais variando, em média, de 10 mm a 25 mm e espessura da parede variando de 0,1 a 1,2 mm,</p><p>dependendo da pressão nominal. São tubos cuja superfície interna é lisa e uniforme, proporcionando</p><p>pequena resistência ao escoamento da água. Pode-se utilizar valores entre 0,0015 mm e 0,0020 mm</p><p>para a rugosidade absoluta.</p><p>As linhas coletoras recebem a água de um conjunto de linhas laterais, geralmente em</p><p>quantidade de 10 ou 20 e tem a função de facilitar o processo de limpeza, principalmente em</p><p>sistemas onde a lateral é enterrada. O material usado pode ser PVC ou PE e elas tem em cada trecho</p><p>uma válvula antivácuo em uma ponta e um registro para limpeza em outra.</p><p>As linhas de derivação atuam como um sistema de controle, controlando a variação de</p><p>pressão em um nível adequado no início da lateral, de forma que se possa derivar a vazão necessária</p><p>a cada lateral com uniformidade aceitável. Essas linhas deverão estar posicionadas, de preferência,</p><p>no sentido da declividade, normalmente enterradas. O material utilizado pode ser PVC ou polietileno</p><p>de média e alta densidade. Os tubos de PVC rígido, em cor azul, normalmente têm comprimento</p><p>padrão de 6 m e são fabricados com espessuras de paredes que suportam pressões de trabalho</p><p>de 400 kPa a 1000 kPa, à temperatura de 20 oC. Esses tubos são fabricados com dois sistemas de</p><p>juntas: elástica (com anel de borracha) ou ponta/bolsa soldável.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A48</p><p>Tabela 1.1 – Diâmetros nominais (DN) e espessura de parede (e) para tubos de PVC, para diferentes</p><p>pressões nominais (PN), mais utilizados em microirrigação.</p><p>DN</p><p>PN 40 PN 60 PN 100</p><p>Espessura de parede (e –</p><p>mm)</p><p>25 --- --- 1,5</p><p>32 --- --- 1,8</p><p>40 --- 1,8 1,9</p><p>50 --- 1,8 2,4</p><p>63 1,8 1,9 3,0</p><p>75 1,8 2,2 3,6</p><p>90 1,8 2,7 4,6</p><p>110 2,2 3,2 5,3</p><p>125 2,5 3,7 6,0</p><p>140 2,8 4,1 6,7</p><p>As linhas secundárias distribuem água para as linhas de derivação, mas nem sempre são</p><p>necessárias. Quando a área a ser irrigada é grande e requer a divisão em várias subunidades,</p><p>é comum agrupar as subunidades de irrigação que operam simultaneamente, formando unidades</p><p>de irrigação, alimentando-as por uma linha secundária. O processo de dimensionamento dessas</p><p>tubulações deve seguir o critério econômico. Normalmente são tubulações de PVC rígido ou polietileno</p><p>de alta densidade.</p><p>A linha principal é a tubulação que conduz a água desde o centro de controle até as linhas</p><p>secundárias. A distinção entre as linhas principal e secundária, na maioria das vezes, refere-se</p><p>apenas à ordem que ocupam a partir do centro de controle. Alguns autores denominam de linha</p><p>principal toda a tubulação situada acima das unidades de irrigação. Essa distinção é irrelevante com</p><p>relação ao seu dimensionamento, que deve seguir, preferencialmente, o critério econômico. São</p><p>tubulações de PVC rígido ou de outro material e operam geralmente com pressão de trabalho da</p><p>ordem de 600 kPa a 800 kPa. Geralmente o tubo de PVC utilizado é o modelo DeFoFo, e o encaixe é</p><p>o de junta elástica com anel de borracha integrado ao tubo.</p><p>A linha adutora é a tubulação que liga uma estação de bombeamento ou de recalque a um</p><p>tanque ou à estação de controle. O material geralmente é de PVC, modelo DeFoFo, suportando pressões</p><p>de trabalho 600 a 1250 kPa mas também é usado PRFV (Poliester Reforçado com Fibra de Vidro) e</p><p>RPVC (PVC reforçado com fibra de vidro) e aço zincado, suportando pressões de até 2500 kPa.</p><p>1.4.10 EMISSORES</p><p>Antes da apresentação da abordagem a respeito dos emissores propriamente ditos, faz-se</p><p>necessária a introdução de alguns conceitos importantes em microirrigação.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 49</p><p>Ponto de emissão: é o ponto sobre ou abaixo da superfície do solo onde a água é</p><p>descarregada de um emissor. A forma de aplicação pode ser dividida como segue:</p><p>Unidade emissora: quando a aplicação é feita por dispositivos (emissores) individuais</p><p>com espaçamentos que possibilitem a identificação clara dos pontos de emissão. É muito</p><p>utilizada em irrigação de plantas arbóreas e culturas com grandes espaçamentos. No caso de</p><p>microaspersores, trata-se cada um individualmente como sendo uma unidade emissora, desde</p><p>que estes estejam espaçados e não haja sobreposição de molhamento, como por exemplo</p><p>em torno de árvores individuais. Em um solo homogêneo, a aplicação por unidade emissora</p><p>forma um padrão esférico, tridimensional (bulbo molhado) com gradiente de potencial de</p><p>água do centro (ponto-fonte) para a periferia.</p><p>Linha emissora: quando a aplicação de água é feita em pontos bem próximos, não permitindo</p><p>a identificação de molhamentos isolados, ou seja, o padrão de molhamento é contínuo ao</p><p>longo da linha lateral. São comumente utilizados em culturas de alta densidade de plantio em</p><p>fileiras e estreitamente espaçadas.</p><p>A forma do padrão de molhamento, bem como o volume deste dependerá do teor inicial de</p><p>água no solo, da vazão do emissor, da duração/frequência da irrigação, da condutividade hidráulica</p><p>do solo e da capacidade de armazenamento de água do solo. Lembrando que em zonas áridas e</p><p>semi-áridas o padrão de molhamento do emissor é que irá determinar o tamanho e a forma do</p><p>volume radicular e esta deve ser suficiente ao total desenvolvimento da cultura.</p><p>Não existe uma regra quanto a área molhada pelo emissor e, conforme mencionado</p><p>anteriormente, a determinação da área a sofrer o molhamento apresentado sofre influência de</p><p>diversos fatores. Geralmente a tendência que se observa é que a porcentagem de área molhada,</p><p>recomendada para cultivos com grandes espaçamentos, em climas úmidos, seja no mínimo</p><p>20% e no máximo 55% da área total ocupada pela árvore. Para regiões de clima árido e semi-</p><p>árido o mínimo fica em 30%, para melhor oferta de água as plantas. No caso de irrigação de</p><p>culturas anuais em fileiras, deve-se umedecer uma faixa contínua de solo que possa beneficiar</p><p>uma ou duas fileiras.</p><p>Em decorrência das inúmeras condições que afetam a microirrigação, tem-se desenvolvido</p><p>uma grande variedade de emissores. Existem quatro grandes grupos de emissores: (a) tubos</p><p>gotejadores – possuem gotejadores inseridos em uma seção do tubo ou integrados à parede</p><p>interna do tubo durante o processo de fabricação ou gotejadores inseridos na parede do tubo</p><p>durante a montagem do sistema no campo; (b) fitas gotejadoras - possuem gotejadores</p><p>estampados no tubo durante o processo de fabricação; (c) microaspersores – são emissores que</p><p>aspergem volumes de até 300 litros de água por hora em pontos perceptíveis no terreno, e (d)</p><p>bubblers – são emissores que aplicam água de forma localizada, a baixa pressão e vazão superior</p><p>aos gotejadores (RAWLINS, 1997).</p><p>Os emissores são utilizados para dissipar pressão e descarregar, uniformemente, uma vazão</p><p>relativamente pequena, aplicando a água acima ou abaixo da superfície do solo. Para dissipar energia</p><p>de pressão são empregados diferentes mecanismos para permitir que pequenas vazões sejam</p><p>aplicadas. Os principais mecanismos são: emissores de longo percurso de saída de água (microtubos,</p><p>helicoides, labirintos) sendo eles turbulentos ou não, orifícios e câmara de vórtice. Existem os</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A50</p><p>emissores que possuem sistemas de regulação de fluxo (emissores regulados ou autocompensantes)</p><p>e emissores autolimpantes (limpeza intermitente ou contínua).</p><p>Os emissores superficiais incluem os gotejadores (Figura 1.19) e microaspersores</p><p>(Figura 1.20). Aplicações subsuperficiais envolvem o uso de gotejadores do tipo unidade emissora,</p><p>ou tubos ou fitas do tipo linha-emissora, instaladas a profundidades que variam de 0,05 m a 0,70 m,</p><p>dependendo do tipo de solo e da cultura. Os sistemas de gotejamento superficiais ou subsuperficiais</p><p>são projetados para aplicar água em forma de gotas ou pequenos fluxos contínuos. A vazão por</p><p>unidade emissora é geralmente menor que 12 L h-1 e para linha emissora menor que 12 L h-1 m-1,</p><p>com pressões entre 30 e 450 kPa.</p><p>C</p><p>A B</p><p>D</p><p>Figura 1.19 – Vista de alguns tipos de tubos emissores: com gotejador on-line (A); com gotejador in-</p><p>line (B); com gotejador tipo pastilha integrado dentro do tubo (C); com gotejador tipo bóbi integrado</p><p>dentro do tubo (D).</p><p>Na microaspersão (Figura 1.20) os emissores (microaspersor, difusor) pulverizam a água</p><p>através do ar, por meio de algum tipo de elemento giratório, ou por placas defletoras, ou por bocais</p><p>apropriadamente projetados. A distinção entre microaspersão e difusão não é relevante para efeitos</p><p>hidráulicos. A vazão por unidade emissora varia de cerca de 20 a 300 L h-1 e a pressão de operação</p><p>varia de 100 kPa a mais de 450 kPa. A microaspersão surgiu como uma alternativa para aumentar</p><p>a área molhada em relação a um gotejador, o que é desejável para solos muito permeáveis. Alguns</p><p>microaspersores aplicam água descontinuamente, fracionando seu jato em pulsos que são observados</p><p>em intervalos de tempo sincronizados.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 51</p><p>1.4.11 CONJUNTO MOTOBOMBA</p><p>Na microirrigação, a pressurização faz-se necessária na maioria dos casos. Utilizam-se para</p><p>isso bombas centrífugas de eixo horizontal, com um rotor (monoestágio) ou associação destes em</p><p>série (multiestágios). Os conjuntos motobombas podem trabalhar isolados ou associados em paralelo,</p><p>visando o aumento de vazão, ou em série, visando aumento da pressão do sistema (Figura 1.21).</p><p>Algumas peças especiais são necessárias para auxiliar o funcionamento deste conjunto,</p><p>como válvulas hidráulicas e elétricas, além de conexões específicas e dispositivos de proteção</p><p>elétrica. Necessitam de serem escorvadas para que trabalhem a contento, requerendo para tanto</p><p>a existência de tanque amortecedor e, ou ponto de escorva, sempre observando a altura máxima</p><p>de sucção permitida.</p><p>Figura 1.20 – Irrigação por microaspersão</p><p>Em irrigação, as bombas são normalmente acionadas por motores movidos à eletricidade ou a</p><p>diesel. Para conseguir economia de energia no bombeamento uma adequada seleção da bomba e do</p><p>motor deve ser feita para que seu funcionamento se realize em condições ótimas. Para isso, deve-se</p><p>utilizar a curva característica da bomba superpondo-a convenientemente com a curva característica</p><p>da instalação, para conseguir a oferta de vazão e pressão com melhor rendimento.</p><p>Para conhecer o funcionamento da bomba deve-se recorrer a um catálogo fornecido pelo</p><p>fabricante, onde se encontram as curvas características: relações entre altura manométrica,</p><p>vazão, potência absorvida, diâmetro do rotor, rendimento e NPSH requerido para um determinado</p><p>número de revoluções do rotor (RPM) em uma viscosidade e temperatura conhecidas do fluído</p><p>a ser bombeado. Em qualquer instalação de irrigação pode-se obter uma função entre a vazão</p><p>que entra na rede e a pressão necessária. Sua representação gráfica é a curva característica da</p><p>instalação (ou do sistema).</p><p>Na aquisição do conjunto motobomba deve-se observar separadamente algumas informações</p><p>importantes: BOMBA - vazão total (m3 h-1); altura manométrica total (m); peso específico do líquido a</p><p>ser bombeado (kgf m-3); rendimento (%); potência (CV); rotação (rpm); diâmetro(s) do(s) rotor(es)</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A52</p><p>(mm); dimensões e plano de fundação. MOTOR: potência, considerando a reserva recomendada</p><p>(CV); eficiência (%); frequência (Hz); voltagem (V); rotação (rpm); tipo de acoplamento e peso.</p><p>Figura 1.21 – Mototombas – conjuntos isolados (A) e associados em paralelo (B).</p><p>1.5 REFERÊNCIAS</p><p>BURT, C. M; O’NEILL, B. P. Drip and furrow on processing tomato – field performance. In: ANNUAL IRRIGATION</p><p>ASSOCIATION TECHNICAL CONFERENCE, 28., 2007. Proceedings… San Diego: ICID, 2007.</p><p>CASWELL, M.; ZILBERMAN, D.; GOLDMAN, G. Economic implications of drip irrigation. California Agriculture,</p><p>Berkeley, v.38, n.7-8, p. 4-5, 1984.</p><p>EVANS, R. G.; WU, I-P.; SMAJSTRALA, A. G. Microirrigation systems. In: HOFFMAN, G. J.; EVANS, R. G.;</p><p>JENSEN. M. E.; MARTIN, D. L.; ELLIOTT, R. L. Design and operation of farm irrigation systems. St. Joseph:</p><p>ASABE, 2007. p. 632-683.</p><p>GILLEY, J. R; WATTS, D. G. Possible energy saving in irrigation. Journal of the Irrigation and Drainage</p><p>Division, New york, v. 103, n. 4, p. 445-457, 1977.</p><p>HOWELL, T. A.; BUCKS, D. A.; CHESNESS, J. L. Advances in trickle irrigation. In: NATIONAL IRRIGATION</p><p>SYMPOSIUM, 2., 1981, Lincoln. Proceedings… St. Joseph: ASAE. 1981. p. 69-90.</p><p>KAHLOWN, M. A.; KEMPER, W. D. Factors affecting success and failure of trickle irrigation systems in</p><p>Balochistan, Pakistan. Irrigation Science, Amsterdam, v. 26, n. 1, p. 71-79, 2007.</p><p>NAKAYAMA, F. S. Operational principles. In: NAKAYAMA, F. S.; BUCKS, D. A. Trickle irrigation for crop</p><p>productions: design, operation and management. Phoenix: Elsevier, 1986. p. 164-187.</p><p>NAKAYAMA, F. S.; BUCKS, D. A. Water quality in irrigation: a review. Irrigation Science, New York, v. 12, n. 1,</p><p>p. 187-192, 1991.</p><p>RAWLINS, S. L. Uniform irrigation with a low head bubbler system. Agricultural Water Management,</p><p>Amsterdam, v. 1, n. 2, p. 166-178, 1997.</p><p>SCHERM, H.; Van BRUGGEN, A. H. C. Comparative study of microclimate and downy mildew development in</p><p>subsurface drip and furrow-Irrigated lettuce fields in California. Plant Disease, Saint Paul, v. 79, n. 6,</p><p>p. 620-625, 1995.</p><p>CAPÍTULO 2</p><p>SELEÇÃO DE EMISSORES E SEUS</p><p>ESPAÇAMENTOS</p><p>2.1 EMISSORES PARA MICROIRRIGAÇÃO</p><p>As seguintes definições são importantes para distinguir os tipos de emissores e tubos</p><p>emissores (ABNT, 2006).</p><p>Emissor in-line é emissor projetado para instalação entre dois trechos de tubo em uma</p><p>linha lateral de irrigação.</p><p>Emissor on-line é emissor projetado para instalação na parede de uma lateral de irrigação,</p><p>quer diretamente ou indiretamente, por meio de um microtubo.</p><p>Emissor de múltiplas saídas é emissor no qual a vazão é dividida e direcionada de forma</p><p>distinta a vários pontos de emissão.</p><p>Emissor múltiplo é emissor de múltiplas saídas no qual cada saída é um emissor secundário</p><p>com sua própria vazão. A relação vazão-pressão e a vazão de cada saída não são dependentes</p><p>da vazão de outros emissores.</p><p>Tubo emissor é um tubo contínuo ou microtubo, incluindo tubos colapsáveis (fitas) com</p><p>perfurações ou com outros dispositivos hidráulicos modelados ou integrados no tubo ou no</p><p>microtubo durante o processo de fabricação e projetados para proporcionar a vazão na forma</p><p>de gotas ou fluxo contínuo (Figura 2.1).</p><p>Emissor e tubo emissor regulado é um emissor ou tubo emissor compensador de pressão,</p><p>mantendo a vazão relativamente constante a pressões variadas de água, dentro dos limites</p><p>especificados pelo fabricante.</p><p>Emissor e tubo emissor não regulado é um emissor ou tubo emissor não compensado de</p><p>pressão, cuja vazão varia com a pressão da água na entrada.</p><p>Emissor e tubo emissor antidrenante é um emissor ou tubo emissor cuja vazão é zero</p><p>sempre que a pressão de entrada é menor que certo valor (diferente de zero) declarado pelo</p><p>fabricante.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A54</p><p>(e) Tubo emissor tipo fita com labirintos modelados</p><p>(c) Tubo emissor com gotejador “on-line”</p><p>(a) Tubo emissor com gotejador on-line (b) Tubo emissor com gotejador tipo bóbi integrado</p><p>(d) Tubo emissor com gotejador in-line</p><p>(f) Tubo emissor tipo fita com gotejador tipo pastilha integrado</p><p>Figura 2.1 – Vista de alguns tipos de tubos gotejadores</p><p>Os emissores e os tubos emissores são categorizados da seguinte maneira:</p><p>Quanto à reutilização: existem duas categorias de tubos emissores:</p><p>Tubos emissores não reutilizáveis.</p><p>Tubos emissores reutilizáveis.</p><p>Quanto ao tipo de regulagem de pressão: existem duas categorias de operação:</p><p>Emissores ou tubos emissores não regulados.</p><p>Emissores ou tubos emissores regulados.</p><p>Quanto ao tipo de operação a baixa pressão: são duas categorias:</p><p>Emissor ou tubo emissor regular.</p><p>Emissor antidrenante.</p><p>Quanto ao tipo de conexão do emissor no tubo: existem três tipos de conexão:</p><p>Emissor on-line.</p><p>Emissor in-line.</p><p>Emissores formados ou integrados no tubo (tubo emissor).</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 55</p><p>Quanto ao tipo de emissor de múltiplas saídas: existem duas categorias</p><p>Emissor múltiplo.</p><p>Emissor de múltiplas saídas regular.</p><p>Como já se destacou anteriormente, os emissores são os dispositivos dimensionados para</p><p>dissipar a energia de pressão da água e aplicar uniformemente pequenas vazões. Os gotejadores</p><p>são projetados para descarregar água na forma de gotas, com vazão geralmente inferior a 12 L h-1</p><p>por unidade ou, para linha emissora, com vazão não superior a 12 L h-1 por metro de linha lateral.</p><p>Existem duas categorias gerais de linhas laterais de gotejamento: as fitas emissoras e os tubos</p><p>emissores, ambos de polietileno. Fitas são tubos colapsáveis, de parede fina, com emissores tipo</p><p>labirinto ou orifício, integrados à parede interna do tubo ou estampados internamente na costura do</p><p>tubo e operam a baixa pressão. Já os tubos emissores são mais rígidos e mais caros do que as fitas,</p><p>têm paredes mais espessas e os emissores podem ou não ser pré-instalados.</p><p>Fitas emissoras e tubos emissores também podem ser divididos em cinco classes em função</p><p>do uso: (1) fitas descartáveis, com paredes finas para irrigação superficial (1 ano de vida); (2) fitas</p><p>para irrigação subsuperficial a pequenas profundidades (1 a 5 anos de vida); (3) fitas reutilizáveis</p><p>para irrigação superficial (de 1 a 3 anos de vida); (4) tubos reutilizáveis para irrigação superficial</p><p>(vários anos de vida), e (5) tubos para irrigação por subsuperfície (vários anos de vida). As fitas</p><p>são mais comumente utilizadas em culturas anuais ou sazonais em fileiras, enquanto os tubos são</p><p>utilizados em culturas perenes.</p><p>As fitas gotejadoras são tubos colapsáveis com espessura de parede variando de 0,1 mm</p><p>a 0,64 mm e diâmetro interno entre 10,0 mm e 18,0 mm. Podem ser constituídas por emissores</p><p>integrados às paredes internas do tubo, por labirintos modelados no próprio tubo e por pequenos</p><p>orifícios espaçados uniformemente ao longo da parede do tubo, efetuados por processos de fabricação</p><p>sofisticados, empregando-se inclusive técnicas a laser. Em geral, os emissores têm um pequeno</p><p>espaçamento uniforme (inferior a 0,60 m), não são regulados e a vazão individual dos emissores</p><p>varia de 0,2 L h-1 a aproximadamente 6 L h-1. A pressão de operação varia na faixa de 50 kPa a</p><p>cerca de 150 kPa. As fitas devem ser instaladas com os emissores voltados para cima por causa de</p><p>problemas de obstrução devido à acumulação de sedimentos no seu interior. Possuem baixo custo e</p><p>são empregados, principalmente, em cultivos com pequeno espaçamento de plantio, requerendo alta</p><p>densidade de emissores. Em geral, os emissores são bastante sensíveis à obstrução uma vez que os</p><p>orifícios de saída de água são de pequenos diâmetros. Existem também os tubos de paredes duplas</p><p>(Twin-wall) que constam de dois tubos concêntricos ou adjacentes, nos quais a água escoa pelo tubo</p><p>interno e passa ao externo através de pequenos orifícios de onde sai ao exterior por outros orifícios.</p><p>Para cada orifício no tubo interno existem vários no tubo externo.</p><p>Já os tubos gotejadores têm paredes espessas, geralmente variando entre 0,25 mm a mais</p><p>de 0,9 mm, com diâmetro interno de 9 mm a mais de 35 mm. Os emissores tipo pastilha ou tipo</p><p>bóbi são pré-instalados no interior do tubo durante o processo de fabricação, integrados ou não à</p><p>parede do tubo e têm espaçamentos uniformes. Em alguns casos trata-se de gotejadores do tipo</p><p>longo percurso, em labirinto, sem carcaça externa, atuando como tal a própria tubulação. Em outros</p><p>casos trata-se também de gotejadores regulados. Estes sistemas são projetados para reduzir custos</p><p>em cultivos que exigem grande quantidade de emissores. A durabilidade é variável, dependendo</p><p>da qualidade da tubulação. Os gotejadores são inseridos em espaçamentos variáveis segundo as</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A56</p><p>necessidades; os espaçamentos mais usuais são de 0,30 m a 0,75 m. Quando a água é descarregada</p><p>em pontos individuais e com espaçamentos grandes (geralmente 1 m ou mais) diz-se que a aplicação</p><p>é feita por ponto-fonte. Quando os emissores descarregam a água em pontos com espaçamentos</p><p>pequenos (geralmente inferior a 0,70 m), havendo sobreposição perfeita ou quase perfeita do padrão</p><p>de molhamento, diz-se que a aplicação é feita por linha-fonte.</p><p>Em contraste com as fitas, emissores on-line (gotejadores ou microaspersores), do tipo</p><p>ponto-fonte, podem ser instalados em campo, em qualquer espaçamento sobre tubos de polietileno,</p><p>para satisfazer as necessidades específicas de irrigação. Os gotejadores são ou não regulados com</p><p>vazão variando de 0,6 L h-1 a aproximadamente 12 L h-1. Os microaspersores podem ou não ser</p><p>regulados e a vazão varia de 20 a 300 L h-1 e a pressão de operação varia de cerca de 100 kPa a</p><p>mais de 400 kPa.</p><p>A geometria dos gotejadores é muito variada, mas de uma forma geral pode-se classificá-los</p><p>da seguinte maneira:</p><p>Gotejadores de longo percurso – O princípio de funcionamento desses gotejadores é</p><p>proporcionar a perda de carga necessária através de um estreito e longo percurso (tubo</p><p>capilar ou pequenos canais) para o escoamento da água no interior do gotejador. A perda</p><p>de carga ocorre pelo atrito ao longo do percurso em diâmetros de 0,5 a 2 mm, produzindo</p><p>pequenas vazões a pressões de operação da ordem de 50 a 100 kPa.</p><p>A água que atravessa o gotejador faz o percurso por condutos, cuja geometria, comprimento</p><p>do percurso e seção são responsáveis pela dissipação da energia hidráulica. A geometria desses</p><p>condutos varia entre emissores. Assim se denomina gotejador de longo percurso àqueles que</p><p>possuem um mecanismo de dissipação de energia do tipo labirinto, helicoide ou microtubo.</p><p>O tipo mais simples de gotejador de longo percurso é representado pelo microtubo, de</p><p>comprimento variável, inserido nas paredes da linha lateral. A vazão é controlada pela pressão,</p><p>diâmetro e comprimento do microtubo. O coeficiente de variação de vazão desses gotejadores é, em</p><p>geral, baixo, da ordem de 2 a 5%. Os diâmetros mais comuns de microtubos normalmente variam</p><p>de 0,5 a 4,0 mm, e as características de fluxo podem ser tanto laminar como turbulento, em função</p><p>das suas dimensões. Os microtubos com diâmetros pequenos (inferiores a 1mm) operam em regime</p><p>de escoamento laminar e, por isso, tendem a acumular pequenos depósitos no seu interior, sendo</p><p>bastante suscetíveis ao entupimento e às variações de temperatura. Microtubos com diâmetros</p><p>maiores (até 10 mm) operam em regime turbulento e produzem um efeito bubbler (borbulhamento)</p><p>e, geralmente, têm poucos problemas de entupimento (RAWLINS, 1977).</p><p>Avanços tecnológicos importantes na fabricação de gotejadores ocorreram com a construção</p><p>de pequenos canais com geometria em forma de helicoides, assemelhando-se a microtubos de</p><p>pequenos diâmetros, em um elemento envolvido por uma carcaça compacta. A este grupo pertence</p><p>uma ampla gama de gotejadores de diferentes tamanhos e com vazões que variam normalmente de</p><p>2 a 4 L h-1.</p><p>Outro mecanismo de dissipação de energia pertencente à classe de longo percurso é</p><p>representado pelo uso de um elemento sobre o qual é impresso um labirinto, sendo este elemento</p><p>inserido dentro de uma carcaça. Esta geometria permite aumentar a turbulência do fluxo e reduzir</p><p>a sensibilidade à obstrução (secções de passagem da água de 1 mm a 2 mm). A vazão desses</p><p>emissores também é pouco sensível às flutuações de temperatura (RODRIGUEZ-SINOBAS; JUANA;</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 57</p><p>LOSADA, 1999; ZUR; TAL, 1981), evitando, assim, uma das importantes causas da aplicação não</p><p>uniforme de água em condições de campo. Atualmente, a maioria dos emissores utiliza caminhos</p><p>de fluxo turbulento para controlar a aplicação de água por tubos gotejadores ou por algumas fitas.</p><p>Uma variação desses modelos de longo percurso é representada pelos gotejadores de múltiplas</p><p>saídas. Esses emissores suprem água a dois ou mais pontos através de tubos auxiliares de pequenos</p><p>diâmetros. O fluxo turbulento resiste ao entupimento por permitir que a passagem da água ocorra</p><p>em caminhos com dimensões maiores, evitando a sedimentação de pequenas partículas.</p><p>Gotejador com orifício de saída – Com gotejadores pertendentes a esta classe, a perda</p><p>de carga é conseguida pela passagem da água através de um ou vários orifícios de pequeno</p><p>diâmetro. O regime de fluxo é completamente turbulento, mas os emissores são muito sensíveis</p><p>à obstrução por possuírem orifícios de saída com diâmetros muito pequenos (menores que</p><p>0,3 mm) e baixas vazões. Entretanto, são de fácil construção e seu custo é relativamente</p><p>baixo, além de existir evoluções que permitem reduzir o potencial</p><p>311</p><p>7.7 SISTEMAS DE FILTRAÇÃO DE ÁGUA PARA MICROIRRIGAÇÃO ................... 318</p><p>7.7 REFERÊNCIAS .................................................................................... 330</p><p>Capítulo 8</p><p>FERTIRRIGAÇÃO ................................................................ 333</p><p>8.1 INTRODUÇÃO .................................................................................... 333</p><p>8.2 FERTILIZANTES UTILIZADOS EM FERTIRRIGAÇÃO .................................. 337</p><p>8.3 EQUIPAMENTOS PARA FERTIRRIGAÇÃO ................................................. 343</p><p>8.4 APLICAÇÕES A SISTEMAS DE MICROIRRIGAÇÃO .................................... 351</p><p>8.5 REFERÊNCIAS .................................................................................... 355</p><p>PREFÁCIO</p><p>Esta primeira edição do livro Microirrigação: Gotejamento e Microaspersão reúne oito capítulos</p><p>que relatam detalhes da microirrigação, concepção, dimensionamento e manejo dos sistemas. O</p><p>primeiro capítulo apresenta abordagens sobre os componentes, as vantagens e as limitações da</p><p>microirrigação, com vistas à seleção de sistemas. O segundo capítulo enfoca a seleção dos emissores,</p><p>suas características hidráulicas e a seleção dos espaçamentos entre emissores, de forma a assegurar</p><p>os objetivos da microirrigação. No terceiro capítulo, procura-se definir os índices de desempenho da</p><p>microirrigação e discutir as técnicas que podem ser utilizadas para economizar água e aumentar a</p><p>produtividade da água na agricultura irrigada. O quarto capítulo é dedicado à discussão dos principais</p><p>métodos utilizados para estimar a necessidade de irrigação das culturas. Os capítulos quinto, sexto</p><p>e sétimo tratam de fundamentos e critérios hidráulicos necessários para o dimensionamento dos</p><p>sistemas de microirrigação. O oitavo capítulo apresenta uma discussão geral das técnicas para</p><p>fertirrigação. Com este livro, os autores esperam ter contribuído para a formação técnica dos alunos</p><p>de Graduação e de Pós-graduação na área de Engenharia de Irrigação, bem como uma referência</p><p>para os profissionais que trabalham com microirrigação.</p><p>Os autores expressam os mais sinceros agradecimentos aos Professores Dr. Hans Raj Gheyi</p><p>(UFCG), Dr. Alberto Colombo (UFLA) e Dr. Everardo Chartuni Mantovani (UFV), pela revisão técnica</p><p>e pelas sugestões apresentadas; à Fundação Araucária Paraná, ao Ministério da Ciência e Tecnologia</p><p>(MCT), ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Fundação de</p><p>Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), por meio do Instituto Nacional de Ciência e</p><p>Tecnologia em Engenharia da Irrigação (INCTEI), pelo apoio a esta obra.</p><p>Temos a expectativa de que as afirmações dogmáticas, inevitáveis em um trabalho com</p><p>essas características, não sejam aceitas passivamente e sim estimulem os debates. Seremos gratos</p><p>a todos aqueles que nos enviarem críticas e sugestões que possam contribuir para um futuro</p><p>aperfeiçoamento deste trabalho.</p><p>José Antônio Frizzone - Esalq/USP (frizzone@esalq.usp.br)</p><p>Paulo Sérgio Lourenço de Freitas - UEM (pslfreiats@uem.br)</p><p>Roberto Rezende - UEM (rrezende@uem.br)</p><p>Manoel Alves de Faria - UFLA (mafaria@deg.ufla.br)</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Tornou-se mais evidente nas últimas décadas que a técnica da irrigação é fundamental para suprir a</p><p>demanda mundial de alimentos. Mais de 40% da produção total da agricultura provém de áreas irrigadas, embora</p><p>estas represente menos de 20% da área total de colheita no planeta.</p><p>Com a irrigação representando cerca de 70% do total de água de qualidade utilizada atualmente, o limiar</p><p>para o desenvolvimento sustentável da água, em muitas partes do mundo, já foi atingido ou mesmo excedido.</p><p>Aumentos contínuos da população, mudanças nas preferências alimentares e urbanização, aumentam</p><p>ainda mais as demandas de água, tanto para a produção de alimentos quanto para outras utilizações. Estas questões,</p><p>que aparentam ser mutuamente excludentes, forçarão os irrigantes a se tornarem mais eficientes na utilização da</p><p>água. Além disso, as demandas ambientais, associadas a estas mudanças globais, também pressionarão esses</p><p>irrigantes forçando-os a utilizarem fertilizantes e defensivos agrícolas de forma mais responsável e cuidadosa,</p><p>garantindo que a qualidade da água que deixa as terras irrigadas seja melhor, não limitando as potenciais utilizações</p><p>dessas águas à jusante da bacia.</p><p>A microirrigação desponta-se como um dos processos mais promissores para melhorar a eficiência de</p><p>utilização da água, melhorando, por consequência, o desempenho da irrigação, embora ainda haja espaço para</p><p>melhorias em todos os métodos e sistemas de irrigação.</p><p>Em muitas situações, a microirrigação tem sido capaz de aumentar a eficiência da irrigação, por possibilitar</p><p>que a água e os nutrientes sejam oportunamente disponibilizados para as plantas, conforme suas necessidades,</p><p>no local explorado pelo sistema radicular, nas quantidades requeridas e no momento que são demandados. Esses</p><p>momentos, quantidades e locais devem ser conhecidos para que os sistemas possam ser planejados e manejados</p><p>corretamente, permitindo obter os ganhos de eficiência esperados. Se os sistemas não forem bem concebidos,</p><p>bem dimensionados e manejados adequadamente, não haverá ganho de eficiência em sua utilização.</p><p>CAPÍTULO 1</p><p>SISTEMAS DE MICROIRRIGAÇÃO</p><p>E SEUS COMPONENTES</p><p>1.1 INTRODUÇÃO</p><p>O termo microirrigação é um substituto do termo em inglês trickle por este não poder</p><p>ser traduzido diretamente para outros idiomas como francês, espanhol e português. Em muitos</p><p>países existe a preferência pelo uso do termo irrigação localizada, por enfatizar que somente uma</p><p>fração do volume de solo é molhada, porém todos os termos alternativos possuem suas próprias</p><p>limitações.</p><p>A microirrigação caracteriza-se por aplicar água: (i) com baixa vazão; (ii) por tempo</p><p>relativamente grande; (iii) com alta frequência; (iv) próximo ou dentro da zona radicular; (v) via</p><p>sistemas de baixa pressão; (v) acima ou abaixo do nível do solo, bem como utilizar a água como</p><p>veículo de fertilizantes e outros produtos químicos. Essas características mantêm alto grau de umidade</p><p>num pequeno volume de solo, onde geralmente está contido o sistema radicular das plantas.</p><p>Mais comumente a água é aplicada na forma de gotas, na superfície ou na subsuperfície do</p><p>solo (gotejamento), aspergida (microaspersão/difusão) ou em fluxo contínuo (bubbler), utilizando-</p><p>se emissores instalados ao longo de uma tubulação paralela à linha de plantas. Na Figura 1.1 são</p><p>mostrados os sistemas de gotejamento e microaspersão operando em cultivos perenes.</p><p>Nos anos 60, o desenvolvimento do sistema de irrigação por gotejamento foi um marco na</p><p>história da ciência e tecnologia da engenharia de irrigação. As tentativas iniciais se caracterizaram</p><p>por muitas dificuldades técnicas e operacionais, no entanto, ao longo dos anos a maior parte dos</p><p>problemas foi resolvida e muitos aspectos foram dominados e sofreram evolução, principalmente nas</p><p>áreas de filtração, tratamento de água e tecnologia de emissores.</p><p>Os sistemas de microirrigação são geralmente definidos pelo dispositivo de emissão de água.</p><p>Esses dispositivos variam desde simples orifícios em tubos plásticos de paredes finas, emissores</p><p>de fluxo laminar de longo percurso, microtubos e microaspersores até os mais elaborados e mais</p><p>eficientes emissores de fluxo turbulento, compensadores de pressão e autodrenantes. Alguns</p><p>dispositivos de emissão são fabricados como parte integrante dos tubos de polietileno, enquanto</p><p>outros são inseridos durante a instalação do sistema.</p><p>Devido à flexibilidade do método de microirrigação, este oferece grande potencial para</p><p>irrigação de precisão, com elevado nível de manejo. Pode adaptar-se a diversas condições de</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A14</p><p>cultivo, clima, topografia e solos, permitindo a expansão</p><p>de obstrução, como, por</p><p>exemplo, o uso de vários orifícios em série. Atualmente os orifícios são mais utilizados em</p><p>fitas gotejadoras.</p><p>Gotejadores com câmara de vórtice – Emissores do tipo vórtice são emissores de orifício</p><p>que foram modificados de forma que a água entra no emissor com uma velocidade angular</p><p>tal que o movimento circular do vórtice permite perda de carga adicional e o orifício pode</p><p>ser maior e menos propenso ao entupimento. A formação de um vórtice no fluxo de água</p><p>é outra forma de dissipar energia no gotejador e reduzir a pressão. Para isso, o gotejador</p><p>deve apresentar uma câmara circular com entrada tangencial, obtendo-se um movimento</p><p>rotacional da água, localizando o eixo do vórtice no centro da câmara. Esse movimento</p><p>rotacional da água cresce ao se aproximar da parte central, com grande aumento na perda</p><p>de carga. A vantagem desse mecanismo é que proporciona um diâmetro do orifício de saída</p><p>maior e menos sujeito ao entupimento que em gotejadores comuns. Existem gotejadores</p><p>com mais de uma câmara de vórtice.</p><p>Gotejadores regulados – Também denominados compensadores de pressão ou</p><p>autocompensantes, estes gotejadores possuem fluxo turbulento ou transitório e apresentam</p><p>vazões relativamente constantes dentro de limites especificados de pressão. Consegue-se a</p><p>compensação de pressão pelo uso de uma membrana móvel e flexível que se deforma sob a</p><p>ação da pressão, diminuindo a secção de passagem da água e limitando a vazão.</p><p>Informações sobre a durabilidade desses gotejadores não estão facilmente disponíveis,</p><p>sobretudo da membrana flexível, que pode ser afetada pelo tempo de uso, pela temperatura, pelo</p><p>uso de fertilizantes e de outros produtos químicos como cloro e ácidos. A sensibilidade à obstrução</p><p>é grande, uma vez que com o aumento da pressão reduz-se a secção de passagem, podendo chegar</p><p>a valores inferiores a 0,5 mm. O efeito de auto-regulação é conseguido a partir de uma pressão</p><p>mínima, que deve ser informada pelo fabricante, existindo também uma pressão máxima a partir da</p><p>qual o emissor deixa de regular. Em geral, o intervalo de regulação está entre 50 e 400 kPa.</p><p>Gotejadores autolimpantes – Utilizam um jato de água para limpar o orifício de saída</p><p>de tempo em tempo, ou continuamente, enquanto o sistema é operado. O sistema de</p><p>limpeza contínua permite a passagem de partículas sólidas maiores e reduz a necessidade</p><p>de filtragem da água.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A58</p><p>Na microaspersão os emissores são denominados ‘microaspersores’, rotativos ou fixos (Figura</p><p>2.2). Conforme se tenha ou não alguma parte móvel, esses emissores podem ser denominados</p><p>microaspersores com asa giratória ou microaspersores fixos (difusores). De acordo com o</p><p>funcionamento hidráulico, especificamente quanto ao princípio de dissipação de energia, podem ser</p><p>classificados em quatro grupos, à semelhança dos gotejadores:</p><p>Longo percurso - A perda de carga se produz através de um bocal circular longo, ainda que</p><p>esse bocal tenha apenas um comprimento de 8 a 12 mm.</p><p>Orifício – Os emissores possuem orifícios simples, com 0,5 mm a 2 mm de diâmetro,</p><p>responsáveis pela dissipação de energia.</p><p>Vórtice – Possuem uma câmara de vórtice por onde a água passa e dissipa a energia de</p><p>pressão e sai através de um orifício.</p><p>Regulados – Aos modelos tipo orifício e de longo percurso são acoplados mecanismos que</p><p>diminuem a secção de passagem da água ao se aumentar a pressão.</p><p>Os microaspersores proporcionam maior superfície de solo molhado, em relação aos</p><p>gotejadores, a um menor custo fixo. Em solos arenosos e na irrigação de cultivos arbóreos a</p><p>utilização microaspersores é, em geral, mais vantajosa que a de gotejadores, além do que são menos</p><p>susceptíveis à obstrução e menos exigentes em filtragem da água. Entretanto, operam a pressões e</p><p>vazões maiores (100 a 250 kPa; 30 a 300 L h-1) e, portanto, aumentam o consumo de energia em</p><p>relação aos gotejadores. Nos sistemas regulados, tanto na microaspersão como no gotejamento, o</p><p>consumo de energia é aumentado.</p><p>Figura 2.2 – Vista de dois modelos de microaspersores (a) rotativo; (b) fixo.</p><p>Bubblers são orifícios grandes que funcionam como emissores de baixa pressão e aplicam</p><p>água em pontos discretos com vazões consideravelmente maiores que os gotejdores. As exigências de</p><p>filtração são muito reduzidas, mas as grandes vazões aplicadas, frequentemente exigem a utilização</p><p>de bacias ou terrenos muito planos para prevenir o escoamento superficial. Alguns bubblers são</p><p>projetados para operar por gravidade a pressões muito baixas (10 a 80 kPa). Os sistemas de bubblers</p><p>que operam a pressões mais elevadas usam dispositivos especiais com aberturas que permitem o</p><p>ajuste da vazão mecanicamente em cada local.</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 59</p><p>Os sistemas de irrigação tipo bubbler de baixa pressão usam emissores do tipo microtubos</p><p>ou tubos de pequenos diâmetros (4 a 20 mm) para aplicar água ao campo. Estes sistemas são</p><p>constituídos de uma linha principal conectada a uma fonte de água, um dispositivo de carga constante,</p><p>linhas de derivação, linhas laterais e microtubos de pequenos diâmetros para a aplicação da água.</p><p>Normalmente as laterais são enterradas entre as fileiras das plantas e um segmento de microtubo,</p><p>de comprimento e diâmetro adequadamente projetados, é conectado à linha lateral para aplicar água</p><p>a uma planta na superfície do solo. Estes segmentos de tubos são ancorados a uma árvore ou a uma</p><p>estaca, e as alturas de saída são ajustadas ao gradiente de energia hidráulica de forma que a água</p><p>escoa em forma de borbulhamento com pequenas variações de vazão. Estes sistemas normalmente</p><p>não requerem sofisticadas estações de bombeando e de filtração, mas ainda não são amplamente</p><p>utilizados. Considerações sobre projeto e instalação são apresentadas por Yitayew, Didan e Reynolds</p><p>(1999) e Rawlins (1977).</p><p>2.2 FATORES INTERVENIENTES NA SELEÇÃO DE EMISSORES</p><p>A seleção de emissores requer uma combinação de critérios objetivos e subjetivos. O</p><p>procedimento de seleção consiste em se tomar decisão sobre a vazão do emissor, o espaçamento</p><p>entre emissores, o número de emissores por planta e o tipo de emissor a ser utilizado. Este é um</p><p>dos processos mais críticos no projeto de um sistema de microirrigação, o que não significa ser</p><p>simplesmente a questão mais importante de uma lista de requisitos; é necessário que o projetista</p><p>estabeleça critérios lógicos uma vez que os diferentes fatores que intervém nas decisões estão inter-</p><p>relacionados.</p><p>Em princípio, a seleção de um emissor depende do tipo de solo a ser irrigado, das necessidades</p><p>de água das plantas, da vazão do emissor, da qualidade da água, da vazão disponível, das condições</p><p>de vento, da demanda evaporativa da atmosfera e das características topográficas do terreno. A</p><p>seleção de um tipo particular de emissor deverá seguir uma avaliação detalhada que inclui custos</p><p>do emissor e riscos inerentes ao sistema. Geralmente, os emissores que oferecem as características</p><p>mais desejáveis e oferecem os menores riscos ao sistema são mais caros. As características de</p><p>desempenho de um emissor afetam os custos da rede hidráulica e do sistema de filtragem. Antes que</p><p>um emissor seja finalmente selecionado é necessário fazer uma reavaliação da decisão inicial.</p><p>A qualidade da irrigação e a segurança do sistema dependem da seleção do emissor e dos</p><p>critérios de projeto. Os principais fatores envolvidos na eficiência de um sistema de microirrigação</p><p>são: (a) variação de vazão dos emissores causada pelo processo de fabricação; (b) aproximação da</p><p>relação vazão-pressão com as especificações de projeto; (c) expoente de descarga do emissor; (d)</p><p>variação de pressão permitida; (e) perda de carga localizada</p><p>causada pela inserção do emissor na</p><p>lateral; (f) sensibilidade ao entupimento; (g) estabilidade da relação vazão-pressão com o tempo;</p><p>(h) porcentagem de área molhada pelo emissor; (i) qualidade da filtração; (j) grau de automação.</p><p>A porcentagem de área molhada pelo emissor e a sua confiabilidade quanto à sensibilidade</p><p>ao entupimento e às falhas de funcionamento constituem dois fatores de decisão muito importantes</p><p>no processo de seleção. Entretanto, a seleção não depende somente das características físicas do</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A60</p><p>emissor, mas também da densidade necessária de emissores no campo, do diâmetro requerido das</p><p>linhas laterais e da preferência do usuário. De uma forma geral, o seguinte procedimento deve ser</p><p>seguido para selecionar um emissor: (1) avaliar e selecionar um tipo de emissor que melhor atende</p><p>às necessidades da área a ser irrigada; (2) escolher um emissor específico para atender à vazão</p><p>necessária, o espaçamento e outras considerações de planejamento; (3) determinar a vazão média</p><p>de operação do emissor e a pressão de serviço; (4) determinar a variação permitida de pressão na</p><p>subunidade de irrigação para uma uniformidade de emissão desejada.</p><p>2.2.1 QUALIDADES DESEJÁVEIS DOS EMISSORES</p><p>Os emissores ideais devem apresentar um conjunto de características de qualidade, de forma</p><p>a atender aos seguintes requisitos gerais:</p><p>(a) apresentar vazão pequena e pouco sensível às variações de pressão;</p><p>(b) apresentar pequena sensibilidade à obstrução;</p><p>(c) apresentar resistência à ação química e do ambiente;</p><p>(d) apresentar estabilidade temporal da relação vazão-pressão;</p><p>(e) apresentar pequena variação de fabricação;</p><p>(f) apresentar pequena sensibilidade às variações de temperatura;</p><p>(g) produzir pequena perda de carga no sistema de conexão emissor-lateral;</p><p>(h) possuir baixo custo. Esses objetivos não são facilmente atingidos no projeto de um</p><p>emissor porque eles são, de certa forma, paradoxais.</p><p>2.2.2 USO DE EMISSORES REGULADOS</p><p>A questão relativa ao uso de emissores regulados, e quando usá-los, sempre está aberta</p><p>à discussão, embora seja considerada, primariamente, como um problema de custo. Emissores</p><p>regulados possibilitam o uso de linhas laterais longas, com um maior número de emissores. Os</p><p>projetistas frequentemente falham ao tirarem vantagem dessa característica devido ao custo</p><p>adicional dos emissores regulados. Entretanto, o uso desses emissores é economicamente justificado</p><p>nas três condições seguintes: (a) quando o custo do emissor regulado é compensado pela redução</p><p>do custo das linhas laterais devido à redução do diâmetro. Isso pode ocorrer, por exemplo, em</p><p>irrigação de plantas arbóreas cultivadas em grandes espaçamentos; (b) em terrenos com pouca</p><p>uniformidade topográfica. As variações de direção e de gradiente de declive definem a uniformidade</p><p>topográfica. À medida que a uniformidade topográfica da superfície diminui, com variações da</p><p>direção ou no gradiente de declive, ou em ambos, os sistemas com emissores regulados devem</p><p>ser preferidos para possibilitar irrigação com maior uniformidade; (c) quando a pressão da água é</p><p>proporcionada pela energia de posição, sem necessidade de bombeamento e, consequentemente,</p><p>sem custos de energia.</p><p>Os benefícios do uso de emissores regulados são os seguintes:</p><p>● Possibilita o controle do tamanho das gotas reduzindo o efeito dos ventos, mantendo uniforme</p><p>o padrão de aplicação de água e o diâmetro da área molhada por microaspersores.</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 61</p><p>● O projetista pode optar por redução do diâmetro das tubulações das linhas laterais e de</p><p>derivação, para um comprimento fixo, ou manter o diâmetro e aumentar o comprimento,</p><p>especialmente quando se dispõe de alta pressão, reduzindo os custos fixos associados às</p><p>tubulações nas subunidades de irrigação.</p><p>● A uniformidade de aplicação de água é mantida em terrenos com baixa uniformidade</p><p>topográfica. Isso é particularmente importante nos cultivos em terrenos acidentados.</p><p>● Os reguladores de fluxo podem prolongar a vida dos emissores e reduzir o desgaste e o</p><p>rompimento dos dispositivos rotativos dos microaspersores.</p><p>● Para um determinado tipo de regulador de fluxo pode-se combinar diferentes tamanhos de</p><p>bocais, possibilitando modificações no padrão de aplicação de água por microaspersores</p><p>e no tamanho das gotas.</p><p>As seguintes limitações podem ser atribuídas ao uso de emissores regulados: (a) requer</p><p>energia adicional, o que significa maior custo operacional; (b) o emissor regulado é um item caro</p><p>e um grande número de emissores pode aumentar significativamente o custo total do sistema.</p><p>Aumentando a distância entre emissores é mais provável obter benefício econômico do mecanismo</p><p>de regulação. Armoni (1986) postula que, para microaspersores espaçados de 5 m ou mais, o custo</p><p>da regulação é compensado pela redução dos custos provenientes da redução de diâmetros das</p><p>tubulações. Holzapfel et al. (2007) mostraram que, em geral, os gotejadores regulados apresentam</p><p>maior custo anual total que os não regulados, para as mesmas condições de pressão de operação;</p><p>(c) o mecanismo de regulação do emissor é um componente adicional com potenciais problemas:</p><p>depósitos de fertilizantes, cálcio e ferro e ações de ácidos e cloro podem danificar as membranas</p><p>de regulação e prejudicar o funcionamento normal do emissor; (d) altas pressões de operação</p><p>podem reduzir a vida útil dos tubos de polietileno, além de facilitar o escape de emissores on-line</p><p>da tubulação, principalmente quando exposta ao sol; (e) tem-se observado que alguns emissores</p><p>regulados, submetidos continuamente a altas pressões, em inícios de linhas laterais, têm menor</p><p>durabilidade de funcionamento normal. Holzapfel et al. (2007) mostraram que os emissores que têm</p><p>vida útil inferior a 7 anos revelam um efeito marcante sobre os custos fixos e totais anuais de um</p><p>sistema de microirrigação.</p><p>2.3 HIDRÁULICA DOS EMISSORES</p><p>2.3.1 HIDRÁULICA DE EMISSORES DOS TIPOS ORIFÍCIO E REGULADOS</p><p>Os emissores de microirrigação são pequenos dispositivos aplicadores de água e são</p><p>dimensionados para dissipar pressão e descarregar uniformemente uma pequena vazão. A hidráulica</p><p>dos emissores pode ser analisada utilizando a equação da continuidade e a equação de perda de carga</p><p>proposta por Darcy-Weisbach. Rearranjado os termos desta equação para expressar a velocidade de</p><p>fluxo no percurso de escoamento dentro do emissor e assumindo que a pressão de operação do</p><p>emissor é dissipada em perda de carga, tem-se a equação (2.1):</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A62</p><p>2/1</p><p>e</p><p>e</p><p>e Lf</p><p>DHg2v </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= (2.1)</p><p>sendo:</p><p>ve - velocidade de escoamento da água dentro do emissor, m s-1;</p><p>H - carga de pressão de operação do emissor, m;</p><p>De - diâmetro do percurso de escoamento dentro do emissor, m;</p><p>Le - comprimento do percurso de escoamento, m;</p><p>f - fator de atrito.</p><p>Substituído ve na equação da continuidade e expressando a vazão do emissor (q) em L h-1,</p><p>obtém-se:</p><p>57</p><p>2.3 HIDRÁULICA DOS EMISSORES</p><p>2.3.1 HIDRÁULICA DE EMISSORES DOS TIPOS ORIFÍCIO E REGULADOS</p><p>Os emissores de microirrigação são pequenos dispositivos aplicadores de água e são</p><p>dimensionados para dissipar pressão e descarregar uniformemente uma pequena vazão. A</p><p>hidráulica dos emissores pode ser analisada utilizando a equação da continuidade e a</p><p>equação de perda de carga proposta por Darcy-Weisbach. Rearranjado os termos desta</p><p>equação para expressar a velocidade de fluxo no percurso de escoamento dentro do emissor</p><p>e assumindo que a pressão de operação do emissor é dissipada em perda de carga, tem-se</p><p>a equação (2.1):</p><p>2/1</p><p>e</p><p>e</p><p>e Lf</p><p>DHg2v </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.1)</p><p>sendo:</p><p>ve - velocidade de escoamento da água dentro do emissor, m s-1;</p><p>H - carga de pressão de operação do emissor, m;</p><p>De - diâmetro do percurso de escoamento dentro do emissor, m;</p><p>Le - comprimento do percurso de escoamento, m;</p><p>f - fator de atrito.</p><p>Substituído ve na equação da continuidade e expressando a vazão do emissor (q) em</p><p>L h-1, obtém-se:</p><p>  5,05,0</p><p>de</p><p>6 Hg2CA10x6,3q  (2.2)</p><p>ou,</p><p>5,0Hkq  (2.3)</p><p>sendo Cd o coeficiente de descarga:</p><p>e</p><p>e</p><p>d Lf</p><p>DC  (2.4)</p><p>g2CA10x6,3k de</p><p>6 (2.5)</p><p>q – vazão do emissor, L h-1;</p><p>Ae – área da seção de escoamento do caminho de fluxo, m2;</p><p>g – aceleração da gravidade, m s-2.</p><p>(2.2)</p><p>ou,</p><p>5,0Hkq = (2.3)</p><p>sendo Cd o coeficiente de descarga:</p><p>e</p><p>e</p><p>d Lf</p><p>D</p><p>C = (2.4)</p><p>57</p><p>2.3 HIDRÁULICA DOS EMISSORES</p><p>2.3.1 HIDRÁULICA DE EMISSORES DOS TIPOS ORIFÍCIO E REGULADOS</p><p>Os emissores de microirrigação são pequenos dispositivos aplicadores de água e são</p><p>dimensionados para dissipar pressão e descarregar uniformemente uma pequena vazão. A</p><p>hidráulica dos emissores pode ser analisada utilizando a equação da continuidade e a</p><p>equação de perda de carga proposta por Darcy-Weisbach. Rearranjado os termos desta</p><p>equação para expressar a velocidade de fluxo no percurso de escoamento dentro do emissor</p><p>e assumindo que a pressão de operação do emissor é dissipada em perda de carga, tem-se</p><p>a equação (2.1):</p><p>2/1</p><p>e</p><p>e</p><p>e Lf</p><p>DHg2v </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.1)</p><p>sendo:</p><p>ve - velocidade de escoamento da água dentro do emissor, m s-1;</p><p>H - carga de pressão de operação do emissor, m;</p><p>De - diâmetro do percurso de escoamento dentro do emissor, m;</p><p>Le - comprimento do percurso de escoamento, m;</p><p>f - fator de atrito.</p><p>Substituído ve na equação da continuidade e expressando a vazão do emissor (q) em</p><p>L h-1, obtém-se:</p><p>  5,05,0</p><p>de</p><p>6 Hg2CA10x6,3q  (2.2)</p><p>ou,</p><p>5,0Hkq  (2.3)</p><p>sendo Cd o coeficiente de descarga:</p><p>e</p><p>e</p><p>d Lf</p><p>DC  (2.4)</p><p>g2CA10x6,3k de</p><p>6 (2.5)</p><p>q – vazão do emissor, L h-1;</p><p>Ae – área da seção de escoamento do caminho de fluxo, m2;</p><p>g – aceleração da gravidade, m s-2.</p><p>(2.5)</p><p>q – vazão do emissor, L h-1;</p><p>Ae – área da seção de escoamento do caminho de fluxo, m2;</p><p>g – aceleração da gravidade, m s-2.</p><p>A equação (2.2) é uma expressão geral de descarga e Cd é um coeficiente de descarga cujo</p><p>valor varia entre 0,6 e 1,0 (KELLER; BLIESNER, 1990). Os projetos hidráulicos de emissores são</p><p>muito variados e podem resultar em fluxo laminar, turbulento e fluxos compensados de pressão.</p><p>Estas classificações estão associadas com a forma do caminho de fluxo dentro do emissor que</p><p>mudam as características de Cd bem como o expoente da equação (2.2). No projeto do emissor,</p><p>define-se um expoente de fluxo (x) e, usando a equação (2.2), determina-se um coeficiente de</p><p>descarga característico k do emissor, isto é:</p><p>58</p><p>A equação (2.2) é uma expressão geral de descarga e Cd é um coeficiente de</p><p>descarga cujo valor varia entre 0,6 e 1,0 (KELLER; BLIESNER, 1990). Os projetos hidráulicos</p><p>de emissores são muito variados e podem resultar em fluxo laminar, turbulento e fluxos</p><p>compensados de pressão. Estas classificações estão associadas com a forma do caminho de</p><p>fluxo dentro do emissor que mudam as características de Cd bem como o expoente da</p><p>equação (2.2). No projeto do emissor, define-se um expoente de fluxo (x) e, usando a</p><p>equação (2.2), determina-se um coeficiente de descarga característico k do emissor, isto é:</p><p> xde</p><p>6 g2CA10x6,3k  (2.6)</p><p>A relação resultante entre vazão do emissor (q, L h-1) e carga de pressão de operação</p><p>H (energia por unidade de peso, m) ou pressão de operação P (energia por unidade de</p><p>volume, kPa) pode ser generalizada pelas equações (2.7) e (2.8):</p><p>xHkq  (2.7)</p><p>xp'kq  (2.8)</p><p>sendo k e k’ coeficientes de proporcionalidade característicos do emissor e x o expoente de</p><p>fluxo. As unidades de k e k’ são específicas para as unidades de P ou H e q, enquanto o</p><p>expoente de fluxo x é adimensional e varia tipicamente entre 0 e 1,0. Os coeficientes k e k’</p><p>incluem características dimensionais do caminho de fluxo do emissor. Quando ocorrem</p><p>variações na forma do caminho de fluxo (expansões ou contrações) por variações de</p><p>pressão, as equações (2.7) e (2.8) podem não ser apropriadas ou podem ser limitadas a um</p><p>intervalo específico de operação (isto ocorre com os emissores compensados de pressão).</p><p>Quando os emissores são projetados para reduzir a seção transversal de passagem</p><p>da água com o aumento da pressão (emissores regulados), têm-se as seguintes relações:</p><p>y</p><p>e HbA  (2.9)</p><p>sendo y e b coeficientes. Substituindo a equação (2.9) na equação (2.2) e rearranjando os</p><p>termos, a relação vazão-pressão do emissor regulado será expressa pela equação (2.10):</p><p>y5,0Hcq  (2.10)</p><p>sendo c um coeficiente. A equação (2.10) mostra que o expoente (0,5 – y) pode ser menor</p><p>que 0,5, indicando uma redução do efeito da pressão sobre a vazão do emissor, comparado</p><p>com o emissor de fluxo turbulento. Se o valor de y é 0,5, o expoente será zero e nenhuma</p><p>variação na vazão ocorrerá. Quando isto ocorre, um aumento na pressão da água causará</p><p>(2.6)</p><p>A relação resultante entre vazão do emissor (q, L h-1) e carga de pressão de operação</p><p>H (energia por unidade de peso, m) ou pressão de operação P (energia por unidade de</p><p>volume, kPa) pode ser generalizada pelas equações (2.7) e (2.8):</p><p>xHkq = (2.7)</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 63</p><p>xp'kq = (2.8)</p><p>sendo k e k’ coeficientes de proporcionalidade característicos do emissor e x o expoente de fluxo.</p><p>As unidades de k e k’ são específicas para as unidades de P ou H e q, enquanto o expoente de fluxo</p><p>x é adimensional e varia tipicamente entre 0 e 1,0. Os coeficientes k e k’ incluem características</p><p>dimensionais do caminho de fluxo do emissor. Quando ocorrem variações na forma do caminho de</p><p>fluxo (expansões ou contrações) por variações de pressão, as equações (2.7) e (2.8) podem não</p><p>ser apropriadas ou podem ser limitadas a um intervalo específico de operação (isto ocorre com os</p><p>emissores compensados de pressão).</p><p>Quando os emissores são projetados para reduzir a seção transversal de passagem da água</p><p>com o aumento da pressão (emissores regulados), têm-se as seguintes relações:</p><p>y</p><p>e HbA −= (2.9)</p><p>sendo y e b coeficientes. Substituindo a equação (2.9) na equação (2.2) e rearranjando os termos,</p><p>a relação vazão-pressão do emissor regulado será expressa pela equação (2.10):</p><p>y5,0Hcq −= (2.10)</p><p>sendo c um coeficiente. A equação (2.10) mostra que o expoente (0,5 – y) pode ser menor que</p><p>0,5, indicando uma redução do efeito da pressão sobre a vazão do emissor, comparado com o</p><p>emissor de fluxo turbulento. Se o valor de y é 0,5, o expoente será zero e nenhuma variação na</p><p>vazão ocorrerá. Quando isto ocorre, um aumento na pressão da água causará uma redução na</p><p>área da seção transversal de fluxo que compensa exatamente o aumento de pressão e o emissor</p><p>será perfeitamente regulado. Entretanto, se y é maior que 0,5, o expoente será negativo e a vazão</p><p>reduzirá com o aumento da pressão. O conceito de regulação de pressão pode também ser aplicado</p><p>a microtubos de maneira semelhante.</p><p>O expoente x é uma importante característica do emissor e mede a concavidade da curva</p><p>vazão-pressão. O valor do expoente x é usado na seleção do emissor porque caracteriza o tipo de</p><p>fluxo. A equação característica mostra a conveniência de se ter um baixo valor de x. Os emissores</p><p>regulados têm essa característica, porém, todos têm algum elemento físico que responde à pressão</p><p>e, por isso, seu desempenho nem sempre é muito confiável, podendo ser afetado por temperatura</p><p>e fadiga do material.</p><p>Na Figura 2.3 apresentam-se três tipos de relações vazão-pressão</p><p>de emissores. Quando x</p><p>= 1,0 (ou muito próximo), esta relação é linear e o emissor é considerado de fluxo laminar. Neste</p><p>regime de fluxo a vazão do emissor é diretamente proporcional à pressão e as variações de vazão</p><p>são muito sensíveis às variações de pressão. Alguns emissores de longo percurso têm valores de x</p><p>entre 0,7 e 0,8. Microtubos têm x superior a 0,75 e emissores do tipo espiral aproximadamente 0,70.</p><p>Os emissores de fluxo completamente turbulento (labirinto e orifício) têm valores de x próximos de</p><p>0,5. Por meio do uso destes emissores, a vazão é mais ou menos proporcional à raiz quadrada da</p><p>pressão. O valor de x é aproximadamente 0,4 para os emissores do tipo vórtice e tende a zero para</p><p>emissores regulados.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A64</p><p>0</p><p>10</p><p>20</p><p>30</p><p>40</p><p>50</p><p>60</p><p>0 5 10 15 20 25 30 35 40</p><p>Carga de pressão (mca)</p><p>V</p><p>az</p><p>ão</p><p>(</p><p>L</p><p>h-1</p><p>)</p><p>x = 1</p><p>x = 0,5</p><p>x << 0,5x < 0,5</p><p>Figura 2.3 – Exemplos de relações vazão-pressão para emissores de</p><p>fluxo laminar (x = 1), turbulento (x = 0,5) e compensado de pressão</p><p>(X < 0,5)</p><p>Quando x aproxima-se de zero, menor será o efeito da variação de pressão sobre a variação</p><p>de vazão do emissor e, neste caso, diz-se que o emissor é tolerante às variações de pressão. Se</p><p>o expoente é zero a vazão do emissor será constante para qualquer pressão maior que zero e</p><p>variações de pressão não proporcionam variações de vazão. Quando o projeto hidráulico é baseado</p><p>em uma variação de pressão de 20%, emissores de fluxo turbulento (x = 0,5) produzirão cerca</p><p>de 10% de variação de vazão, enquanto emissores de fluxo laminar (x = 1,0) produzirão 20% de</p><p>variação de vazão.</p><p>Os emissores são normalmente especificados em função de sua vazão de projeto (vazão</p><p>nominal, ou vazão declarada pelo fabricante). Esta vazão está relacionada a uma pressão de projeto</p><p>(pressão de serviço). A Figura 2.4 representa a curva característica de um microaspersor não</p><p>regulado cuja vazão nominal é 31 L h-1 e a pressão de serviço é 150 kPa (15 m de carga). Destaca-se</p><p>nessa curva a variabilidade de vazão entre os emissores submetidos à mesma pressão. A pressão de</p><p>serviço deve corresponder a um valor intermediário no intervalo de pressão efetiva de operação. A</p><p>vazão média na pressão de serviço e o coeficiente de variação de vazão são parâmetros importantes</p><p>de qualidade dos emissores e para o projeto do sistema.</p><p>Na Figura 2.5 apresenta-se a relação vazão-pressão para um emissor regulado, com vazão</p><p>média de 3,8 L h-1 no intervalo de pressão de serviço especificado (100 kPa a 300 kPa), diferindo</p><p>exatamente de 5% da vazão declarada de 4 L h-1. O fabricante deve fornecer a curva vazão-pressão</p><p>e a pressão de serviço ideal, além de indicar o intervalo de pressão efetiva para operação do emissor.</p><p>Para um emissor regulado deve-se indicar também o intervalo de compensação de pressão e a vazão</p><p>nominal nesse intervalo. Normalmente os emissores são especificados em termos da sua vazão</p><p>média (vazão nominal) a uma dada pressão padrão de operação (pressão de serviço) e pelo seu</p><p>expoente de fluxo.</p><p>Em laboratório obtém-se a relação vazão-pressão de um emissor utilizando uma amostra de</p><p>tamanho adequado, submetendo cada unidade a várias pressões. Com os valores médios de vazão</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 65</p><p>em cada pressão ajusta-se uma curva vazão-pressão, conforme modelos definidos pelas equações</p><p>(2.7) e (2.8). O ajuste pode ser feito por regressão linear conforme se apresenta nas Figuras 2.4 e</p><p>2.5 (o método mais conveniente), ou por um ajuste gráfico em escala logarítmica (a declividade da</p><p>reta é o valor de x e o intercepto com a ordenada para H = 1 é o valor de k).</p><p>q = 2,1202 p0,5351</p><p>R2 = 0,9842</p><p>0</p><p>10</p><p>20</p><p>30</p><p>40</p><p>50</p><p>60</p><p>0 50 100 150 200 250 300 350 400</p><p>Pressão (kPa) - p</p><p>V</p><p>az</p><p>ão</p><p>-</p><p>q</p><p>(L</p><p>h</p><p>-1</p><p>)</p><p>17,1</p><p>4,27</p><p>73</p><p>25,2</p><p>4,28</p><p>31,3</p><p>4,41</p><p>36,3</p><p>4,19</p><p>40,8</p><p>4,39</p><p>44,8</p><p>4,34</p><p>48,4</p><p>4,33</p><p>Vazão nominal = 31 L h-1</p><p>Vazão</p><p>média</p><p>Coef. Variação (%)</p><p>Figura 2.4 - Relação vazão-pressão para um microaspersor não regulado</p><p>61</p><p>emissores são especificados em termos da sua vazão média (vazão nominal) a uma dada</p><p>pressão padrão de operação (pressão de serviço) e pelo seu expoente de fluxo.</p><p>Em laboratório obtém-se a relação vazão-pressão de um emissor utilizando uma</p><p>amostra de tamanho adequado, submetendo cada unidade a várias pressões. Com os</p><p>valores médios de vazão em cada pressão ajusta-se uma curva vazão-pressão, conforme</p><p>modelos definidos pelas equações (2.7) e (2.8). O ajuste pode ser feito por regressão linear</p><p>conforme se apresenta nas Figuras 2.4 e 2.5 (o método mais conveniente), ou por um</p><p>ajuste gráfico em escala logarítmica (a declividade da reta é o valor de x e o intercepto com</p><p>a ordenada para H = 1 é o valor de k).</p><p>Figura 2.5 - Relação vazão-pressão para um gotejador regulado</p><p>Como a curva vazão-pressão se retifica em escala logarítmica, pode-se também</p><p>utilizar dois pares de pontos (H, q) com valores medidos ou publicados pelo fabricante e</p><p>determinar x e k. Neste caso, determinam-se os parâmetros da relação vazão-pressão da</p><p>seguinte forma:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>2</p><p>1</p><p>2</p><p>1</p><p>ln</p><p>ln</p><p>H</p><p>H</p><p>q</p><p>q</p><p>x (2.11)</p><p>xH</p><p>qk</p><p>1</p><p>1 (2.12)</p><p>sendo:</p><p>q1 - vazão do emissor na carga de pressão H1 (recomenda-se que H1 seja selecionada na</p><p>0,0</p><p>0,5</p><p>1,0</p><p>1,5</p><p>2,0</p><p>2,5</p><p>3,0</p><p>3,5</p><p>4,0</p><p>4,5</p><p>0 50 100 150 200 250 300 350 400</p><p>Va</p><p>zã</p><p>o</p><p>m</p><p>éd</p><p>ia</p><p>(L</p><p>h</p><p>-1</p><p>) -</p><p>q</p><p>Pressão (kPa) - p</p><p>q = 2,155 p0,11Para 100 ≤ p ≤ 300:</p><p>R2 = 0,8647</p><p>Vazão no minal = 4 L h-1</p><p>Figura 2.5 - Relação vazão-pressão para um gotejador regulado</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A66</p><p>Como a curva vazão-pressão se retifica em escala logarítmica, pode-se também utilizar dois</p><p>pares de pontos (H, q) com valores medidos ou publicados pelo fabricante e determinar x e k. Neste</p><p>caso, determinam-se os parâmetros da relação vazão-pressão da seguinte forma:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>2</p><p>1</p><p>2</p><p>1</p><p>H</p><p>Hln</p><p>q</p><p>qln</p><p>x (2.11)</p><p>x</p><p>1</p><p>1</p><p>H</p><p>qk = (2.12)</p><p>sendo:</p><p>q1 - vazão do emissor na carga de pressão H1 (recomenda-se que H1 seja selecionada na</p><p>metade do intervalo de pressão efetiva de operação);</p><p>q2 - vazão do emissor na carga de pressão H2 (recomenda-se que H2 seja selecionada no final</p><p>do intervalo de pressão efetiva de operação).</p><p>Como exemplo, considere que um emissor operando à carga de pressão H1 = 10 m.c.a dá</p><p>uma vazão q1 = 4 L h-1 e ao operar à carga de pressão H2 = 20 m.c.a proporciona q2 = 5,3 L h-1. Nesse</p><p>caso uma aproximação para a relação vazão-pressão do emissor será:</p><p>62</p><p>metade do intervalo de pressão efetiva de operação);</p><p>q2 - vazão do emissor na carga de pressão H2 (recomenda-se que H2 seja selecionada no</p><p>final do intervalo de pressão efetiva de operação).</p><p>Como exemplo, considere que um emissor operando à carga de pressão H1 = 10</p><p>m.c.a dá uma vazão q1 = 4 L h-1 e ao operar à carga de pressão H2 = 20 m.c.a proporciona</p><p>q2 = 5,3 L h-1. Nesse caso uma aproximação para a relação vazão-pressão do emissor será:</p><p>406,0</p><p>20</p><p>10ln</p><p>3,5</p><p>4ln</p><p>x </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> e 57,1</p><p>10</p><p>4k</p><p>406,0</p><p></p><p>Em terrenos acidentados o projeto de um sistema de microirrigação com alta</p><p>uniformidade é limitado pelos emissores muito sensíveis à variação de pressão. Neste caso,</p><p>a solução é o uso de emissores regulados ou linhas laterais curtas com reguladores de</p><p>pressão no início de cada lateral. As linhas laterais devem possuir um comprimento máximo</p><p>de forma a manter uma diferença de pressão não superior à especificada no projeto para</p><p>alta uniformidade de emissão. Os fatores que afetam o máximo comprimento das linhas</p><p>laterais são: vazão</p><p>por unidade de comprimento, uniformidade de emissão desejada,</p><p>características de fluxo do emissor selecionado, disposição da linha lateral sobre o terreno</p><p>(nível, aclive ou declive), tamanho e forma da área e diâmetro do tubo.</p><p>A variabilidade da vazão entre emissores de um mesmo modelo, submetidos à</p><p>mesma pressão (Figura 2.4), resulta uma curva vazão-pressão para cada emissor. Daí a</p><p>necessidade de se definir uma curva característica do emissor considerando a vazão média</p><p>da amostra para cada pressão.</p><p>EXEMPLO 2.1 - Um emissor (a) opera à pressão P1 = 100 kPa e proporciona uma vazão q1</p><p>= 3,5 L h-1. Ao operar à pressão P2 = 200 kPa produz q2 = 5,0 L h-1. Outro emissor (b)</p><p>operando a P1 = 100 kPa produz q1 = 3,5 L h-1 e operando a P2 = 200 kPa produz q2 = 4,0 L</p><p>h-1. Para uma variação de vazão de 10 % na linha lateral, qual a variação máxima de</p><p>pressão permitida para cada um dos emissores.</p><p>Solução:</p><p>Nesse caso uma aproximação para a relação vazão-pressão do emissor poderá ser obtida</p><p>aplicando-se as equações (2.11) e (2.12):</p><p>Em terrenos acidentados o projeto de um sistema de microirrigação com alta uniformidade</p><p>é limitado pelos emissores muito sensíveis à variação de pressão. Neste caso, a solução é o</p><p>uso de emissores regulados ou linhas laterais curtas com reguladores de pressão no início de</p><p>cada lateral. As linhas laterais devem possuir um comprimento máximo de forma a manter uma</p><p>diferença de pressão não superior à especificada no projeto para alta uniformidade de emissão.</p><p>Os fatores que afetam o máximo comprimento das linhas laterais são: vazão por unidade de</p><p>comprimento, uniformidade de emissão desejada, características de fluxo do emissor selecionado,</p><p>disposição da linha lateral sobre o terreno (nível, aclive ou declive), tamanho e forma da área e</p><p>diâmetro do tubo.</p><p>A variabilidade da vazão entre emissores de um mesmo modelo, submetidos à mesma pressão</p><p>(Figura 2.4), resulta uma curva vazão-pressão para cada emissor. Daí a necessidade de se definir</p><p>uma curva característica do emissor considerando a vazão média da amostra para cada pressão.</p><p>EXEMPLO 2.1 - Um emissor (a) opera à pressão P1 = 100 kPa e proporciona uma vazão q1 =</p><p>3,5 L h-1. Ao operar à pressão P2 = 200 kPa produz q2 = 5,0 L h-1. Outro emissor (b) operando</p><p>a P1 = 100 kPa produz q1 = 3,5 L h-1 e operando a P2 = 200 kPa produz q2 = 4,0 L h-1. Para uma</p><p>variação de vazão de 10 % na linha lateral, qual a variação máxima de pressão permitida para</p><p>cada um dos emissores.</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 67</p><p>Solução:</p><p>Nesse caso uma aproximação para a relação vazão-pressão do emissor poderá ser obtida aplicando-</p><p>se as equações (2.11) e (2.12):</p><p>Emissor (a):</p><p>63</p><p>Emissor (a): 515,0</p><p>200</p><p>100ln</p><p>0,5</p><p>5,3ln</p><p>x </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> e 327,0</p><p>100</p><p>5,3k</p><p>515,0</p><p></p><p>Emissor (b): 193,0</p><p>200</p><p>100ln</p><p>0,4</p><p>5,3ln</p><p>x </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> e 439,1</p><p>100</p><p>5,3k</p><p>193,0</p><p></p><p>Para uma variação de vazão de 10 % na linha lateral o emissor (a) permite uma variação de</p><p>pressão de (P1/P2) = (1,1)1/0,515 = 1,203 (isto é, 20,3 %) e o emissor (b) de (P1/P2) =</p><p>(1,1)1/0,193 = 1,639 (isto é, 63,9 %).</p><p>2.3.2 HIDRÁULICA DE MICROTUBOS</p><p>O microtubo é um gotejador de longo percurso, constituído por um pequeno tubo de</p><p>plástico com diâmetro interno entre 0,5 mm e 1 mm, que dissipa a energia de pressão ao</p><p>longo do seu comprimento. O comprimento e o diâmetro podem ser selecionados para</p><p>diferentes vazões. O regime de escoamento nos microtubos é de preferência laminar e,</p><p>nessas condições, apresentam alta sensibilidade às variações de temperatura e pressão, e</p><p>maiores riscos de obstrução. Para temperatura constante, os microtubos apresentam a</p><p>vantagem de permitir pequena variação de vazão e, além disso, possuem baixo coeficiente</p><p>de variação de vazão, sob a mesma pressão. A irrigação por gotejamento com microtubos</p><p>tem vantagens para pequenas áreas por apresentar baixo custo e ser apropriada à utilização</p><p>de energia por gravidade. Para os emissores do tipo microtubo o princípio hidráulico é</p><p>semelhante ao escoamento em tubos lisos. Assim, a equação de perda de carga para um</p><p>microtubo pode ser expressa na seguinte forma geral:</p><p>en</p><p>m</p><p>FD L</p><p>D</p><p>qKH</p><p>e</p><p> (2.13)</p><p>em que:</p><p>HFD - perda de carga contínua (= carga de pressão H na entrada do microtubo, m);</p><p>K - coeficiente de proporcionalidade, adimensional;</p><p>q - vazão do microtubo (m3 h-1);</p><p>m - expoente de fluxo do emissor (m = 1 para escoamento laminar, 2 para</p><p>escoamento completamente turbulento e 1,75 para escoamento turbulento em</p><p>tubo liso);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo (m);</p><p>Emissor (b):</p><p>63</p><p>Emissor (a): 515,0</p><p>200</p><p>100ln</p><p>0,5</p><p>5,3ln</p><p>x </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> e 327,0</p><p>100</p><p>5,3k</p><p>515,0</p><p></p><p>Emissor (b): 193,0</p><p>200</p><p>100ln</p><p>0,4</p><p>5,3ln</p><p>x </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> e 439,1</p><p>100</p><p>5,3k</p><p>193,0</p><p></p><p>Para uma variação de vazão de 10 % na linha lateral o emissor (a) permite uma variação de</p><p>pressão de (P1/P2) = (1,1)1/0,515 = 1,203 (isto é, 20,3 %) e o emissor (b) de (P1/P2) =</p><p>(1,1)1/0,193 = 1,639 (isto é, 63,9 %).</p><p>2.3.2 HIDRÁULICA DE MICROTUBOS</p><p>O microtubo é um gotejador de longo percurso, constituído por um pequeno tubo de</p><p>plástico com diâmetro interno entre 0,5 mm e 1 mm, que dissipa a energia de pressão ao</p><p>longo do seu comprimento. O comprimento e o diâmetro podem ser selecionados para</p><p>diferentes vazões. O regime de escoamento nos microtubos é de preferência laminar e,</p><p>nessas condições, apresentam alta sensibilidade às variações de temperatura e pressão, e</p><p>maiores riscos de obstrução. Para temperatura constante, os microtubos apresentam a</p><p>vantagem de permitir pequena variação de vazão e, além disso, possuem baixo coeficiente</p><p>de variação de vazão, sob a mesma pressão. A irrigação por gotejamento com microtubos</p><p>tem vantagens para pequenas áreas por apresentar baixo custo e ser apropriada à utilização</p><p>de energia por gravidade. Para os emissores do tipo microtubo o princípio hidráulico é</p><p>semelhante ao escoamento em tubos lisos. Assim, a equação de perda de carga para um</p><p>microtubo pode ser expressa na seguinte forma geral:</p><p>en</p><p>m</p><p>FD L</p><p>D</p><p>qKH</p><p>e</p><p> (2.13)</p><p>em que:</p><p>HFD - perda de carga contínua (= carga de pressão H na entrada do microtubo, m);</p><p>K - coeficiente de proporcionalidade, adimensional;</p><p>q - vazão do microtubo (m3 h-1);</p><p>m - expoente de fluxo do emissor (m = 1 para escoamento laminar, 2 para</p><p>escoamento completamente turbulento e 1,75 para escoamento turbulento em</p><p>tubo liso);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo (m);</p><p>Para uma variação de vazão de 10 % na linha lateral o emissor (a) permite uma variação de pressão</p><p>de (P1/P2) = (1,1)1/0,515 = 1,203 (isto é, 20,3 %) e o emissor (b) de (P1/P2) = (1,1)1/0,193 = 1,639 (isto</p><p>é, 63,9 %).</p><p>2.3.2 HIDRÁULICA DE MICROTUBOS</p><p>O microtubo é um gotejador de longo percurso, constituído por um pequeno tubo de plástico</p><p>com diâmetro interno entre 0,5 mm e 1 mm, que dissipa a energia de pressão ao longo do seu</p><p>comprimento. O comprimento e o diâmetro podem ser selecionados para diferentes vazões. O</p><p>regime de escoamento nos microtubos é de preferência laminar e, nessas condições, apresentam</p><p>alta sensibilidade às variações de temperatura e pressão, e maiores riscos de obstrução. Para</p><p>temperatura constante, os microtubos apresentam a vantagem de permitir pequena variação de</p><p>vazão e, além disso, possuem baixo coeficiente de variação de vazão, sob a mesma pressão. A</p><p>irrigação por gotejamento com microtubos tem vantagens para pequenas áreas por apresentar baixo</p><p>custo e ser apropriada à utilização de energia por gravidade. Para os emissores do tipo microtubo o</p><p>princípio hidráulico é semelhante ao escoamento em tubos lisos. Assim, a equação de perda de carga</p><p>para um microtubo pode ser expressa na seguinte forma geral:</p><p>63</p><p>Emissor (a): 515,0</p><p>200</p><p>100ln</p><p>0,5</p><p>5,3ln</p><p>x </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> e 327,0</p><p>100</p><p>5,3k</p><p>515,0</p><p></p><p>Emissor (b): 193,0</p><p>200</p><p>100ln</p><p>0,4</p><p>5,3ln</p><p>x </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> e 439,1</p><p>100</p><p>5,3k</p><p>193,0</p><p></p><p>Para uma variação de vazão de 10 % na linha lateral o emissor (a) permite uma variação de</p><p>pressão de (P1/P2) = (1,1)1/0,515 = 1,203 (isto é, 20,3 %) e o emissor (b) de (P1/P2) =</p><p>(1,1)1/0,193 = 1,639 (isto é, 63,9 %).</p><p>2.3.2 HIDRÁULICA DE MICROTUBOS</p><p>O microtubo é um gotejador de longo percurso, constituído por um pequeno tubo de</p><p>plástico com diâmetro interno entre 0,5 mm e 1 mm, que dissipa a energia de pressão ao</p><p>longo do seu comprimento. O comprimento e o diâmetro podem ser selecionados para</p><p>diferentes vazões. O regime de escoamento nos microtubos é de preferência laminar e,</p><p>nessas condições, apresentam alta sensibilidade às variações de temperatura e pressão, e</p><p>maiores riscos de obstrução. Para temperatura constante, os microtubos apresentam a</p><p>vantagem de permitir pequena variação de vazão e, além disso, possuem baixo coeficiente</p><p>de variação de vazão, sob a mesma pressão. A irrigação por gotejamento com microtubos</p><p>tem vantagens para pequenas áreas por apresentar baixo custo e ser apropriada à utilização</p><p>de energia por gravidade. Para os emissores do tipo microtubo o princípio hidráulico é</p><p>semelhante ao escoamento em tubos lisos. Assim, a equação de perda de carga para um</p><p>microtubo pode ser expressa na seguinte forma geral:</p><p>en</p><p>m</p><p>FD L</p><p>D</p><p>qKH</p><p>e</p><p> (2.13)</p><p>em que:</p><p>HFD - perda de carga contínua (= carga de pressão H na entrada do microtubo, m);</p><p>K - coeficiente de proporcionalidade, adimensional;</p><p>q - vazão do microtubo (m3 h-1);</p><p>m - expoente de fluxo do emissor (m = 1 para escoamento laminar, 2 para</p><p>escoamento completamente turbulento e 1,75 para escoamento turbulento em</p><p>tubo liso);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo (m);</p><p>(2.13)</p><p>em que:</p><p>HFD - perda de carga contínua (= carga de pressão H na entrada do microtubo, m);</p><p>K - coeficiente de proporcionalidade, adimensional;</p><p>q - vazão do microtubo (m3 h-1);</p><p>m - expoente de fluxo do emissor (m = 1 para escoamento laminar, 2 para escoamento</p><p>completamente turbulento e 1,75 para escoamento turbulento em tubo liso);</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A68</p><p>De - diâmetro interno do microtubo (m);</p><p>n - expoente do diâmetro;</p><p>Le - comprimento do microtubo (m).</p><p>A vazão do microtubo pode ser determinada rearranjando-se os termos da equação (2.13)</p><p>como:</p><p>m</p><p>1</p><p>e</p><p>n</p><p>e H</p><p>LK</p><p>Dq </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= (2.14)</p><p>Para um dado emissor do tipo microtubo com comprimento Le e diâmetro interno De fixos,</p><p>a vazão e a pressão são relacionadas por uma função potência [equação (2.7)], sendo k uma</p><p>constante, m/1</p><p>e</p><p>n</p><p>e )]LK/(D[k = e x = 1/m, em que x = 0,5 para fluxo turbulento e 1 para fluxo</p><p>laminar. Dependendo das condições de fluxo, x pode variar entre 0,5 e 1,0.</p><p>A relação vazão-pressão de emissores de longo percurso (espiral) e emissores de fluxo</p><p>turbulento (labirinto) também pode ser expressa pela equação (2.14). Os coeficientes, k e x para</p><p>esses emissores são determinados em testes de laboratório e x pode variar entre 0,5 e 1,0, mas</p><p>tipicamente varia entre 0,65 e 0,75.</p><p>O dimensionamento de microtubos é feito calculando-se o comprimento Le para determinada</p><p>condição de vazão, pressão e perda de carga. Essa perda de carga é uma combinação entre a</p><p>perda de carga contínua no microtubo e as perdas menores (perda localizada de carga e energia</p><p>de velocidade). Existem equações empíricas que expressam essa relação (KHATRI et al., 1979;</p><p>VERMEIREN; JOBLING, 1980), porém, não explicitam as diferentes perdas de carga. Khatri et al.</p><p>(1979) apresentam as seguintes equações:</p><p>● Equação geral para qualquer regime:</p><p>e245,4</p><p>e</p><p>516,1</p><p>L</p><p>D</p><p>q0054,0H = (2.15)</p><p>● Equação para o regime laminar:</p><p>e361,3</p><p>e</p><p>253,1</p><p>L</p><p>D</p><p>q0074,0H = (2.16)</p><p>● Equação para o regime de transição:</p><p>e190,4</p><p>e</p><p>665,1</p><p>L</p><p>D</p><p>q0034,0H = (2.17)</p><p>● Equação para o regime turbulento:</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 69</p><p>e857,4</p><p>e</p><p>779,1</p><p>L</p><p>D</p><p>q0036,0H = (2.18)</p><p>sendo:</p><p>H - carga de pressão na entrada do microtubo, correspondendo à perda de carga máxima</p><p>permitida (m);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo (mm);</p><p>q - vazão do microtubo (L h-1);</p><p>Le - comprimento do microtubo (m).</p><p>Vermeiren e Jobling (1980) apresentam a seguinte relação entre vazão, carga piezométrica,</p><p>comprimento e diâmetro interno do microtubo:</p><p>1,3</p><p>e</p><p>cb</p><p>e DHLaq = (2.19)</p><p>sendo:</p><p>q - vazão do microtubo (L h-1);</p><p>H - carga piezométrica na entrada do microtubo (m);</p><p>Le - comprimento do microtubo (m);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo (mm);</p><p>a, b, c - coeficientes que dependem do diâmetro (Tabela 2.1).</p><p>Tabela 2.1 – Coeficientes da equação (2.19)</p><p>Coeficientes</p><p>Diâmetro interno – De (mm)</p><p>0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1</p><p>a 0,86 0,91 1,02 1,14 1,16 1,28 1,38</p><p>b -0,78 -0,75 0,72 -0,68 -0,65 -0,62 -0,58</p><p>c 0,85 0,82 0,78 0,75 0,72 0,69 0,65</p><p>Souza e Botrel (2004) desenvolveram um modelo para o cálculo da perda de carga em</p><p>microtubos considerando o regime laminar e três componentes para a perda de carga total (perda</p><p>contínua de carga, perda localizada de carga e energia de velocidade):</p><p>65</p><p>e857,4</p><p>e</p><p>779,1</p><p>L</p><p>D</p><p>q0036,0H  (2.18)</p><p>sendo:</p><p>H – carga de pressão na entrada do microtubo, correspondendo à perda de carga</p><p>máxima permitida (m);</p><p>De – diâmetro interno do microtubo (mm);</p><p>q – vazão do microtubo,(L h-1);</p><p>Le – comprimento do microtubo (cm).</p><p>Vermeiren e Jobling (1980) apresentam a seguinte relação entre vazão, carga</p><p>piezométrica, comprimento e diâmetro interno do microtubo:</p><p>1,3</p><p>e</p><p>cb</p><p>e DHLaq  (2.19)</p><p>sendo:</p><p>q vazão do microtubo (L h-1);</p><p>H carga piezométrica na entrada do microtubo (m);</p><p>Le comprimento do microtubo (m);</p><p>De diâmetro interno do microtubo (mm);</p><p>a, b, c coeficientes que dependem do diâmetro (Tabela 2.1).</p><p>Tabela 2.1 – Coeficientes da equação (2.19)</p><p>Coeficientes</p><p>Diâmetro interno – De (mm)</p><p>0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1</p><p>a 0,86 0,91 1,02 1,14 1,16 1,28 1,38</p><p>b -0,78 -0,75 0,72 -0,68 -0,65 -0,62 -0,58</p><p>c 0,85 0,82 0,78 0,75 0,72 0,69 0,65</p><p>Souza e Botrel (2004) desenvolveram um modelo para o cálculo da perda de carga</p><p>em microtubos considerando o regime laminar e três componentes para a perda de carga</p><p>total (perda contínua de carga, perda localizada de carga e energia de velocidade):</p><p>g2</p><p>v</p><p>D</p><p>LfH</p><p>2</p><p>e</p><p>e</p><p>e</p><p>FD  (2.20)</p><p>g2</p><p>vKH</p><p>2</p><p>e</p><p>LFL  (2.21)</p><p>g2</p><p>v</p><p>E</p><p>2</p><p>e</p><p>v  (2.22)</p><p>sendo:</p><p>(2.20)</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A70</p><p>65</p><p>e857,4</p><p>e</p><p>779,1</p><p>L</p><p>D</p><p>q0036,0H  (2.18)</p><p>sendo:</p><p>H – carga de pressão na entrada do microtubo, correspondendo à perda de carga</p><p>máxima permitida (m);</p><p>De – diâmetro interno do microtubo (mm);</p><p>q – vazão do microtubo,(L h-1);</p><p>Le – comprimento do microtubo (cm).</p><p>Vermeiren e Jobling (1980) apresentam a seguinte relação entre vazão, carga</p><p>piezométrica, comprimento e diâmetro interno do microtubo:</p><p>1,3</p><p>e</p><p>cb</p><p>e DHLaq  (2.19)</p><p>sendo:</p><p>q vazão do microtubo (L h-1);</p><p>H carga piezométrica na entrada do microtubo (m);</p><p>Le comprimento do microtubo (m);</p><p>De diâmetro interno do microtubo (mm);</p><p>a, b, c coeficientes que dependem do diâmetro (Tabela 2.1).</p><p>Tabela 2.1 – Coeficientes da equação (2.19)</p><p>Coeficientes</p><p>Diâmetro interno – De (mm)</p><p>0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1</p><p>a 0,86 0,91 1,02 1,14 1,16 1,28 1,38</p><p>b -0,78 -0,75 0,72 -0,68 -0,65 -0,62 -0,58</p><p>c 0,85 0,82 0,78 0,75 0,72 0,69 0,65</p><p>Souza e Botrel (2004) desenvolveram um modelo para o cálculo da perda de carga</p><p>em microtubos considerando o regime laminar e três componentes para a perda de carga</p><p>total</p><p>(perda contínua de carga, perda localizada de carga e energia de velocidade):</p><p>g2</p><p>v</p><p>D</p><p>LfH</p><p>2</p><p>e</p><p>e</p><p>e</p><p>FD  (2.20)</p><p>g2</p><p>vKH</p><p>2</p><p>e</p><p>LFL  (2.21)</p><p>g2</p><p>v</p><p>E</p><p>2</p><p>e</p><p>v  (2.22)</p><p>sendo:</p><p>(2.21)</p><p>g2</p><p>v</p><p>E</p><p>2</p><p>e</p><p>v = (2.22)</p><p>sendo:</p><p>HFD - perda contínua de carga no microtubo, m;</p><p>HFL - perda localizada de carga na entrada do microtubo, m;</p><p>f - fator de atrito da equação universal (adimensional);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo, m;</p><p>ve - velocidade média do escoamento no microtubo, m s-1;</p><p>Le - comprimento do microtubo, m;</p><p>Ev - energia de velocidade, m;</p><p>g - aceleração da gravidade, m s-2;</p><p>KL - coeficiente de perda de carga localizada (adimensional).</p><p>Para desenvolver o modelo de perda de carga no microtubo, Souza e Botrel (2004) aplicaram</p><p>a equação de Bernoulli entre duas seções do microtubo [(1) entrada e (2) saída]:</p><p>66</p><p>HFD - perda contínua de carga no microtubo, m;</p><p>HFL - perda localizada de carga na entrada do microtubo, m;</p><p>f - fator de atrito da equação universal (adimensional);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo, m;</p><p>ve - velocidade média do escoamento no microtubo, m s-1;</p><p>Le - comprimento do microtubo, m;</p><p>Ev - energia de velocidade, m;</p><p>g - aceleração da gravidade, m s-2;</p><p>KL - coeficiente de perda de carga localizada (adimensional).</p><p>Para desenvolver o modelo de perda de carga no microtubo, Souza e Botrel (2004)</p><p>aplicaram a equação de Bernoulli entre duas seções do microtubo [(1) entrada e (2) saída]:</p><p>FLFD2</p><p>2</p><p>22</p><p>1</p><p>2</p><p>11 HHz</p><p>g2</p><p>vpz</p><p>g2</p><p>vp</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>(2.23)</p><p>em que:</p><p>p1 - pressão na linha lateral na entrada do microtubo;</p><p>p2 - pressão na saída do microtubo;</p><p>v1 - velocidade da água na entrada do microtubo;</p><p>v2 - velocidade da água na saída do microtubo;</p><p>z1 - energia de posição da entrada do microtubo;</p><p>z2 - energia de posição na saída do microtubo;</p><p> - peso específico da água.</p><p>Considerando que a cota na entrada do microtubo é igual a da saída (z1 = z2) e que,</p><p>no interior da linha lateral, no ponto de alimentação do microtubo, não tem componente de</p><p>velocidade na direção do microtubo ( 0g2/v2</p><p>1  ), obtém-se:</p><p>FLFD</p><p>2</p><p>21 HH</p><p>g2</p><p>vp</p><p></p><p></p><p>(2.24)</p><p>Assim, o modelo se reduz a:</p><p>g2</p><p>vK</p><p>g2</p><p>v</p><p>g2</p><p>v</p><p>D</p><p>LfH</p><p>2</p><p>2</p><p>L</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>e</p><p>e  (2.25)</p><p>sendo H a carga piezométrica na entrada do microtubo, m.</p><p>(2.23)</p><p>em que:</p><p>p1 - pressão na linha lateral na entrada do microtubo;</p><p>p2 - pressão na saída do microtubo;</p><p>v1 - velocidade da água na entrada do microtubo;</p><p>v2 - velocidade da água na saída do microtubo;</p><p>z1 - energia de posição da entrada do microtubo;</p><p>z2 - energia de posição na saída do microtubo;</p><p>γ - peso específico da água.</p><p>Considerando que a cota na entrada do microtubo é igual a da saída (z1 = z2) e que, no</p><p>interior da linha lateral, no ponto de alimentação do microtubo, não tem componente de velocidade</p><p>na direção do microtubo ( 0g2/v2</p><p>1 = ), obtém-se:</p><p>66</p><p>HFD - perda contínua de carga no microtubo, m;</p><p>HFL - perda localizada de carga na entrada do microtubo, m;</p><p>f - fator de atrito da equação universal (adimensional);</p><p>De - diâmetro interno do microtubo, m;</p><p>ve - velocidade média do escoamento no microtubo, m s-1;</p><p>Le - comprimento do microtubo, m;</p><p>Ev - energia de velocidade, m;</p><p>g - aceleração da gravidade, m s-2;</p><p>KL - coeficiente de perda de carga localizada (adimensional).</p><p>Para desenvolver o modelo de perda de carga no microtubo, Souza e Botrel (2004)</p><p>aplicaram a equação de Bernoulli entre duas seções do microtubo [(1) entrada e (2) saída]:</p><p>FLFD2</p><p>2</p><p>22</p><p>1</p><p>2</p><p>11 HHz</p><p>g2</p><p>vpz</p><p>g2</p><p>vp</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>(2.23)</p><p>em que:</p><p>p1 - pressão na linha lateral na entrada do microtubo;</p><p>p2 - pressão na saída do microtubo;</p><p>v1 - velocidade da água na entrada do microtubo;</p><p>v2 - velocidade da água na saída do microtubo;</p><p>z1 - energia de posição da entrada do microtubo;</p><p>z2 - energia de posição na saída do microtubo;</p><p> - peso específico da água.</p><p>Considerando que a cota na entrada do microtubo é igual a da saída (z1 = z2) e que,</p><p>no interior da linha lateral, no ponto de alimentação do microtubo, não tem componente de</p><p>velocidade na direção do microtubo ( 0g2/v2</p><p>1  ), obtém-se:</p><p>FLFD</p><p>2</p><p>21 HH</p><p>g2</p><p>vp</p><p></p><p></p><p>(2.24)</p><p>Assim, o modelo se reduz a:</p><p>g2</p><p>vK</p><p>g2</p><p>v</p><p>g2</p><p>v</p><p>D</p><p>LfH</p><p>2</p><p>2</p><p>L</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>e</p><p>e  (2.25)</p><p>sendo H a carga piezométrica na entrada do microtubo, m.</p><p>(2.24)</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 71</p><p>Assim, o modelo se reduz a:</p><p>g2</p><p>vK</p><p>g2</p><p>v</p><p>g2</p><p>v</p><p>D</p><p>LfH</p><p>2</p><p>2</p><p>L</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>e</p><p>e ++= (2.25)</p><p>sendo H a carga piezométrica na entrada do microtubo, m.</p><p>Neste modelo, a perda contínua de carga no microtubo é calculada utilizando-se a</p><p>equação universal, considerando o regime de escoamento laminar (R ≤ 2000), sendo f calculado</p><p>pela equação (2.26):</p><p>67</p><p>Neste modelo, a perda contínua de carga no microtubo é calculada utilizando-se a</p><p>equação universal, considerando o regime de escoamento laminar (R 2000), sendo f</p><p>calculado pela equação (2.26):</p><p>R</p><p>64f  (2.26)</p><p>em que R é o número de Reynolds, calculado pela equação (2.27):</p><p></p><p> ee DvR (2.27)</p><p>sendo  a viscosidade cinemática da água (1,01 x 10-6 m2 s-1 à temperatura de 20 oC), ve a</p><p>velocidade média do escoamento dentro do microtubo (m s-1) e De o diâmetro interno do</p><p>microtubo (m).</p><p>Para um microtubo com diâmetro interno De (m), área da seção transversal de</p><p>escoamento Ae (m2), conduzindo uma vazão q (m3 s-1), sendo ve=q/Ae e 4/DA 2</p><p>ee  , e</p><p>considerando a equação (2.26), a equação (2.25) pode ser reescrita da seguinte forma:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> 4</p><p>e</p><p>2</p><p>L24</p><p>e</p><p>2</p><p>24</p><p>e</p><p>e</p><p>D</p><p>qK</p><p>g</p><p>8</p><p>D</p><p>q</p><p>g</p><p>8</p><p>D</p><p>qL</p><p>g</p><p>128H (2.28)</p><p>Souza e Botrel (2004) estudaram microtubos de diferentes diâmetros internos</p><p>(1,009; 0,835; 0,738 e 0,726 mm) e encontraram valor médio de KL igual a 5,896,</p><p>entretanto, verificaram que KL varia com R: KL = a ln (R) + b, com valores médios de a =</p><p>1,2738 e b = - 8,6328.</p><p>EXEMPLO 2.2 - Calcular o comprimento de um microtubo de 0,7 mm de diâmetro interno</p><p>para descarregar uma vazão de 2 L h-1 sabendo-se que a pressão na entrada é 50 kPa (5 m)</p><p>Solução:</p><p>Aplicando-se a equação (2.28):</p><p>     288,1x896,510x263,8288,110x263,8L79,231570110x195,45 226  </p><p>Donde se obtém L = 0,439 m.</p><p>2.3.3 PERDA LOCALIZADA DE CARGA EM EMISSORES NA LINHA LATERAL</p><p>A perda de carga total ao longo da linha lateral afeta a pressão disponível no emissor</p><p>e, consequentemente, a distribuição de vazão ao longo da linha quando são utilizados</p><p>(2.26)</p><p>em que R é o número de Reynolds, calculado pela equação (2.27):</p><p>υ</p><p>= ee DvR (2.27)</p><p>sendo υ a viscosidade cinemática da água (1,01 x 10-6 m2 s-1 à temperatura de 20 oC), ve</p><p>a velocidade média do escoamento dentro do microtubo (m s-1) e De o diâmetro interno do</p><p>microtubo (m).</p><p>Para um microtubo com diâmetro interno De (m), área da seção transversal de escoamento</p><p>Ae (m2), conduzindo uma vazão q (m3 s-1), sendo ve=q/Ae e 4/DA 2</p><p>ee π= , e considerando a equação</p><p>(2.26), a equação (2.25) pode ser reescrita da seguinte forma:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>π</p><p>+</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>π</p><p>+</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>π</p><p>υ</p><p>= 4</p><p>e</p><p>2</p><p>L24</p><p>e</p><p>2</p><p>24</p><p>e</p><p>e</p><p>D</p><p>qK</p><p>g</p><p>8</p><p>D</p><p>q</p><p>g</p><p>8</p><p>D</p><p>qL</p><p>g</p><p>128H (2.28)</p><p>Souza e Botrel (2004) estudaram microtubos de diferentes diâmetros internos (1,009; 0,835;</p><p>0,738 e 0,726 mm) e encontraram valor médio de KL igual a 5,896, entretanto, verificaram que KL</p><p>varia com R: KL = a ln (R) + b, com valores médios de a = 1,2738 e b = - 8,6328.</p><p>EXEMPLO 2.2 - Calcular o comprimento de um microtubo de 0,7 mm de diâmetro interno para</p><p>descarregar uma vazão de 2 L h-1 sabendo-se que a pressão na entrada é 50 kPa (5 m)</p><p>Solução:</p><p>Aplicando-se a equação (2.28):</p><p>67</p><p>Neste modelo, a perda contínua de carga no microtubo é calculada utilizando-se a</p><p>equação universal, considerando o regime de escoamento laminar (R 2000), sendo f</p><p>calculado pela equação (2.26):</p><p>R</p><p>64f  (2.26)</p><p>em que R é o número de Reynolds, calculado pela equação (2.27):</p><p></p><p> ee DvR (2.27)</p><p>sendo  a viscosidade cinemática da água (1,01 x 10-6 m2 s-1 à temperatura de 20 oC), ve a</p><p>velocidade média do escoamento dentro do microtubo (m s-1) e De o diâmetro interno do</p><p>microtubo (m).</p><p>Para um microtubo com diâmetro interno De (m), área da seção transversal de</p><p>escoamento Ae (m2), conduzindo uma vazão q (m3 s-1), sendo ve=q/Ae e 4/DA 2</p><p>ee  , e</p><p>considerando a equação (2.26), a equação (2.25) pode ser reescrita da seguinte forma:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> 4</p><p>e</p><p>2</p><p>L24</p><p>e</p><p>2</p><p>24</p><p>e</p><p>e</p><p>D</p><p>qK</p><p>g</p><p>8</p><p>D</p><p>q</p><p>g</p><p>8</p><p>D</p><p>qL</p><p>g</p><p>128H (2.28)</p><p>Souza e Botrel (2004) estudaram microtubos de diferentes diâmetros internos</p><p>(1,009; 0,835; 0,738 e 0,726 mm) e encontraram valor médio de KL igual a 5,896,</p><p>entretanto, verificaram que KL varia com R: KL = a ln (R) + b, com valores médios de a =</p><p>1,2738 e b = - 8,6328.</p><p>EXEMPLO 2.2 - Calcular o comprimento de um microtubo de 0,7 mm de diâmetro interno</p><p>para descarregar uma vazão de 2 L h-1 sabendo-se que a pressão na entrada é 50 kPa (5 m)</p><p>Solução:</p><p>Aplicando-se a equação (2.28):</p><p>     288,1x896,510x263,8288,110x263,8L79,231570110x195,45 226  </p><p>Donde se obtém L = 0,439 m.</p><p>2.3.3 PERDA LOCALIZADA DE CARGA EM EMISSORES NA LINHA LATERAL</p><p>A perda de carga total ao longo da linha lateral afeta a pressão disponível no emissor</p><p>e, consequentemente, a distribuição de vazão ao longo da linha quando são utilizados</p><p>Donde se obtém L = 0,439 m.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A72</p><p>2.3.3 PERDA LOCALIZADA DE CARGA EM EMISSORES NA LINHA LATERAL</p><p>A perda de carga total ao longo da linha lateral afeta a pressão disponível no emissor e,</p><p>consequentemente, a distribuição de vazão ao longo da linha quando são utilizados emissores não</p><p>regulados. Estas perdas são compostas pela perda contínua de carga ao longo das seções uniformes</p><p>de tubo entre dois emissores consecutivos e pelas perdas localizadas na conexão dos emissores. As</p><p>perdas localizadas são produzidas na seção onde se dá a conexão dos emissores on-line, in-line ou</p><p>integrados por causa da perturbação do escoamento sob estas singularidades. Considerando que a</p><p>ordem de grandeza dessas perdas de carga é significativa (HOWELL; BARINAS, 1980; AL-AMOUD,</p><p>1995; CARDOSO; FRIZZONE, 2007) e que os sistemas de microirrigação devem ser dimensionados</p><p>para proporcionarem alta uniformidade de distribuição de água, as perdas localizadas de carga devem</p><p>ser consideradas no processo de dimensionamento.</p><p>As perdas localizadas de carga são expressas, na forma clássica, como uma fração (KL) da</p><p>carga cinética (v2/2g) de acordo com a equação (2.29).</p><p>68</p><p>emissores não regulados. Estas perdas são compostas pela perda contínua de carga ao</p><p>longo das seções uniformes de tubo entre dois emissores consecutivos e pelas perdas</p><p>localizadas na conexão dos emissores. As perdas localizadas são produzidas na seção onde</p><p>se dá a conexão dos emissores on-line, in-line ou integrados por causa da perturbação do</p><p>escoamento sob estas singularidades. Considerando que a ordem de grandeza dessas perdas</p><p>de carga é significativa (HOWELL; BARINAS, 1980; AL-AMOUD, 1995; CARDOSO;</p><p>FRIZZONE, 2007) e que os sistemas de microirrigação devem ser dimensionados para</p><p>proporcionarem alta uniformidade de distribuição de água, as perdas localizadas de carga</p><p>devem ser consideradas no processo de dimensionamento.</p><p>As perdas localizadas de carga são expressas, na forma clássica, como uma fração</p><p>(KL) da carga cinética (v2/2g) de acordo com a equação (2.29).</p><p>g2</p><p>vKH</p><p>2</p><p>LFL  (2.29)</p><p>sendo HFL a perda localizada de carga causada pelo elemento obstrutor (m), v a velocidade</p><p>média de aproximação da corrente fluida (m s-1) e g a aceleração da gravidade (m s-2).</p><p>Em geral, o coeficiente KL depende das características geométricas do elemento</p><p>obstrutor e do número de Reynolds (R). Os efeitos das forças viscosas podem ser</p><p>negligenciados a partir de um determinado valor de R (R > 104), (BAGARELLO et al., 1997;</p><p>PROVENZANO; PUMO, 2004) e o coeficiente KL pode ser expresso apenas em função da</p><p>geometria da protrusão. Como consequência, para muitas aplicações práticas a perda</p><p>localizada pode ser expressa em termos de comprimento equivalente de tubulação (Leq).</p><p>Para alguns gotejadores integrados, não coaxiais (tipo pastilha), Rettore Netto et al. (2009)</p><p>determinaram os valores do coeficiente KL da equação geral de perda de carga localizada, e</p><p>o comprimento equivalente Leq para uma velocidade média da água de 1,5 m s-1 (Tabela</p><p>2.2). Experimentos semelhantes foram realizados por Cardoso e Frizzone (2007) para</p><p>conexões de emissores on-line (Tabelas 2.3).</p><p>Tabela 2.2. Coeficiente de carga cinética (KL) e perda de carga localizada expressa em</p><p>comprimento equivalente (Leq), para quatro modelos de gotejadores não</p><p>coaxiais integrados (velocidade média da água = 1,5 m s-1)</p><p>Parâmetros Tubo gotejador</p><p>Twin Plus Tiran Uniram Drip Net</p><p>Diâmetro interno do tubo (mm) 15,5 14,4 14,4 15,2</p><p>Área tranversal do gotejador (mm2) 57,1 35,9 69,9 53,7</p><p>KL 0,7184 0,4313 1,3811 0,6915</p><p>Leq (m) 0,434 0,238 0,761 0,408</p><p>(2.29)</p><p>sendo HFL a perda localizada de carga causada pelo elemento obstrutor (m), v a velocidade média de</p><p>aproximação da corrente fluida (m s-1) e g a aceleração da gravidade (m s-2).</p><p>Em geral, o coeficiente KL depende das características geométricas do elemento obstrutor</p><p>e do número de Reynolds (R). Os efeitos das forças viscosas podem ser negligenciados a partir de</p><p>um determinado valor de R (R > 104), (BAGARELLO et al., 1997; PROVENZANO; PUMO, 2004) e o</p><p>coeficiente KL pode ser expresso apenas em função da geometria da protrusão. Como consequência,</p><p>para muitas aplicações práticas a perda localizada pode ser expressa em termos de comprimento</p><p>equivalente de tubulação (Leq). Para alguns gotejadores integrados, não coaxiais (tipo pastilha),</p><p>Rettore Netto et al. (2009) determinaram os valores do coeficiente KL da equação geral de perda</p><p>de carga localizada, e o comprimento equivalente Leq para uma velocidade média da água de 1,5 m</p><p>s-1 (Tabela 2.2). Experimentos semelhantes foram realizados por Cardoso e Frizzone (2007) para</p><p>conexões de emissores on-line (Tabelas 2.3).</p><p>Tabela 2.2. Coeficiente de carga cinética (KL) e perda de carga localizada expressa em comprimento</p><p>equivalente (Leq), para quatro modelos de gotejadores não coaxiais integrados (velocidade média da</p><p>água = 1,5 m s-1)</p><p>Parâmetros</p><p>Tubo gotejador</p><p>Twin Plus Tiran Uniram Drip Net</p><p>Diâmetro interno do tubo (mm) 15,5 14,4 14,4 15,2</p><p>Área tranversal do gotejador (mm2) 57,1 35,9 69,9 53,7</p><p>KL 0,7184 0,4313 1,3811 0,6915</p><p>Leq (m) 0,434 0,238 0,761 0,408</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 73</p><p>2.4 VARIAÇÃO DE VAZÃO DOS EMISSORES</p><p>A microirrigação se caracteriza por aplicações frequentes de água em baixas vazões.</p><p>Pequenas variações na vazão dos emissores podem representar volumes de água relativamente</p><p>grandes durante as aplicações sazonais. Os fatores que podem afetar a vazão dos emissores</p><p>são: variação de fabricação, temperatura, entupimento, desgastes do emissor com o tempo,</p><p>variações de pressão na entrada do emissor por variações de nível do terreno, por perdas de</p><p>carga ao longo da linha lateral e na conexão dos emissores, e por perdas de carga no microtubo</p><p>de montagem do microaspersor.</p><p>Tabela 2.3 – Coeficiente de carga cinética (KL) e perda localizada de carga, expressa em comprimento</p><p>equivalente (Leq), para quatro modelos de conexões on-line sobre diferentes tubos de polietileno</p><p>(velocidade média da água = 1,5 m s-1).</p><p>Conector Área de protrusão</p><p>(mm2)</p><p>Diâmetro interno</p><p>do tubo</p><p>(mm)</p><p>KL</p><p>Leq</p><p>(m)</p><p>Spray microjet Plasnova 19,70</p><p>10,0 0,4029 0,148</p><p>13,3 0,2074 0,109</p><p>16,3 0,1233 0,084</p><p>17,4 0,1062 0,078</p><p>Conector para microtubo</p><p>Amanco 23,59</p><p>10,0 0,5193 0,191</p><p>13,3 0,2583 0,136</p><p>16,3 0,1512 0,103</p><p>17,4 0,1305 0,096</p><p>Click Tif-PC NaanDan 26,50</p><p>10,0 0,6179 0,244</p><p>13,3 0,2991 0,157</p><p>16,3 0,1727 0,117</p><p>17,4 0,1488 0,109</p><p>Katif Plastro 31,63</p><p>10,0 0,8228 0,325</p><p>13,3 0,3768 0,198</p><p>16,3 0,2133 0,145</p><p>17,4 0,1828 0,134</p><p>2.4.1 COEFICIENTE DE VARIAÇÃO DE FABRICAÇÃO</p><p>A relação característica entre a vazão do emissor e a pressão da água mostra que, se não</p><p>há variação da pressão no sistema de microirrigação, todos os emissores apresentarão vazão</p><p>constante e a variação de vazão dos emissores será zero. No entanto, em condições reais de</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A74</p><p>campo, sempre haverá diferenças de vazão entre emissores, mesmo sob condições de pressão</p><p>constante e sem obstrução dos emissores. Esta variação é provocada por pequenos desvios no</p><p>processo de fabricação que resultam em diferenças de vazão de um emissor para o outro. Qualquer</p><p>desvio na geometria de passagem do fluxo dentro do emissor, em forma ou em tamanho, causará</p><p>variação de vazão do emissor.</p><p>Por mais cuidadoso que seja o processo de fabricação, dificilmente se obtém emissores</p><p>com os mesmos valores de k e x. Tomando-se uma amostra de N emissores do mesmo modelo,</p><p>submetidos à mesma pressão, obtém-se vazões diferentes por variação de fabricação. A variabilidade</p><p>de fabricação depende do projeto do emissor, da sua geometria, do material utilizado e da tolerância</p><p>de medidas utilizadas no processo de fabricação.</p><p>Para um número suficientemente grande de emissores, suas vazões qi têm distribuição</p><p>aproximadamente normal (SOLOMON, 1979), cuja função densidade de probabilidade é dada pela</p><p>equação (2.38) e a função de distribuição pela equação (2.39), com média µ e desvio padrão σ .</p><p>Para uma amostra de vazões q1, q2 ...qN, obtidas à carga de pressão H, tem-se a estimativa da média</p><p>q [equação (2.40)] e do desvio padrão Sq [equação (2.41)]:</p><p>( )</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>q</p><p>e</p><p>2</p><p>1)q(f σ</p><p>µ−−</p><p>πσ</p><p>= para</p><p>70</p><p>Por mais cuidadoso que seja o processo de fabricação, dificilmente se obtém</p><p>emissores com os mesmos valores de k e x. Tomando-se uma amostra de N emissores do</p><p>mesmo modelo, submetidos à mesma pressão, obtém-se vazões diferentes por variação de</p><p>fabricação. A variabilidade de fabricação depende do projeto do emissor, da sua geometria,</p><p>do material utilizado e da tolerância de medidas utilizadas no processo de fabricação.</p><p>Para um número suficientemente grande de emissores, suas vazões qi têm</p><p>distribuição aproximadamente normal (SOLOMON, 1979), cuja função densidade de</p><p>probabilidade é dada pela equação (2.38) e a função de distribuição pela equação (2.39),</p><p>com média  e desvio padrão  . Para uma amostra de vazões q1, q2 ...qN, obtidas à carga</p><p>de pressão H, tem-se a estimativa da média q [equação (2.40)] e do desvio padrão Sq</p><p>[equação (2.41)]:</p><p> </p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>q</p><p>e</p><p>2</p><p>1)q(f </p><p></p><p></p><p> para  eq e 0 (2.38)</p><p> </p><p>dqe</p><p>2</p><p>1)q(F</p><p>a</p><p>2</p><p>q</p><p>2</p><p>2</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.39)</p><p>N</p><p>q</p><p>q</p><p>N</p><p>1i</p><p>i</p><p> (2.40)</p><p> </p><p>1N</p><p>qq</p><p>S</p><p>2N</p><p>1i</p><p>i</p><p>q </p><p></p><p></p><p></p><p> (2.41)</p><p>A variação de fabricação é representada estatisticamente pelo coeficiente de variação</p><p>de vazão dos emissores [CVq(F)] obtido a partir de uma amostra aleatória de emissores</p><p>submetidos à mesma carga de pressão (H), correspondendo ao desvio padrão da vazão dos</p><p>emissores dividido pelo valor médio das vazões:</p><p>q</p><p>S</p><p>CVq q</p><p>)F(  (2.42)</p><p>Quando se assume que as vazões observadas têm distribuição normal, devem-se</p><p>verificar as seguintes premissas:</p><p>e 0>σ (2.38)</p><p>70</p><p>Por mais cuidadoso que seja o processo de fabricação, dificilmente se obtém</p><p>emissores com os mesmos valores de k e x. Tomando-se uma amostra de N emissores do</p><p>mesmo modelo, submetidos à mesma pressão, obtém-se vazões diferentes por variação de</p><p>fabricação. A variabilidade de fabricação depende do projeto do emissor, da sua geometria,</p><p>do material utilizado e da tolerância de medidas utilizadas no processo de fabricação.</p><p>Para um número suficientemente grande de emissores, suas vazões qi têm</p><p>distribuição aproximadamente normal (SOLOMON, 1979), cuja função densidade de</p><p>probabilidade é dada pela equação (2.38) e a função de distribuição pela equação (2.39),</p><p>com média  e desvio padrão  . Para uma amostra de vazões q1, q2 ...qN, obtidas à carga</p><p>de pressão H, tem-se a estimativa da média q [equação (2.40)] e do desvio padrão Sq</p><p>[equação (2.41)]:</p><p> </p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>q</p><p>e</p><p>2</p><p>1)q(f </p><p></p><p></p><p> para  eq e 0 (2.38)</p><p> </p><p>dqe</p><p>2</p><p>1)q(F</p><p>a</p><p>2</p><p>q</p><p>2</p><p>2</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.39)</p><p>N</p><p>q</p><p>q</p><p>N</p><p>1i</p><p>i</p><p> (2.40)</p><p> </p><p>1N</p><p>qq</p><p>S</p><p>2N</p><p>1i</p><p>i</p><p>q </p><p></p><p></p><p></p><p> (2.41)</p><p>A variação de fabricação é representada estatisticamente pelo coeficiente de variação</p><p>de vazão dos emissores [CVq(F)] obtido a partir de uma amostra aleatória de emissores</p><p>submetidos à mesma carga de pressão (H), correspondendo ao desvio padrão da vazão dos</p><p>emissores dividido pelo valor médio das vazões:</p><p>q</p><p>S</p><p>CVq q</p><p>)F(  (2.42)</p><p>Quando se assume que as vazões observadas têm distribuição normal, devem-se</p><p>verificar as seguintes premissas:</p><p>(2.39)</p><p>N</p><p>q</p><p>q</p><p>N</p><p>1i</p><p>i∑</p><p>== (2.40)</p><p>( )</p><p>1N</p><p>qq</p><p>S</p><p>2N</p><p>1i</p><p>i</p><p>q −</p><p>−</p><p>=</p><p>∑</p><p>= (2.41)</p><p>A variação de fabricação é representada estatisticamente pelo coeficiente de variação de</p><p>vazão dos emissores [CVq(F)] obtido a partir de uma amostra aleatória de emissores submetidos à</p><p>mesma carga de pressão (H), correspondendo ao desvio padrão da vazão dos emissores dividido pelo</p><p>valor médio das vazões:</p><p>q</p><p>S</p><p>CVq q</p><p>)F( =</p><p>(2.42)</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 75</p><p>Quando se assume que as vazões observadas têm distribuição normal, devem-se verificar as</p><p>seguintes premissas:</p><p>(a) 99,7% das observações compreendidas entre )S3q( q± ou q)CVq31( )F(± ;</p><p>(b) 95% das observações compreendidas entre )S2q( q± ou q)CVq21( )F(± ;</p><p>(c) 68% das observações compreendidas entre )Sq( q± ou q)CVq1( )F(± ;</p><p>(d) a média de 25% das menores vazões observadas (média do quartil inferior) é</p><p>aproximadamente igual a</p><p>71</p><p>(a) 99,7% das observações compreendidas entre )S3q( q ou q)CVq31( )F( ;</p><p>(b) 95% das observações compreendidas entre )S2q( q ou q)CVq21( )F( ;</p><p>(c) 68% das observações compreendidas entre )Sq( q ou q)CVq1( )F( ;</p><p>(d) a média de 25% das menores vazões observadas (média do quartil inferior) é</p><p>aproximadamente igual a )S27,1q( q ou q)CVq27,11( )F( .</p><p>A ASABE (2008), pela norma EP405.1, apresenta a seguinte classificação:</p><p>● Gotejadores e microaspersores:</p><p>CVq(F)  0,05 Uniformidade excelente</p><p>0,05 < CVq(F)  0,07 Uniformidade média</p><p>0,07 < CVq(F)  0,10 Uniformidade baixa</p><p>0,10 < CVq(F)  0,15 Uniformidade marginal</p><p>CVq(F) > 0,15 Uniformidade inaceitável.</p><p>● Tubos gotejadores:</p><p>CVq(F)  0,10 Uniformidade boa</p><p>0,10 < CVq(F)  0,20 Uniformidade média</p><p>CVq(F) > 0,20 Uniformidade marginal a inaceitável.</p><p>Para qualificar os emissores, a ABNT (2006) especifica os emissores da seguinte</p><p>forma: a vazão média da amostra não deve divergir da vazão nominal por mais que  7% e</p><p>o coeficiente de variação de fabricação da amostra não deve exceder 7%.</p><p>EXEMPLO 2.3 - Considere as vazões de uma amostra de 30 microaspersores, medidas a</p><p>150 kPa (Tabela 2.4), com q = 63,2 L h-1, Sq = 1,89 L h-1 e CVq(F) = 2,99 %. Verifique a</p><p>categoria do emissor quanto ao CVq(F) e faça um gráfico da distribuição de frequência</p><p>acumulada das vazões observadas.</p><p>Tabela 2.4 - Vazão de 30 microaspersores, com vazão nominal de 64 L h-1, submetidos à</p><p>pressão de serviço de 150 kPa.</p><p>Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1)</p><p>1 57,95 11</p><p>59,80 21 60,52</p><p>2 61,20 12 61,58 22 61,82</p><p>3 62,00 13 62,58 23 62,95</p><p>4 62,23 14 62,66 24 63,12</p><p>5 62,40 15 62,73 25 63,25</p><p>6 63,38 16 63,80 26 64,15</p><p>7 63,60 17 63,88 27 64,25</p><p>8 63,75 18 63,98 28 64,53</p><p>9 64,75 19 65,24 29 66,08</p><p>10 64,88 20 65,48 30 67,22</p><p>ou</p><p>71</p><p>(a) 99,7% das observações compreendidas entre )S3q( q ou q)CVq31( )F( ;</p><p>(b) 95% das observações compreendidas entre )S2q( q ou q)CVq21( )F( ;</p><p>(c) 68% das observações compreendidas entre )Sq( q ou q)CVq1( )F( ;</p><p>(d) a média de 25% das menores vazões observadas (média do quartil inferior) é</p><p>aproximadamente igual a )S27,1q( q ou q)CVq27,11( )F( .</p><p>A ASABE (2008), pela norma EP405.1, apresenta a seguinte classificação:</p><p>● Gotejadores e microaspersores:</p><p>CVq(F)  0,05 Uniformidade excelente</p><p>0,05 < CVq(F)  0,07 Uniformidade média</p><p>0,07 < CVq(F)  0,10 Uniformidade baixa</p><p>0,10 < CVq(F)  0,15 Uniformidade marginal</p><p>CVq(F) > 0,15 Uniformidade inaceitável.</p><p>● Tubos gotejadores:</p><p>CVq(F)  0,10 Uniformidade boa</p><p>0,10 < CVq(F)  0,20 Uniformidade média</p><p>CVq(F) > 0,20 Uniformidade marginal a inaceitável.</p><p>Para qualificar os emissores, a ABNT (2006) especifica os emissores da seguinte</p><p>forma: a vazão média da amostra não deve divergir da vazão nominal por mais que  7% e</p><p>o coeficiente de variação de fabricação da amostra não deve exceder 7%.</p><p>EXEMPLO 2.3 - Considere as vazões de uma amostra de 30 microaspersores, medidas a</p><p>150 kPa (Tabela 2.4), com q = 63,2 L h-1, Sq = 1,89 L h-1 e CVq(F) = 2,99 %. Verifique a</p><p>categoria do emissor quanto ao CVq(F) e faça um gráfico da distribuição de frequência</p><p>acumulada das vazões observadas.</p><p>Tabela 2.4 - Vazão de 30 microaspersores, com vazão nominal de 64 L h-1, submetidos à</p><p>pressão de serviço de 150 kPa.</p><p>Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1)</p><p>1 57,95 11 59,80 21 60,52</p><p>2 61,20 12 61,58 22 61,82</p><p>3 62,00 13 62,58 23 62,95</p><p>4 62,23 14 62,66 24 63,12</p><p>5 62,40 15 62,73 25 63,25</p><p>6 63,38 16 63,80 26 64,15</p><p>7 63,60 17 63,88 27 64,25</p><p>8 63,75 18 63,98 28 64,53</p><p>9 64,75 19 65,24 29 66,08</p><p>10 64,88 20 65,48 30 67,22</p><p>.</p><p>A ASABE (2008), pela norma EP405.1, apresenta a seguinte classificação:</p><p>● Gotejadores e microaspersores:</p><p>CVq(F) ≤ 0,05 Uniformidade excelente</p><p>0,05 < CVq(F) ≤ 0,07 Uniformidade média</p><p>0,07 < CVq(F) ≤ 0,10 Uniformidade baixa</p><p>0,10 < CVq(F) ≤ 0,15 Uniformidade marginal</p><p>CVq(F) > 0,15 Uniformidade inaceitável.</p><p>● Tubos gotejadores:</p><p>CVq(F) ≤ 0,10 Uniformidade boa</p><p>0,10 < CVq(F) ≤ 0,20 Uniformidade média</p><p>CVq(F) > 0,20 Uniformidade marginal a inaceitável.</p><p>Para qualificar os emissores, a ABNT (2006) especifica os emissores da seguinte forma: a</p><p>vazão média da amostra não deve divergir da vazão nominal por mais que ± 7% e o coeficiente de</p><p>variação de fabricação da amostra não deve exceder 7%.</p><p>EXEMPLO 2.3 - Considere as vazões de uma amostra de 30 microaspersores, medidas a 150 kPa</p><p>(Tabela 2.4), com q = 63,2 L h-1, Sq = 1,89 L h-1 e CVq(F) = 2,99 %. Verifique a categoria do emissor</p><p>quanto ao CVq(F) e faça um gráfico da distribuição de frequência acumulada das vazões observadas.</p><p>Tabela 2.4 - Vazão de 30 microaspersores, com vazão nominal de 64 L h-1, submetidos à pressão de</p><p>serviço de 150 kPa.</p><p>Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1)</p><p>1 57,95 11 59,80 21 60,52</p><p>2 61,20 12 61,58 22 61,82</p><p>3 62,00 13 62,58 23 62,95</p><p>4 62,23 14 62,66 24 63,12</p><p>5 62,40 15 62,73 25 63,25</p><p>6 63,38 16 63,80 26 64,15</p><p>7 63,60 17 63,88 27 64,25</p><p>8 63,75 18 63,98 28 64,53</p><p>9 64,75 19 65,24 29 66,08</p><p>10 64,88 20 65,48 30 67,22</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A76</p><p>Solução:</p><p>Para a vazão nominal de 64 L h-1, o microaspersor pode ser considerado aprovado quanto a</p><p>uniformidade de fabricação pela norma ABNT (2006) e excelente pela ASABE (2008).</p><p>As demais estatísticas para as vazões da Tabela 2.4 são:</p><p>● )S3q( q± = (57,53 a 68,87): 100% das observações estão dentro do intervalo;</p><p>● )S2q( q± = (59,42 a 66,98): 28 observações em 30 (93,3%) estão nesse intervalo;</p><p>● )Sq( q± = (61,31 a 65,09): 22 observações em 30 (73,3%) estão dentro do intervalo;</p><p>● )S27,1q( q−1,27 )S27,1q( q− = 60,80 L h-1: média do menor quartil em uma distribuição normal;</p><p>● Média do menor quartil para os dados observados = 61,17 L h-1.</p><p>Na Figura (2.6) mostra-se a distribuição de frequências acumuladas das vazões observadas</p><p>(representada pelos pontos) comparada com a distribuição normal acumulada (linha cheia), definida</p><p>pela equação(2.39), considerando q = 63,2 L h-1 e Sq = 1,89 L h-1.</p><p>0,00</p><p>0,20</p><p>0,40</p><p>0,60</p><p>0,80</p><p>1,00</p><p>56,00 58,00 60,00 62,00 64,00 66,00 68,00</p><p>Vazão (L h-1)</p><p>Fr</p><p>eq</p><p>üê</p><p>nc</p><p>ia</p><p>a</p><p>cu</p><p>m</p><p>ul</p><p>ad</p><p>a</p><p>Freq. acumulada observada</p><p>Distribuição normal acumulada</p><p>Vazão média = 63,2 L h-1</p><p>Desvio padrão = 1,89 L h-1</p><p>Figura 2.6 - Distribuição de frequências acumuladas das vazões</p><p>observadas.</p><p>Frequentemente utiliza-se mais que um emissor, ou saídas de emissor, por planta. Nesse</p><p>caso, a tendência é que ocorra compensação das variações de vazão entre emissores ao redor da</p><p>planta e a variação na vazão total derivada a cada planta seja menor que a esperada quando se</p><p>considera um único emissor. Conhecendo-se o coeficiente de variação de fabricação do emissor</p><p>[CVq(F)] pode-se calcular o coeficiente de variação de fabricação para o sistema [CVq(F)S]. O CVq(F)</p><p>é uma propriedade do emissor, enquanto CVq(F)S é uma propriedade do sistema de microirrigação</p><p>(SOLOMON, 1979; BRALTS; WU; GITLIN, 1981).</p><p>Sendo NP o número de emissores novos por planta, q a vazão média esperada do emissor</p><p>à pressão de operação e Sq o desvio padrão, então a vazão média para cada planta será NP. q com</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 77</p><p>desvio padrão Pq</p><p>2</p><p>qP NSSN = . A variação da vazão suprida a cada planta pode ser caracterizada</p><p>pelo coeficiente de variação de fabricação para o sistema:</p><p>qN</p><p>SN</p><p>CVq</p><p>P</p><p>2</p><p>qP</p><p>S)F( = (2.43)</p><p>2/1</p><p>P</p><p>q</p><p>S)F( N</p><p>q</p><p>S</p><p>CVq −= (2.44)</p><p>73</p><p>será NP. q com desvio padrão Pq</p><p>2</p><p>qP NSSN  . A variação da vazão suprida a cada planta</p><p>pode ser caracterizada pelo coeficiente de variação de fabricação para o sistema:</p><p>qN</p><p>SN</p><p>CVq</p><p>P</p><p>2</p><p>qP</p><p>S)F(  (2.43)</p><p>2/1</p><p>P</p><p>q</p><p>S)F( N</p><p>q</p><p>S</p><p>CVq  (2.44)</p><p>2/1</p><p>P)F(S)F( NCVCVq  (2.45)</p><p>Utilizando-se um emissor para duas ou mais plantas, considera-se NP =1. Se os</p><p>emissores são de múltiplas saídas NP dependerá do projeto do emissor. Caso exista um</p><p>dispositivo que distribua a água para cada saída depois da passagem dela por um</p><p>mecanismo comum de dissipação de pressão, então se trata de um emissor com múltiplas</p><p>saídas e NP =1. Se há um dispositivo de dissipação de pressão para cada saída, então se</p><p>trata de múltiplos emissores e, neste caso, NP deverá ser igual ao número de saídas.</p><p>2.4.2 SENSIBILIDADE À TEMPERATURA</p><p>A temperatura da água em uma linha de microirrigação é afetada pela temperatura</p><p>do ar e do solo em torno da linha. Parchomchuk (1976) relata aumentos de temperatura da</p><p>água em uma linha lateral exposta à radiação solar entre 12 e 17 °C.</p><p>Um emissor pode ser sensível à temperatura da água por três razões: (a) a vazão do</p><p>emissor depende da viscosidade da água, a qual varia com a temperatura; (b) a maioria dos</p><p>emissores é sensível à temperatura por causa das variações dimensionais na seção de</p><p>passagem da água; (c) os emissores contendo peças de material flexível, por exemplo, os</p><p>emissores regulados, podem estar mais sujeitos à variação de vazão decorrente da variação</p><p>nas características do material em função da temperatura.</p><p>Existe diferença significativa de temperatura entre o ar ambiente e a água que escoa</p><p>na tubulação, especialmente quando a linha lateral está exposta ao sol. Como a água escoa</p><p>através do sistema e a temperatura da água aumenta do início para o final da lateral,</p><p>da produção vegetal em áreas irrigadas</p><p>com restrições de solo (solos arenosos com altas taxas de infiltração ou solos argilosos com</p><p>baixas taxas de infiltração) e de água (qualidade e disponibilidade), onde não poderiam ser</p><p>usados outros métodos de irrigação. Este método possui poucas restrições de uso na maioria</p><p>das culturas agrícolas, embora seja mais apropriado para culturas de alto valor econômico, como</p><p>em horticultura e fruticultura, em plantas ornamentais, cultivos perenes e cultivos em ambiente</p><p>protegido.</p><p>(A) (B)</p><p>Figura 1.1 – Cultivos agrícolas utilizando a microirrigação – microaspersão (A), gotejamento com</p><p>linha simples (B).</p><p>Em alguns casos, pode ser economicamente viável a utilização do referido método em cultivos</p><p>de cereais, algodão e cana-de-açúcar. No entanto, os requisitos para projeto e manejo em áreas</p><p>úmidas podem ser diferentes daqueles para zonas áridas e a tecnologia e as técnicas adequadas a uma</p><p>área não são apropriadas para outra. Como todos os outros métodos de irrigação, a microirrigação</p><p>não é o método mais adequado para todas as culturas, situações de terreno, objetivos do usuário e</p><p>condições sociais e econômicas.</p><p>O uso da microirrigação vem aumentando rapidamente em todo o mundo, principalmente pela</p><p>ocupação de áreas anteriormente irrigadas por sistemas de irrigação por superfície. Com o aumento</p><p>da demanda produtiva, competitividade dos setores de produção, limitação de recursos hídricos e</p><p>a necessidade de minimizar os impactos ambientais da irrigação a tecnologia de microirrigação irá,</p><p>sem dúvida, desempenhar um papel ainda mais importante no futuro. Além de fornecer benefícios</p><p>agronômicos quanto à produção agrícola e à conservação de água e energia, subsidia positivamente</p><p>muitos dos desafios da agricultura irrigada, possibilitando a incorporação de novas tecnologias, como</p><p>o reuso de efluentes agrícolas e industriais.</p><p>Qualquer sistema de irrigação deve ser compatível com as operações culturais associadas a</p><p>uma determinada cultura. A adoção da microirrigação pode exigir adaptações inovadoras de várias</p><p>práticas culturais e até mesmo o desenvolvimento de novos equipamentos de cultivo e colheita.</p><p>Por exemplo, as linhas laterais na superfície do solo (Figura 1.2A) podem dificultar as operações</p><p>tradicionais de colheita, exigindo a remoção dos tubos antes da colheita ou o desenvolvimento de</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 15</p><p>uma nova colhedora ou de novas técnicas de colheita. As linhas laterais podem ser enterradas (Figura</p><p>1.2B), requerendo para tanto técnicas de cultivo mínimo e plantio direto.</p><p>(A) (B)</p><p>Figura 1.2 – Vistas de posicionamento das linhas laterais em relação à superfície do solo – linha</p><p>superficial (A), linha enterrada (B).</p><p>1.2 BENEFÍCIOS E LIMITAÇÕES</p><p>Os benefícios e as limitações da microirrigação devem ser considerados e compreendidos</p><p>antes da adoção desta tecnologia para solução definitiva dos problemas da irrigação. De modo geral,</p><p>as vantagens incluem conservação da água e redução dos impactos nocivos ao uso da água, devido</p><p>ao grande potencial para alta eficiência de aplicação e para automação, melhoria da qualidade e da</p><p>produtividade das culturas e facilidade de aplicações de agroquímicos.</p><p>As principais limitações da microirrigação incluem elevados custos de aquisição do sistema,</p><p>potencial de entupimento dos emissores, exigência de elevado nível de manejo e manutenção.</p><p>Semelhante aos demais métodos de irrigação, a microirrigação não se adapta a todos os objetivos,</p><p>condições econômicas, condições de solo, de planta e de clima. O seu maior potencial de uso ocorre</p><p>quando a água é restrita e cara, os solos são arenosos, pedregosos e com topografia irregular, as</p><p>culturas são de alto valor econômico e o agricultor tem bom nível técnico.</p><p>1.2.1 BENEFÍCIOS</p><p>Relatam-se na literatura vários benefícios da microirrigação frente aos demais métodos.</p><p>As potencialidades e limitações de cada método dependem de fatores técnicos, econômicos e</p><p>agronômicos.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A16</p><p>Alguns importantes benefícios da microirrigação são apresentados a seguir:</p><p>(a) Economia de água – A finalidade dos sistemas de microirrigação são as mesmas</p><p>dos demais métodos, ou seja, devem suprir o sistema solo-planta de modo a satisfazer a</p><p>demanda de água consumida pelo processo de evapotranspiração da cultura ao longo de seu</p><p>ciclo de desenvolvimento. Por ser este um método de elevada eficiência de aplicação de água</p><p>é particularmente recomendado para áreas com escassez de recurso hídrico ou quando a</p><p>cobrança pelo uso deste recurso onera muito o processo produtivo. Quando adequadamente</p><p>projetados, instalados, mantidos e manejados, os sistemas de microirrigação podem eliminar</p><p>os problemas advindos do escoamento superficial e a consequente erosão do solo, além</p><p>de atingir elevados níveis de eficiência de aplicação e uniformidade de distribuição de</p><p>água e produtos químicos. Por irrigar pequenos volumes de solo, permite a redução da</p><p>percolação profunda na área e das perdas por evaporação, refletindo em economia de água</p><p>e produtos químicos, devido ao aumento da eficiência, reduzindo os custos de controle de</p><p>pragas e doenças. Logo, é unânime a concordância de que uma das maiores vantagens da</p><p>microirrigação é a economia de água.</p><p>Entretanto, o fato de que as culturas utilizam menor quantidade de água no processo de</p><p>transpiração não parece ser verdadeiro, por alguns motivos: (i) a irrigação com alta frequência</p><p>mantém o volume de solo próximo às raízes sempre com alto regime de umidade e, em</p><p>consequência, a planta transpira numa taxa potencial; (ii) pela menor proporção molhada da</p><p>superfície do solo, sua fração seca se aquece mais que a úmida, emitindo mais radiação de</p><p>ondas longas, que é proporcional à quarta potência da temperatura absoluta do corpo (solo).</p><p>Parte dessa radiação é captada pela copa das plantas resultando em aumento da energia</p><p>disponível para a transpiração. Além disso, tem-se o efeito do aquecimento do ar que, pelo</p><p>processo de microadvecção, aporta mais energia à folhagem das plantas.</p><p>Resumindo, o efeito da localização da água de irrigação é reduzir as perdas por evaporação</p><p>e por percolação e aumentar a transpiração. O balanço global resulta na redução do conjunto</p><p>evaporação-transpiração, cuja magnitude depende de muitas características do dossel vegetativo.</p><p>Especialmente para as plantas arbóreas cultivadas em linha, a evaporação direta da superfície do solo</p><p>é reduzida, uma vez que apenas uma fração da área é irrigada. Principalmente em solos arenosos, as</p><p>perdas de água por percolação profunda podem ser mais facilmente controladas.</p><p>Os sistemas de microirrigação podem aumentar a sustentabilidade de uma exploração</p><p>agrícola de longo prazo em razão do seu potencial para maximizar a eficiência de aplicação de água e</p><p>minimizar as necessidades de aplicações químicas. A limitada disponibilidade de água na propriedade,</p><p>em quantidade e qualidade, pode ser administrada de forma mais eficiente para a produção agrícola,</p><p>possibilitando maior disponibilidade para os usos competitivos, ou reduzir as retiradas das fontes</p><p>de água. Além disso, por serem operados em baixa pressão, estes sistemas requerem menor gasto</p><p>energético para funcionamento frente aos demais.</p><p>(b) Favorece o desenvolvimento e produção das plantas – O conteúdo de água na fração</p><p>do volume de solo que contém o sistema radicular permanece alto, com pequenas variações,</p><p>pela característica de aplicação frequente da irrigação. Isto mantém alto o potencial total</p><p>da água no solo sem reduzir o nível de aeração, evitando a ocorrência de estresse hídrico</p><p>na planta. Muitos trabalhos destacam a melhoria da resposta das culturas às</p><p>a</p><p>uniformidade de vazão pode variar. Pequena redução na viscosidade da água resultante do</p><p>aquecimento da lateral pode compensar a redução da vazão devido à redução da pressão no</p><p>final da lateral. O perfil de temperatura, ao longo de uma linha lateral pode ser representado</p><p>por uma função potência ou linear (EVANS; WU; SMAJSTRALA, 2007). Uma avaliação teórica</p><p>da perda de carga por atrito ao longo de uma linha lateral com gradiente linear de</p><p>(2.45)</p><p>Utilizando-se um emissor para duas ou mais plantas, considera-se NP =1. Se os emissores são</p><p>de múltiplas saídas NP dependerá do projeto do emissor. Caso exista um dispositivo que distribua a</p><p>água para cada saída depois da passagem dela por um mecanismo comum de dissipação de pressão,</p><p>então se trata de um emissor com múltiplas saídas e NP =1. Se há um dispositivo de dissipação de</p><p>pressão para cada saída, então se trata de múltiplos emissores e, neste caso, NP deverá ser igual ao</p><p>número de saídas.</p><p>2.4.2 SENSIBILIDADE À TEMPERATURA</p><p>A temperatura da água em uma linha de microirrigação é afetada pela temperatura do ar e</p><p>do solo em torno da linha. Parchomchuk (1976) relata aumentos de temperatura da água em uma</p><p>linha lateral exposta à radiação solar entre 12 e 17 °C.</p><p>Um emissor pode ser sensível à temperatura da água por três razões: (a) a vazão do emissor</p><p>depende da viscosidade da água, a qual varia com a temperatura; (b) a maioria dos emissores é</p><p>sensível à temperatura por causa das variações dimensionais na seção de passagem da água; (c) os</p><p>emissores contendo peças de material flexível, por exemplo, os emissores regulados, podem estar</p><p>mais sujeitos à variação de vazão decorrente da variação nas características do material em função</p><p>da temperatura.</p><p>Existe diferença significativa de temperatura entre o ar ambiente e a água que escoa na</p><p>tubulação, especialmente quando a linha lateral está exposta ao sol. Como a água escoa através</p><p>do sistema e a temperatura da água aumenta do início para o final da lateral, a uniformidade de</p><p>vazão pode variar. Pequena redução na viscosidade da água resultante do aquecimento da lateral</p><p>pode compensar a redução da vazão devido à redução da pressão no final da lateral. O perfil de</p><p>temperatura, ao longo de uma linha lateral pode ser representado por uma função potência ou linear</p><p>(EVANS; WU; SMAJSTRALA, 2007). Uma avaliação teórica da perda de carga por atrito ao longo de</p><p>uma linha lateral com gradiente linear de temperatura mostrou que a forma da linha do gradiente de</p><p>energia não é afetada (PENG; WU; PHENE, 1986).</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A78</p><p>Resultados obtidos para diferentes tipos de emissores revelam variações lineares da</p><p>vazão (q) em função da temperatura da água (T): q = β + α T, sendo β e α constantes</p><p>e T a temperatura (oC). A sensibilidade da vazão à temperatura, expressa por α , depende</p><p>fundamentalmente de dois fatores: (a) grau de turbulência da água dentro do emissor - quanto</p><p>maior é a turbulência, menos a vazão é afetada pela viscosidade; (b) projeto do emissor tanto</p><p>em geometria quanto em composição – a temperatura afeta as características dos materiais</p><p>flexíveis que, às vezes, formam parte do emissor, mas, sobretudo, produz dilatações variando as</p><p>dimensões das seções de passagem da água. Teixeira (2006) estudando diferentes gotejadores</p><p>regulados, integrados aos tubos, verificou, de um modo geral, aumento linear da vazão com o</p><p>aumento da temperatura da água.</p><p>Souza e Botrel (2005) observaram que o aumento ou a diminuição da temperatura da</p><p>água, em relação à temperatura padrão de 20 oC, alterou a vazão média de microtubos e a</p><p>uniformidade de distribuição de água (UD) calculada como a razão entre a vazão mínima e a</p><p>vazão média (Figura 2.7). Na condição de projeto (20 oC), o sistema proporcionou UD = 97,7 % e</p><p>vazão média de 5,01 L h-1. Um aumento de 5 oC na temperatura da água reduziu UD para 96,5%</p><p>e a vazão média aumentou para 5,27 L h-1. Observa-se que mesmo para um acréscimo de 15 oC</p><p>na temperatura da água a UD não foi inferior a 90%. Já a vazão média sofreu maior influência</p><p>da variação de temperatura da água, sendo que para cada 5 oC de aumento na temperatura, a</p><p>vazão média aumentou em 5%.</p><p>80</p><p>82</p><p>84</p><p>86</p><p>88</p><p>90</p><p>92</p><p>94</p><p>96</p><p>98</p><p>100</p><p>10 15 20 25 30 35 40</p><p>Temperatura da água (oC)</p><p>U</p><p>ni</p><p>fo</p><p>rm</p><p>id</p><p>ad</p><p>e</p><p>de</p><p>d</p><p>is</p><p>tri</p><p>bu</p><p>iç</p><p>ão</p><p>(%</p><p>)</p><p>(A)</p><p>4,0</p><p>4,2</p><p>4,4</p><p>4,6</p><p>4,8</p><p>5,0</p><p>5,2</p><p>5,4</p><p>5,6</p><p>5,8</p><p>10 15 20 25 30 35 40</p><p>Temperatura da água (oC)</p><p>V</p><p>az</p><p>ão</p><p>m</p><p>éd</p><p>ia</p><p>(L</p><p>h</p><p>-1</p><p>)</p><p>(B)</p><p>Figura 2.7 – Influência da temperatura da água (A) na uniformidade de distribuição de água; (B) na</p><p>vazão média dos emissores em um sistema de microirrigação (SOUZA; BOTREL, 2005).</p><p>De uma forma geral, a sensibilidade da vazão à temperatura é grande nos emissores de</p><p>longo percurso, aumentando com a pressão de operação e com a seção de passagem da água. O</p><p>efeito da temperatura na vazão do emissor depende do tipo de emissor (ZUR; TAL, 1981). O efeito</p><p>da temperatura pode ser considerado insignificante quando se usam emissores de regime turbulento,</p><p>dos tipos orifício e labirinto. Emissores do tipo vórtice apresentam um decréscimo da vazão com</p><p>o aumento da temperatura (RODRIGUEZ-SINOBAS; JUANA; LOSADA, 1999). Emissores de longo</p><p>percurso, de regime laminar (microtubos) aumentam a vazão com o aumento da temperatura</p><p>(SOUZA; BOTREL, 2005).</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 79</p><p>2.4.3 SENSIBILIDADE À OBSTRUÇÃO</p><p>Para um emissor aplicar pequenas vazões é necessário que a seção de passagem da</p><p>água seja pequena. Em geral, as dimensões das seções de passagem estão entre 0,2 mm e 2,5</p><p>mm. Estas pequenas seções tornam todos os emissores susceptíveis à obstrução e requerem</p><p>cuidados na filtragem da água de irrigação. Um dos mais importantes problemas encontrados na</p><p>microirrigação, principalmente gotejamento, é a obstrução dos emissores, causada por processos</p><p>físicos (sedimentação de partículas suspensas na água), por processos químicos (precipitação de</p><p>substâncias diluídas na água) e por processos biológicos (desenvolvimento de microorganismos no</p><p>interior do sistema). A qualidade da água deve, portanto, ser analisada, uma vez que o escoamento,</p><p>em seções de pequenas dimensões com baixa velocidade, pode causar obstrução por deposição do</p><p>material que carrega em suspensão.</p><p>São duas as características mais importantes para se definir a sensibilidade de um emissor</p><p>à obstrução: (i) dimensão da seção de passagem da água; (ii) velocidade da água na seção de</p><p>passagem. Velocidade da água entre 4,5 m s1 e 6 m s-1 através da seção de passagem reduz a</p><p>possibilidade de obstrução. Quanto à dimensão da seção de passagem, a sensibilidade à obstrução</p><p>pode ser classificada da seguinte forma: emissores muito sensíveis: diâmetro ≤ 0,7 mm; emissores</p><p>sensíveis: 0,7 < diâmetro ≤ 1,5 mm; emissores pouco sensíveis: diâmetro > 1,5 mm.</p><p>O entupimento de emissores dificulta a operação do sistema, sendo de difícil detecção e</p><p>a limpeza ou a substituição dos emissores entupidos é onerosa. A determinação exata da causa</p><p>de obstrução pode ser complexa ao se considerar que os vários agentes causadores presentes na</p><p>água podem interagir, agravando o problema, sobretudo pela natureza dinâmica dos parâmetros de</p><p>qualidade de muitas águas (RAVINA et al., 1992).</p><p>Emissores obstruídos afetam a taxa de aplicação de água e a uniformidade de distribuição,</p><p>requerendo avaliações periódicas do desempenho dos sistemas em campo. A maior parte dos</p><p>sedimentos que acumula dentro das tubulações do sistema começa com partículas pequenas que se</p><p>unem para causar problemas de entupimento. Estas partículas pequenas são suficientemente leves</p><p>para serem suspensas e transportadas pela água nos trechos da tubulação onde a velocidade de</p><p>escoamento é alta. Porém, a velocidade diminui ao longo da linha lateral devido à redução da vazão,</p><p>contribuindo para a sedimentação das partículas suspensas e aumento do potencial de obstrução dos</p><p>emissores. Como resultado, o problema de entupimento é mais evidente no final das linhas laterais</p><p>(TEIXEIRA, 2006).</p><p>Para minimizar o potencial de entupimento em irrigação por gotejamento, são feitas</p><p>recomendações típicas de filtragem para remover partículas com dimensões inferiores a 1/10 do</p><p>diâmetro da seção mínima de passagem do emissor. Já para microaspersor e difusor, este critério</p><p>pode ser reduzido para 1/5, uma vez que a velocidade da água na seção de passagem é maior. Os</p><p>emissores regulados são muito sensíveis à obstrução, pois a membrana de material flexível pode</p><p>reduzir drasticamente a seção de passagem da água.</p><p>Para tratamento de recuperação de emissores entupidos existem produtos químicos que</p><p>removem o limo (biofilme) aderido às paredes das tubulações e dos emissores. De modo geral, uma</p><p>das medidas mais utilizadas é o tratamento químico da água com uso de acidificação e cloração para</p><p>controlar entupimento de origem biológica. A cloração pode ser contínua ou intermitente. No entanto,</p><p>deve-se selecionar um método adequado à necessidade de cada sistema. A aplicação contínua é feita</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A80</p><p>utilizando-se baixas dosagens de cloro (1 a 10 mg L-1 de cloro livre), e na intermitente utilizam-se</p><p>dosagens maiores (acima de 100 mg L-1) na última meia hora ou 1 hora de irrigação, deixando o</p><p>sistema de microirrigação desativado por pelo menos 12 horas (NAKAYAMA; BUCKS, 1991). De</p><p>modo geral, o tratamento com combinação de ácido e cloro apresenta vantagens em relação ao</p><p>uso exclusivo cada um deses elementos separadamente, tanto em termos de efetividade como</p><p>de economicidade, uma vez que o tratamento com ácido é normalmente efetuado com frequência</p><p>semanal, utilizando-se o mesmo tempo de aplicação do cloro (TEIXEIRA, 2006). O tratamento com</p><p>cloro tem a eficácia aumentada quando se corrige o pH para que fique em torno de 4. De um modo</p><p>geral, o tratamento com ácidos é usado onde há precipitados sólidos de origem mineral, como da</p><p>reação entre fertilizantes ou destes com a água de irrigação e o tratamento com cloro é usado</p><p>quando existe matéria orgânica viva, como algas e bactérias.</p><p>2.5 PORCENTAGEM DA ÁREA MOLHADA</p><p>2.5.1 ÁREA MOLHADA</p><p>A microirrigação distribui água diretamente na zona radicular das culturas, de modo que a</p><p>seleção de emissores deve considerar as características do sistema radicular das culturas, o volume</p><p>de solo molhado, a quantidade total de água a ser aplicada, bem como a estimativa do tempo total</p><p>admissível de irrigação por dia. A seleção dos emissores e seus espaçamentos deve basear-se na</p><p>máxima quantidade de água a ser aplicada, no tempo estimado de irrigação, na disponibilidade de</p><p>água e na capacidade hidráulica do sistema.</p><p>A definição de um volume mínimo de solo molhado (Figura 2.8) é uma questão complexa</p><p>e, na prática, o conceito de volume de solo molhado é substituído pela área molhada (AW), que</p><p>embora menos significativa, é mais fácil de manejar e medir. A área molhada é normalmente</p><p>menor na superfície do solo e aumenta até certa profundidade, reduz-se em seguida e forma</p><p>um bulbo molhado.</p><p>O conceito de área molhada em microirrigação refere-se a um plano horizontal de</p><p>molhamento ao longo da linha lateral, situado a poucos centímetros abaixo da superfície do</p><p>solo; onde se recomenda que a área molhada, em gotejamento, seja determinada a partir de</p><p>uma estimativa da área média molhada à profundidade de aproximadamente 0,20 m. Já na</p><p>microaspersão para obter a área molhada é suficiente calcular a superfície molhada utilizando-</p><p>se o raio efetivo de alcance do microaspersor; nesse caso, mesmo que a área efetivamente</p><p>molhada abaixo da superfície do solo seja algo maior, a diferença pode ser desconsiderada;</p><p>para o gotejamento, a questão é mais complexa.</p><p>A porcentagem de área molhada (PW) é expressa pela relação entre a área molhada pelos</p><p>emissores (AW) e a área total cultivada (AC). Um critério razoável de projeto de microirrigação deve</p><p>prever um número de pontos de emissão suficiente para molhar entre 30% e 60% da superfície</p><p>horizontal potencialmente ocupada pelo sistema radicular. Em regiões de clima úmido, com chuvas</p><p>regulares, valores de PW entre 20 e 30% são aceitáveis para solos de textura média a argilosa. A</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 81</p><p>porcentagem de área molhada, comparada com a área cultivada, depende do tipo de solo, do volume</p><p>de água aplicado, da vazão em cada ponto de emissão e do espaçamento entre pontos de emissão.</p><p>Volume de solo molhadoSolo seco</p><p>Gotejador</p><p>Figura 2.8 – Volume de solo molhado em gotejamento</p><p>Para culturas com espaçamentos grandes, PW deve ser inferior a 60% para manter as faixas</p><p>de terreno entre linhas de plantas relativamente secas e facilitar as práticas culturais. Baixos valores</p><p>de PW também proporcionam economia de água por reduzir a evaporação da água do solo e, além</p><p>disso, estão associados a menores investimentos em emissores e tubulação. Por outro lado, para</p><p>culturas com pequenos espaçamentos, com linhas de emissores espaçadas de no máximo 1,0 m, PW</p><p>frequentemente aproxima-se de 100%.</p><p>Se a precipitação pluviométrica é suficiente para molhar grande profundidade do perfil de</p><p>solo, por exemplo, superior a 1 m, as raízes das plantas tendem a explorar além do perfil de umidade</p><p>do bulbo molhado pelo emissor. Essa atividade de raízes é importante porque pode ser responsável</p><p>pela absorção de uma significativa quantidade de água e nutrientes. Existe pouca evidência de</p><p>que a fixação das raízes e a consequente estabilidade das plantas constituem um problema em</p><p>microirrigação quando PW > 30%. Já em regiões de ventos fortes, onde a sustentação das plantas é</p><p>dificultada, o maior desenvolvimento radicular resultante da precipitação natural é benéfico.</p><p>Não existe um consenso para definir um valor mínimo de PW, entretanto, aumentando o valor</p><p>de PW, aumenta a segurança do sistema por possibilitar maior armazenamento de água e nutrientes</p><p>no solo, permitindo, assim, que o sistema permaneça desligado por maior tempo sem causar estresse</p><p>hídrico nas plantas, em casos de falhas do sistema ou por condições de elevada evapotranspiração.</p><p>Por outro lado, ao aumentar o valor de PW aumenta-se o custo da instalação, pois se requer maior</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A82</p><p>número de emissores por planta e maior diâmetro das tubulações, maior volume de água bombeado</p><p>e maior gasto de energia. Além disso, é possível dizer que, quanto maior o intervalo entre irrigações,</p><p>maior é o risco de deficiência hídrica no caso de um valor de PW muito próximo do mínimo.</p><p>2.5.2 CONSIDERAÇÃO SOBRE OS EMISSORES E A CULTURA</p><p>A porcentagem da área molhada, em relação à área total cultivada, depende do espaçamento</p><p>entre emissores, ou entre os pontos de emissão, da vazão dos emissores, do tempo ou da lâmina de</p><p>irrigação necessária e do tipo de solo.</p><p>Na determinação do valor de PW devem ser considerados dois casos: (a) quando a irrigação é</p><p>realizada por árvore, não formando uma faixa contínua molhada, mas sim área molhadas próximas</p><p>às plantas; (b) quando a irrigação é realizada em faixas molhadas contínuas, o que se utiliza,</p><p>principalmente, em cultivos executados em fileiras e com menores espaçamentos entre plantas ao</p><p>longo das fileiras.</p><p>Culturas perenes podem exigir até cinco emissores por planta para atender a necessidade</p><p>de irrigação, dependendo do tipo de solo, do dispositivo</p><p>de emissão de água, do tamanho das</p><p>plantas e do clima. Culturas perenes estabelecidas, com grandes espaçamentos, podem requerer</p><p>duas linhas laterais distanciadas entre si de 2 a 3 m. Culturas perenes com espaçamentos menores</p><p>podem precisar de apenas uma linha lateral. Por possuir sistema radicular mais extenso, os cultivos</p><p>de regiões úmidas podem exigir mais que uma linha lateral de gotejadores por fileira de plantas</p><p>ou, alternativamente, o uso de microaspersores, para garantir adequado fornecimento de água e</p><p>nutrientes às raízes.</p><p>Sistemas que utilizam fitas gotejadoras, do tipo linha-fonte, em cultivos em fileiras com</p><p>pequenos espaçamentos, são normalmente projetados com base em vazão por unidade de</p><p>comprimento de linha lateral. Já para culturas perenes com grandes espaçamentos, utilizando</p><p>linhas laterais com emissores tipo ponto-fonte, os sistemas são geralmente concebidos usando</p><p>vazão por emissor.</p><p>Emissores do tipo ponto-fonte, sem sobreposição dos padrões molhados, incluindo</p><p>microaspersores, geralmente são selecionados para cultivos com baixa densidade de plantio, como</p><p>árvores, videiras e outros vegetais. A localização dos emissores deverá garantir que os padrões</p><p>de molhamento estejam na zona radicular e que 30 a 60 % do volume de solo que contém as</p><p>raízes sejam irrigados. Cultivos em fileiras de alta densidade são geralmente irrigados por fitas</p><p>gotejadoras ou por linhas laterais do tipo linha-fonte. Estas linhas laterais devem ser projetadas de</p><p>forma que todo o sistema radicular da cultura de alta densidade de plantio esteja contido no padrão</p><p>de molhamento.</p><p>Em muitos casos pode ser necessário o uso de microaspersores para aumentar a área molhada</p><p>e maximizar a disponibilidade hídrica do solo e evitar a percolação da água, especialmente em</p><p>solos leves, altamente permeáveis, ou em cultivos cuja profundidade das raízes é pequena. Culturas</p><p>permanentes amplamente espaçadas, como citros, pessegueiro, goiabeira, cajueiro e mangueira</p><p>podem exigir microaspersores para irrigar uma fração relativamente grande (por exemplo, 50% ou</p><p>mais) da zona radicular para se obter produtividade máxima, especialmente em regiões úmidas.</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 83</p><p>Para comprimento e diâmetro de tubos definidos, utilizando-se emissores de maior vazão,</p><p>ter-se-á maior variação de pressão ao longo da lateral em comparação com emissores de baixa</p><p>vazão. Da mesma forma, grandes vazões por metro de tubo limitarão o comprimento da lateral.</p><p>Em geral, são preferidas maiores vazões, desde que sejam atendidas as condições hidráulicas</p><p>do solo, porque os emissores ou fitas gotejadoras com maiores seções de passagem para a água</p><p>estão menos sujeitos ao entupimento e, assim, propiciam maior uniformidade de distribuição</p><p>de água, permitindo maior flexibilidade operacional na programação da irrigação. Os sistemas</p><p>de gotejamento subsuperficiais são fortemente afetados pela condutividade hidráulica do solo</p><p>saturado, sendo que a vazão dos emissores é selecionada em função da necessidade de se molhar</p><p>ou não a superfície do solo.</p><p>As baixas taxas de aplicação de água, baixas pressões e as pequenas aberturas dos orifícios,</p><p>que são características dos sistemas de microirrigação, podem resultar problemas de obstrução dos</p><p>emissores. A seleção do tipo e do tamanho adequado de emissor reduzirá o potencial de entupimento,</p><p>mas todos os tipos de emissores estão sujeitos ao entupimento total ou parcial. A redução dos</p><p>problemas de entupimento depende de uma eficiente filtração e tratamento da água.</p><p>Quando se consideram vários emissores formando uma unidade, como é o caso de emissores</p><p>agrupados para irrigar uma única árvore, a uniformidade de aplicação de água é melhor, comparada</p><p>à utilização de um único emissor por árvore (WU, 1997). A variação de vazão dos emissores em um</p><p>sistema de microirrigação pode ser facilmente mantida dentro de aproximadamente 10% quando o</p><p>entupimento é zero e são utilizados pelo menos dois emissores em um grupo.</p><p>O efeito da obstrução dos emissores sobre a uniformidade de aplicação do sistema pode</p><p>ser minimizado pela redução do espaçamento entre emissores ou pelo agrupamento de emissores</p><p>(BRALTS; WU; GITLIN, 1981). Um estudo sobre obstruções aleatórias e contíguas (EVANS; WU;</p><p>SMAJSTRALA, 2007) mostrou que, mesmo com 20 a 30% de emissores entupidos em uma área,</p><p>apenas 1% desses emissores pertenciam a grupos de quatro ou cinco emissores consecutivos</p><p>entupidos. Quando o coeficiente de variação de vazão por efeitos de fabricação e hidráulico é inferior</p><p>a 10% e os emissores são colocados em grupos de quatro a cada árvore, 10 a 20% de entupimento</p><p>aleatório ainda permitirão um coeficiente de variação global de vazão de 17 a 25 %, respectivamente.</p><p>Para os cultivos de alta densidade, em fileiras, quando o coeficiente de variação de vazão por efeitos</p><p>de fabricação e hidráulico é inferior a 10% e o espaçamento entre emissores é igual à metade do</p><p>diâmetro molhado, 10 a 20% de entupimento representarão coeficientes de variação global de vazão</p><p>de 20 a 30 %, respectivamente.</p><p>Wu, Feng e Yabusaki (1989) utilizaram uma técnica de superposição para avaliar a uniformidade</p><p>espacial de aplicação de água ao longo da lateral de um sistema de irrigação por gotejamento,</p><p>considerando o padrão de molhamento de todos os emissores dispostos em vários espaçamentos.</p><p>Como resultado, os autores mostraram que o entupimento, seguido pelo espaçamento entre</p><p>emissores, foram os fatores mais significativos que afetaram a uniformidade espacial da irrigação.</p><p>Evans, Wu e Smajstrala (2007) mostrou que o agrupamento de emissores foi tão significativo quanto</p><p>o espaçamento. Para coeficientes de variação de fabricação inferiores a 10 %, as variações de vazão</p><p>por efeitos hidráulicos e de fabricação foram menos significativas do que os efeitos do entupimento,</p><p>do agrupamento e do espaçamento entre emissores. Quando a superposição dos padrões de</p><p>molhamento dos emissores ao longo da lateral foi 50%, nem a forma do padrão de molhamento nem</p><p>o entupimento foram altamente significativos na uniformidade espacial de distribuição da água. Com</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A84</p><p>esse grau de superposição e sendo o projeto hidráulico de um sistema por gotejamento baseado em</p><p>uma variação de 20% na vazão dos emissores, coeficientes de uniformidades de 90 e 70% podem</p><p>ser alcançados com 0 e 20% de entupimento.</p><p>2.5.3 IRRIGAÇÃO POR ÁRVORE</p><p>Em muitos cultivos, com grandes espaçamentos, é necessário aplicar água em apenas uma</p><p>área sob a copa das plantas, de forma que áreas não molhadas separam as linhas de plantio e as</p><p>plantas vizinhas na mesma linha. Este é geralmente o caso de irrigação de plantas arbóreas com</p><p>grandes espaçamentos. A distância entre emissores, ao longo das laterais, deverá basear-se nas</p><p>propriedades hidráulicas do solo, no tempo de irrigação e na vazão dos emissores. O objetivo de</p><p>projeto deverá ser encontrar a disposição entre emissores, o espaçamento e a vazão para obtenção</p><p>de um volume de solo molhado com tamanho e forma capazes de atender à demanda de água pelas</p><p>plantas (ET), ao intervalo entre irrigações (TR) e às dimensões da zona radicular. O procedimento</p><p>para determinar a vazão dos emissores e seus espaçamentos é baseado nos princípios de fluxo de</p><p>água em meios porosos. Para manter simplicidade no dimensionamento, em geral, desconsidera-se</p><p>a absorção de água pela planta durante a fase de infiltração.</p><p>Estimativa do diâmetro molhado por gotejador</p><p>Um método direto para determinar AW em gotejamento é conduzir um ensaio de campo com</p><p>emissores operando em algumas condições representativas de solo, vazão e tempo de operação,</p><p>avaliando-se o diâmetro médio molhado. Na Figura</p><p>2.9 apresenta-se um esquema geral do ensaio</p><p>de campo para um gotejador com vazão conhecida. Os emissores são instalados em grupos de</p><p>três ou quatro, para se obter valores médios, e operados de forma que cada grupo aplique um</p><p>volume conhecido de água, variando o tempo de operação. Deve-se tomar o cuidado de espaçar</p><p>adequadamente os emissores para evitar superposição dos bulbos molhados. Tendo-se aplicado os</p><p>volumes desejados, de preferência depois de vários ciclos de irrigação e secagem, aproximadamente</p><p>1 hora após a aplicação de água, escava-se o solo, anota-se, para cada emissor, as dimensões do</p><p>bulbo molhado (diâmetro molhado em diferentes profundidades do bulbo molhado) e desenha-se</p><p>sua geometria em escala apropriada. Dessa forma, é possível obter, com mais segurança, a área</p><p>molhada por um emissor, o espaçamento necessário entre emissores para se conseguir uma faixa</p><p>contínua molhada ou o número de emissores por planta, a fim de se obter uma porcentagem</p><p>definida de área molhada.</p><p>Em irrigação por gotejamento, a predição numérica ou analítica da geometria do volume de</p><p>solo molhado e a distribuição da umidade nesse volume necessitam do conhecimento das propriedades</p><p>hidráulicas do solo. Na falta dessas informações, em muitas situações práticas onde a simplicidade</p><p>matemática é fundamental, podem ser utilizadas aproximações mais simples, que não permitem</p><p>obter informações detalhadas sobre o potencial mátrico ou sobre a distribuição do conteúdo de água</p><p>dentro do volume molhado, mas são suficientes para a previsão da sua geometria. Muitos modelos</p><p>simples para a previsão do padrão de molhamento do solo foram desenvolvidos com base no balanço</p><p>de volume e na geometria de fluxo (SCHWARTZMAN; ZUR, 1986; BEN-ASHER; CHARACH; ZEMEL,</p><p>1986; HEALY; WARRICK, 1988). Estes modelos proporcionam predições da posição da frente de</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 85</p><p>molhamento em função do volume de água aplicado (vazão do emissor x tempo de aplicação),</p><p>da porosidade do solo e uma propriedade simples de infiltração (condutividade hidráulica do solo</p><p>saturado, Ko, ou velocidade de infiltração básica do solo, Io, ambos com dimensão LT-1).</p><p>C A P Í T U L O 2 S E L E Ç Ã O D E E M I S S O R E S E S E U S E S P A Ç A M E N T O S</p><p>F R I Z Z O N E , F R E I T A S , R E Z E N D E E F A R I A 85</p><p>molhamento em função do volume de água aplicado (vazão do emissor x tempo de aplicação),</p><p>da porosidade do solo e uma propriedade simples de in ltração (condutividade hidráulica do solo</p><p>saturado, Ko, ou velocidade de in ltração básica do solo, Io, ambos com dimensão LT-1).</p><p>MB</p><p>Emissor</p><p>Reservatório de água</p><p>Motobomba</p><p>Válvula</p><p>Figura 2.9 – Esquema de um ensaio de campo para se determinar</p><p>a geometria do bulbo molhado de um emissor</p><p>O mais simples padrão de molhamento resultante da aplicação de água por um ponto fonte</p><p>super cial, em um per l de solo homogêneo e inicialmente seco, tem geometria semi-esférica, com</p><p>volume 3/R2V 3</p><p>W . A relação entre o raio molhado do volume de solo com geometria semi-</p><p>esférica, RW(t), o tempo de aplicação de água e a quantidade de água aplicada é:</p><p>31</p><p>W 2</p><p>tq3)t(R </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.46)</p><p>em que:</p><p>RW - raio máximo do volume de solo molhado, L</p><p>q - vazão do emissor, L3 T-1;</p><p>t - tempo de aplicação de água, T;</p><p> - variação do teor de água no volume solo, L3 L-3;</p><p>Esta aproximação funciona melhor para solo de textura  na, inicialmente seco, e para</p><p>intervalos de tempos relativamente curtos. O seu uso foi discutido detalhadamente por Ben-Asher,</p><p>Charach e Zemel (1986). Para tempos longos e solo inicialmente úmido, a aproximação é ruim porque</p><p>o efeito da gravidade distorce a forma do volume molhado de uma semi-esfera para uma geometria</p><p>elipsoidal. O tempo decorrido para que a gravidade passa a afetar o processo de  uxo e inicia-se a</p><p>distorção para a forma elipsoidal é relacionado às propriedades do solo e à variação no conteúdo de</p><p>água dentro do volume de solo. Uma estimativa para esse tempo (tgrav) é dada por Philip (1986):</p><p>o</p><p>grav K</p><p>2t</p><p></p><p></p><p> (2.47)</p><p>liv-rezende cap_02.indd 85 05/11/2012 08:48:15</p><p>Figura 2.9 – Esquema de um ensaio de campo para se determinar</p><p>a geometria do bulbo molhado de um emissor</p><p>O mais simples padrão de molhamento resultante da aplicação de água por um ponto fonte</p><p>superficial, em um perfil de solo homogêneo e inicialmente seco, tem geometria semi-esférica, com</p><p>volume 3/R2V 3</p><p>Wπ= . A relação entre o raio molhado do volume de solo com geometria semi-</p><p>esférica, RW(t), o tempo de aplicação de água e a quantidade de água aplicada é:</p><p>31</p><p>W 2</p><p>tq3)t(R </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>θ∆π</p><p>= (2.46)</p><p>em que:</p><p>RW - raio máximo do volume de solo molhado, L</p><p>q - vazão do emissor, L3 T-1;</p><p>t - tempo de aplicação de água, T;</p><p>θ∆ - variação do teor de água no volume solo, L3 L-3;</p><p>Esta aproximação funciona melhor para solo de textura fina, inicialmente seco, e para</p><p>intervalos de tempos relativamente curtos. O seu uso foi discutido detalhadamente por Ben-Asher,</p><p>Charach e Zemel (1986). Para tempos longos e solo inicialmente úmido, a aproximação é ruim porque</p><p>o efeito da gravidade distorce a forma do volume molhado de uma semi-esfera para uma geometria</p><p>elipsoidal. O tempo decorrido para que a gravidade passa a afetar o processo de fluxo e inicia-se a</p><p>distorção para a forma elipsoidal é relacionado às propriedades do solo e à variação no conteúdo de</p><p>água dentro do volume de solo. Uma estimativa para esse tempo (tgrav) é dada por Philip (1986):</p><p>o</p><p>grav K</p><p>2t</p><p>α</p><p>θ∆</p><p>= (2.47)</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A86</p><p>em que α é o parâmetro do modelo exponencial para a condutividade hidráulica do solo não saturado,</p><p>K(φ), em função do potencial mátrico φ, proposto por Gardner (1958):</p><p>h</p><p>o eK)(K α=ϕ (2.48)</p><p>sendo α um parâmetro muito variável e dependente da textura do solo. A estimativa de tgrav pode</p><p>ser usada para predizer se a aproximação semi-esférica é razoável para o tipo de solo considerado e</p><p>para o tempo de irrigação. Estima-se que para tipos de solo e tempos de aplicação com tgrav/t > 10,</p><p>a geometria semi-esférica é mais provável proporcionar estimativas razoáveis para as dimensões do</p><p>volume molhado, pois um grande raio é indicativo de um forte efeito do potencial mátrico (DASBERG;</p><p>OR, 1999). O modelo esférico proporciona uma aproximação semelhante para gotejadores enterrados</p><p>(V = 4 π r3/3), com o mesmo critério para tgrav.</p><p>EXEMPLO 2.4 - Um solo argiloso, com Ko = 3,1 x 10-5 cm s-1 e α= 1,36 x 10-2 cm-1 apresenta</p><p>umidade inicial 0,285 cm3 cm-3 e deseja-se que a umidade média do volume de solo após irrigação</p><p>por gotejamento atinja 0,336 cm3 cm-3. Para uma vazão aplicada pelo emissor igual a 4 L h-1 (4000</p><p>cm3 h-1) calcule tgrav e RW(t) para t = 5 horas.</p><p>Solução:</p><p>h)(67s241.936</p><p>10x,13x10x1,36</p><p>0,285)(0,3362t 52grav =</p><p>−</p><p>= −−</p><p>84</p><p>cm57</p><p>051,0x1416,3x2</p><p>5x4000x3)t(R</p><p>3/1</p><p>W </p><p></p><p></p><p>��</p><p></p><p></p><p></p><p>Schwartzman e Zur (1986) desenvolveram uma aproximação semi-empírica para</p><p>predição do padrão de molhamento sob irrigação por gotejamento superficial. Foram</p><p>relacionados parâmetros chaves que afetam a distribuição de água como vazão do emissor</p><p>(q, m3 s-1), condutividade hidráulica do solo saturado (Ko, m s-1) e volume total de água no</p><p>bulbo molhado (V, m3) para uma profundidade vertical de molhamento (z, m) e um</p><p>diâmetro molhado máximo (DW, m). Com base nos resultados apresentados por Bresler et</p><p>al. (1971) para um gotejador superficial (ponto fonte) eles estimaram as seguintes relações:</p><p>45,0</p><p>o63,0</p><p>q</p><p>K</p><p>V54,2z </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.49)</p><p>17,0</p><p>o22,0</p><p>W q</p><p>KV82,1D</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.50)</p><p>31</p><p>o</p><p>33,0</p><p>o</p><p>35,0</p><p>W K</p><p>qz32,1</p><p>K</p><p>qz32,1D </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.51)</p><p>Apesar de um alto grau de empirismo e</p><p>dos limitados dados usados na derivação, as</p><p>equações (2.49) a (2.51) oferecem uma simples e vantajosa técnica para predizer o padrão</p><p>de molhamento, incluindo a distorção no volume molhado, não prevista pela aproximação</p><p>semi-esférica. O valor de DW pode ser usado diretamente para determinar o espaçamento</p><p>entre emissores quando se conhecem a profundidade de molhamento, a vazão do emissor e</p><p>a condutividade hidráulica do solo saturado, ou para selecionar combinações de DW e q para</p><p>valores fixos de outras variáveis.</p><p>Zur (1996) expandiu o uso destes coeficientes para introduzir o volume de solo</p><p>molhado como objetivo. A ideia básica é selecionar o volume de solo molhado necessário</p><p>para sustentar a demanda máxima de água da cultura (ET, cm dia-1) entre duas irrigações</p><p>sucessivas. Este volume é calculado para um turno de rega conhecido (TR, dias), capacidade</p><p>de armazenamento do solo (CAD, cm3 cm-3, isto é, a diferença entre as umidades do solo na</p><p>capacidade de campo e no ponto de murcha permanente) e depleção máxima permitida de</p><p>umidade no solo, p (fração da CAD que a planta pode consumir sem sofrer déficit hídrico). O</p><p>volume de solo molhado (VW, cm3) é dado pela equação (2.52):</p><p>WeW DS</p><p>CADp</p><p>TRETV  (2.52)</p><p>Schwartzman e Zur (1986) desenvolveram uma aproximação semi-empírica para predição</p><p>do padrão de molhamento sob irrigação por gotejamento superficial. Foram relacionados parâmetros</p><p>chaves que afetam a distribuição de água como vazão do emissor (q, m3 s-1), condutividade hidráulica</p><p>do solo saturado (Ko, m s-1) e volume total de água no bulbo molhado (V, m3) para uma profundidade</p><p>vertical de molhamento (z, m) e um diâmetro molhado máximo (DW, m). Com base nos resultados</p><p>apresentados por Bresler et al. (1971) para um gotejador superficial (ponto fonte) eles estimaram</p><p>as seguintes relações:</p><p>84</p><p>cm57</p><p>051,0x1416,3x2</p><p>5x4000x3)t(R</p><p>3/1</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Schwartzman e Zur (1986) desenvolveram uma aproximação semi-empírica para</p><p>predição do padrão de molhamento sob irrigação por gotejamento superficial. Foram</p><p>relacionados parâmetros chaves que afetam a distribuição de água como vazão do emissor</p><p>(q, m3 s-1), condutividade hidráulica do solo saturado (Ko, m s-1) e volume total de água no</p><p>bulbo molhado (V, m3) para uma profundidade vertical de molhamento (z, m) e um</p><p>diâmetro molhado máximo (DW, m). Com base nos resultados apresentados por Bresler et</p><p>al. (1971) para um gotejador superficial (ponto fonte) eles estimaram as seguintes relações:</p><p>45,0</p><p>o63,0</p><p>q</p><p>K</p><p>V54,2z </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.49)</p><p>17,0</p><p>o22,0</p><p>W q</p><p>KV82,1D</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.50)</p><p>31</p><p>o</p><p>33,0</p><p>o</p><p>35,0</p><p>W K</p><p>qz32,1</p><p>K</p><p>qz32,1D </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.51)</p><p>Apesar de um alto grau de empirismo e dos limitados dados usados na derivação, as</p><p>equações (2.49) a (2.51) oferecem uma simples e vantajosa técnica para predizer o padrão</p><p>de molhamento, incluindo a distorção no volume molhado, não prevista pela aproximação</p><p>semi-esférica. O valor de DW pode ser usado diretamente para determinar o espaçamento</p><p>entre emissores quando se conhecem a profundidade de molhamento, a vazão do emissor e</p><p>a condutividade hidráulica do solo saturado, ou para selecionar combinações de DW e q para</p><p>valores fixos de outras variáveis.</p><p>Zur (1996) expandiu o uso destes coeficientes para introduzir o volume de solo</p><p>molhado como objetivo. A ideia básica é selecionar o volume de solo molhado necessário</p><p>para sustentar a demanda máxima de água da cultura (ET, cm dia-1) entre duas irrigações</p><p>sucessivas. Este volume é calculado para um turno de rega conhecido (TR, dias), capacidade</p><p>de armazenamento do solo (CAD, cm3 cm-3, isto é, a diferença entre as umidades do solo na</p><p>capacidade de campo e no ponto de murcha permanente) e depleção máxima permitida de</p><p>umidade no solo, p (fração da CAD que a planta pode consumir sem sofrer déficit hídrico). O</p><p>volume de solo molhado (VW, cm3) é dado pela equação (2.52):</p><p>WeW DS</p><p>CADp</p><p>TRETV  (2.52)</p><p>(2.49)</p><p>84</p><p>cm57</p><p>051,0x1416,3x2</p><p>5x4000x3)t(R</p><p>3/1</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Schwartzman e Zur (1986) desenvolveram uma aproximação semi-empírica para</p><p>predição do padrão de molhamento sob irrigação por gotejamento superficial. Foram</p><p>relacionados parâmetros chaves que afetam a distribuição de água como vazão do emissor</p><p>(q, m3 s-1), condutividade hidráulica do solo saturado (Ko, m s-1) e volume total de água no</p><p>bulbo molhado (V, m3) para uma profundidade vertical de molhamento (z, m) e um</p><p>diâmetro molhado máximo (DW, m). Com base nos resultados apresentados por Bresler et</p><p>al. (1971) para um gotejador superficial (ponto fonte) eles estimaram as seguintes relações:</p><p>45,0</p><p>o63,0</p><p>q</p><p>K</p><p>V54,2z </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.49)</p><p>17,0</p><p>o22,0</p><p>W q</p><p>KV82,1D</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.50)</p><p>31</p><p>o</p><p>33,0</p><p>o</p><p>35,0</p><p>W K</p><p>qz32,1</p><p>K</p><p>qz32,1D </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.51)</p><p>Apesar de um alto grau de empirismo e dos limitados dados usados na derivação, as</p><p>equações (2.49) a (2.51) oferecem uma simples e vantajosa técnica para predizer o padrão</p><p>de molhamento, incluindo a distorção no volume molhado, não prevista pela aproximação</p><p>semi-esférica. O valor de DW pode ser usado diretamente para determinar o espaçamento</p><p>entre emissores quando se conhecem a profundidade de molhamento, a vazão do emissor e</p><p>a condutividade hidráulica do solo saturado, ou para selecionar combinações de DW e q para</p><p>valores fixos de outras variáveis.</p><p>Zur (1996) expandiu o uso destes coeficientes para introduzir o volume de solo</p><p>molhado como objetivo. A ideia básica é selecionar o volume de solo molhado necessário</p><p>para sustentar a demanda máxima de água da cultura (ET, cm dia-1) entre duas irrigações</p><p>sucessivas. Este volume é calculado para um turno de rega conhecido (TR, dias), capacidade</p><p>de armazenamento do solo (CAD, cm3 cm-3, isto é, a diferença entre as umidades do solo na</p><p>capacidade de campo e no ponto de murcha permanente) e depleção máxima permitida de</p><p>umidade no solo, p (fração da CAD que a planta pode consumir sem sofrer déficit hídrico). O</p><p>volume de solo molhado (VW, cm3) é dado pela equação (2.52):</p><p>WeW DS</p><p>CADp</p><p>TRETV  (2.52)</p><p>(2.50)</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 87</p><p>84</p><p>cm57</p><p>051,0x1416,3x2</p><p>5x4000x3)t(R</p><p>3/1</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Schwartzman e Zur (1986) desenvolveram uma aproximação semi-empírica para</p><p>predição do padrão de molhamento sob irrigação por gotejamento superficial. Foram</p><p>relacionados parâmetros chaves que afetam a distribuição de água como vazão do emissor</p><p>(q, m3 s-1), condutividade hidráulica do solo saturado (Ko, m s-1) e volume total de água no</p><p>bulbo molhado (V, m3) para uma profundidade vertical de molhamento (z, m) e um</p><p>diâmetro molhado máximo (DW, m). Com base nos resultados apresentados por Bresler et</p><p>al. (1971) para um gotejador superficial (ponto fonte) eles estimaram as seguintes relações:</p><p>45,0</p><p>o63,0</p><p>q</p><p>K</p><p>V54,2z </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.49)</p><p>17,0</p><p>o22,0</p><p>W q</p><p>KV82,1D</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.50)</p><p>31</p><p>o</p><p>33,0</p><p>o</p><p>35,0</p><p>W K</p><p>qz32,1</p><p>K</p><p>qz32,1D </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.51)</p><p>Apesar de um alto grau de empirismo e dos limitados dados usados na derivação, as</p><p>equações (2.49) a (2.51) oferecem uma simples e vantajosa técnica para predizer o padrão</p><p>de molhamento, incluindo a distorção no volume molhado, não prevista pela aproximação</p><p>semi-esférica. O valor de DW pode ser usado diretamente para determinar o espaçamento</p><p>entre emissores quando se conhecem a profundidade de molhamento, a vazão do emissor e</p><p>a condutividade hidráulica do solo saturado, ou para selecionar combinações de DW e q para</p><p>valores fixos de outras variáveis.</p><p>Zur (1996) expandiu o uso destes coeficientes para introduzir o volume de solo</p><p>molhado como objetivo. A ideia básica é selecionar o volume de solo molhado</p><p>necessário</p><p>para sustentar a demanda máxima de água da cultura (ET, cm dia-1) entre duas irrigações</p><p>sucessivas. Este volume é calculado para um turno de rega conhecido (TR, dias), capacidade</p><p>de armazenamento do solo (CAD, cm3 cm-3, isto é, a diferença entre as umidades do solo na</p><p>capacidade de campo e no ponto de murcha permanente) e depleção máxima permitida de</p><p>umidade no solo, p (fração da CAD que a planta pode consumir sem sofrer déficit hídrico). O</p><p>volume de solo molhado (VW, cm3) é dado pela equação (2.52):</p><p>WeW DS</p><p>CADp</p><p>TRETV  (2.52)</p><p>(2.51)</p><p>Apesar de um alto grau de empirismo e dos limitados dados usados na derivação, as equações</p><p>(2.49) a (2.51) oferecem uma simples e vantajosa técnica para predizer o padrão de molhamento,</p><p>incluindo a distorção no volume molhado, não prevista pela aproximação semi-esférica. O valor de DW</p><p>pode ser usado diretamente para determinar o espaçamento entre emissores quando se conhecem a</p><p>profundidade de molhamento, a vazão do emissor e a condutividade hidráulica do solo saturado, ou</p><p>para selecionar combinações de DW e q para valores fixos de outras variáveis.</p><p>Zur (1996) expandiu o uso destes coeficientes para introduzir o volume de solo molhado</p><p>como objetivo. A ideia básica é selecionar o volume de solo molhado necessário para sustentar a</p><p>demanda máxima de água da cultura (ET, cm dia-1) entre duas irrigações sucessivas. Este volume</p><p>é calculado para um turno de rega conhecido (TR, dias), capacidade de armazenamento do solo</p><p>(CAD, cm3 cm-3, isto é, a diferença entre as umidades do solo na capacidade de campo e no ponto</p><p>de murcha permanente) e depleção máxima permitida de umidade no solo, p (fração da CAD que a</p><p>planta pode consumir sem sofrer déficit hídrico). O volume de solo molhado (VW, cm3) é dado pela</p><p>equação (2.52):</p><p>84</p><p>cm57</p><p>051,0x1416,3x2</p><p>5x4000x3)t(R</p><p>3/1</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Schwartzman e Zur (1986) desenvolveram uma aproximação semi-empírica para</p><p>predição do padrão de molhamento sob irrigação por gotejamento superficial. Foram</p><p>relacionados parâmetros chaves que afetam a distribuição de água como vazão do emissor</p><p>(q, m3 s-1), condutividade hidráulica do solo saturado (Ko, m s-1) e volume total de água no</p><p>bulbo molhado (V, m3) para uma profundidade vertical de molhamento (z, m) e um</p><p>diâmetro molhado máximo (DW, m). Com base nos resultados apresentados por Bresler et</p><p>al. (1971) para um gotejador superficial (ponto fonte) eles estimaram as seguintes relações:</p><p>45,0</p><p>o63,0</p><p>q</p><p>K</p><p>V54,2z </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.49)</p><p>17,0</p><p>o22,0</p><p>W q</p><p>KV82,1D</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.50)</p><p>31</p><p>o</p><p>33,0</p><p>o</p><p>35,0</p><p>W K</p><p>qz32,1</p><p>K</p><p>qz32,1D </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (2.51)</p><p>Apesar de um alto grau de empirismo e dos limitados dados usados na derivação, as</p><p>equações (2.49) a (2.51) oferecem uma simples e vantajosa técnica para predizer o padrão</p><p>de molhamento, incluindo a distorção no volume molhado, não prevista pela aproximação</p><p>semi-esférica. O valor de DW pode ser usado diretamente para determinar o espaçamento</p><p>entre emissores quando se conhecem a profundidade de molhamento, a vazão do emissor e</p><p>a condutividade hidráulica do solo saturado, ou para selecionar combinações de DW e q para</p><p>valores fixos de outras variáveis.</p><p>Zur (1996) expandiu o uso destes coeficientes para introduzir o volume de solo</p><p>molhado como objetivo. A ideia básica é selecionar o volume de solo molhado necessário</p><p>para sustentar a demanda máxima de água da cultura (ET, cm dia-1) entre duas irrigações</p><p>sucessivas. Este volume é calculado para um turno de rega conhecido (TR, dias), capacidade</p><p>de armazenamento do solo (CAD, cm3 cm-3, isto é, a diferença entre as umidades do solo na</p><p>capacidade de campo e no ponto de murcha permanente) e depleção máxima permitida de</p><p>umidade no solo, p (fração da CAD que a planta pode consumir sem sofrer déficit hídrico). O</p><p>volume de solo molhado (VW, cm3) é dado pela equação (2.52):</p><p>WeW DS</p><p>CADp</p><p>TRETV  (2.52) (2.52)</p><p>sendo Se o espaçamento entre emissores sobre a linha lateral (cm). Zur (1996) representa a</p><p>geometria do volume molhado por uma elipsoide truncada, cujo centro está a uma distância x abaixo</p><p>da superfície do solo. Por simplicidade, e porque as dimensões de x não são definidas por Zur (1996),</p><p>Dasberg e Or (1999) propõem que o volume molhado seja aproximadamente semi-elipsoidal cujo</p><p>volume é dado por:</p><p>6</p><p>DzV</p><p>2</p><p>Wπ</p><p>= (2.53)</p><p>o que é equivalente à formulação de Zur (1996) para x = 0. Combinando as equações (2.51), (2.52)</p><p>e (2.53) obtém-se uma expressão para calcular a vazão necessária do emissor em função de Ko e dos</p><p>parâmetros geométricos do volume molhado (DW e z):</p><p>π</p><p>= 2</p><p>WWo</p><p>z3,2</p><p>VDK6q (2.54)</p><p>EXEMPLO 2.5 - Calcule o diâmetro máximo molhado por um gotejador superficial (ponto fonte),</p><p>aplicando uma vazão de 4 L h-1, em um solo franco (Ko = 1,2 cm h-1) e em um solo arenoso (Ko = 9,5</p><p>cm h-1), considerando uma profundidade de molhamento de 60 cm.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A88</p><p>Solução:</p><p>Aplicando a equação (2.51) tem-se:</p><p>para o solo franco,</p><p>85</p><p>sendo Se o espaçamento entre emissores sobre a linha lateral (cm). Zur (1996) representa a</p><p>geometria do volume molhado por uma elipsoide truncada, cujo centro está a uma distância</p><p>x abaixo da superfície do solo. Por simplicidade, e porque as dimensões de x não são</p><p>definidas por Zur (1996), Dasberg e Or (1999) propõem que o volume molhado seja</p><p>aproximadamente semi-elipsoidal cujo volume é dado por:</p><p>6</p><p>DzV</p><p>2</p><p>W</p><p> (2.53)</p><p>o que é equivalente à formulação de Zur (1996) para x = 0. Combinando as equações</p><p>(2.51), (2.52) e (2.53) obtém-se uma expressão para calcular a vazão necessária do</p><p>emissor em função de Ko e dos parâmetros geométricos do volume molhado (DW e z):</p><p></p><p> 2</p><p>WWo</p><p>z3,2</p><p>VDK6q (2.54)</p><p>EXEMPLO 2.5 - Calcule o diâmetro máximo molhado por um gotejador superficial (ponto</p><p>fonte), aplicando uma vazão de 4 L h-1, em um solo franco (Ko = 1,2 cm h-1) e em um solo</p><p>arenoso (Ko = 9,5 cm h-1), considerando uma profundidade de molhamento de 60 cm.</p><p>Solução:</p><p>Aplicando a equação (2.51) tem-se:</p><p>para o solo franco, m772,0</p><p>10x333,3</p><p>10x11,1x60,032,1D</p><p>3/1</p><p>6</p><p>6</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>para o solo arenoso, m387,0</p><p>10x64,2</p><p>10x11,1x60,032,1D</p><p>3/1</p><p>5</p><p>6</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>EXEMPLO 2.6 - Considere os seguintes dados: CAD = 0,16 cm3 cm3; p = 0,30; ET = 5 mm</p><p>dia-1; TR = 3 dias; Se = 100 cm; DW = 100 cm; Ko = 1,2 cm h-1. Calcule a vazão necessária</p><p>ao gotejador.</p><p>Solução:</p><p>Cálculo de VW [equação (2.52)]:</p><p>3</p><p>W cm500.312100x100x</p><p>3,0x16,0</p><p>3x5,0V </p><p>Cálculo de z [equação (2.53)]:</p><p>para o solo arenoso,</p><p>85</p><p>sendo Se o espaçamento entre emissores sobre a linha lateral (cm). Zur (1996) representa a</p><p>geometria do volume molhado por uma elipsoide truncada, cujo centro está a uma distância</p><p>x abaixo da superfície do solo. Por simplicidade, e porque as dimensões de x não são</p><p>definidas por Zur (1996), Dasberg e Or (1999) propõem que o volume molhado seja</p><p>aproximadamente semi-elipsoidal cujo volume é dado por:</p><p>6</p><p>DzV</p><p>2</p><p>W</p><p> (2.53)</p><p>o que é equivalente à formulação de Zur (1996) para x = 0. Combinando as equações</p><p>(2.51), (2.52) e (2.53) obtém-se uma expressão para calcular a vazão necessária do</p><p>emissor em função de Ko e dos parâmetros geométricos do volume molhado (DW e z):</p><p></p><p> 2</p><p>WWo</p><p>z3,2</p><p>VDK6q (2.54)</p><p>EXEMPLO 2.5 - Calcule o diâmetro máximo molhado por um gotejador superficial (ponto</p><p>fonte), aplicando uma vazão de 4 L h-1, em um solo franco (Ko = 1,2 cm h-1) e em um solo</p><p>arenoso (Ko = 9,5 cm h-1), considerando uma profundidade de molhamento de 60 cm.</p><p>Solução:</p><p>Aplicando a equação (2.51) tem-se:</p><p>para o solo franco, m772,0</p><p>10x333,3</p><p>10x11,1x60,032,1D</p><p>3/1</p><p>6</p><p>6</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>para o solo arenoso, m387,0</p><p>10x64,2</p><p>10x11,1x60,032,1D</p><p>3/1</p><p>5</p><p>6</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>EXEMPLO 2.6 - Considere os seguintes dados: CAD = 0,16 cm3 cm3; p = 0,30; ET = 5 mm</p><p>dia-1; TR = 3 dias; Se = 100 cm; DW = 100 cm; Ko = 1,2 cm h-1. Calcule a vazão necessária</p><p>ao gotejador.</p><p>Solução:</p><p>Cálculo de VW [equação (2.52)]:</p><p>3</p><p>W cm500.312100x100x</p><p>3,0x16,0</p><p>3x5,0V </p><p>Cálculo de z [equação (2.53)]:</p><p>EXEMPLO 2.6 - Considere os seguintes dados: CAD = 0,16 cm3 cm3; p = 0,30; ET = 5 mm dia-1; TR</p><p>= 3 dias; Se = 100 cm; DW = 100 cm; Ko = 1,2 cm h-1. Calcule a vazão necessária ao gotejador.</p><p>Solução:</p><p>Cálculo de VW [equação (2.52)]:</p><p>85</p><p>sendo Se o espaçamento entre emissores sobre a linha lateral (cm). Zur (1996) representa a</p><p>geometria do volume molhado por uma elipsoide truncada, cujo centro está a uma distância</p><p>x abaixo da superfície do solo. Por simplicidade, e porque as dimensões de x não são</p><p>definidas por Zur (1996), Dasberg e Or (1999) propõem que o volume molhado seja</p><p>aproximadamente semi-elipsoidal cujo volume é dado por:</p><p>6</p><p>DzV</p><p>2</p><p>W</p><p> (2.53)</p><p>o que é equivalente à formulação de Zur (1996) para x = 0. Combinando as equações</p><p>(2.51), (2.52) e (2.53) obtém-se uma expressão para calcular a vazão necessária do</p><p>emissor em função de Ko e dos parâmetros geométricos do volume molhado (DW e z):</p><p></p><p> 2</p><p>WWo</p><p>z3,2</p><p>VDK6q (2.54)</p><p>EXEMPLO 2.5 - Calcule o diâmetro máximo molhado por um gotejador superficial (ponto</p><p>fonte), aplicando uma vazão de 4 L h-1, em um solo franco (Ko = 1,2 cm h-1) e em um solo</p><p>arenoso (Ko = 9,5 cm h-1), considerando uma profundidade de molhamento de 60 cm.</p><p>Solução:</p><p>Aplicando a equação (2.51) tem-se:</p><p>para o solo franco, m772,0</p><p>10x333,3</p><p>10x11,1x60,032,1D</p><p>3/1</p><p>6</p><p>6</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>para o solo arenoso, m387,0</p><p>10x64,2</p><p>10x11,1x60,032,1D</p><p>3/1</p><p>5</p><p>6</p><p>W </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>EXEMPLO 2.6 - Considere os seguintes dados: CAD = 0,16 cm3 cm3; p = 0,30; ET = 5 mm</p><p>dia-1; TR = 3 dias; Se = 100 cm; DW = 100 cm; Ko = 1,2 cm h-1. Calcule a vazão necessária</p><p>ao gotejador.</p><p>Solução:</p><p>Cálculo de VW [equação (2.52)]:</p><p>3</p><p>W cm500.312100x100x</p><p>3,0x16,0</p><p>3x5,0V </p><p>Cálculo de z [equação (2.53)]:</p><p>Cálculo de z [equação (2.53)]:</p><p>86</p><p>cm7,59</p><p>100x</p><p>500.312x6</p><p>D</p><p>V6z 22</p><p>W</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Cálculo de q [equação (2.54)]:</p><p>)hL7,8(hcm9,8736</p><p>x7,59x3,2</p><p>500.312x100x2,1x6q 113</p><p>2</p><p></p><p></p><p></p><p>A suposição implícita na aproximação de Zur (1996) é que para uma combinação</p><p>razoável de z e DW, e para um dado volume molhado, a taxa de aplicação de água, em</p><p>relação à condutividade hidráulica do solo saturado, pode ser escolhida para se obter</p><p>desejáveis dimensões e formas do volume de solo molhado.</p><p>Número de emissores por planta</p><p>Muitos sistemas de microirrigação são dimensionados para suprir de água um volume</p><p>de solo sem sobreposição dos bulbos molhados vizinhos. Isto ocorre frequentemente na</p><p>irrigação de árvores frutíferas individuais com grandes espaçamentos, em que não se forma</p><p>uma faixa molhada, mas sim áreas molhadas nas proximidades de cada planta.</p><p>● Sistemas com um ou mais gotejadores por planta – Neste sistema pode-se ter uma</p><p>ou duas linhas laterais por planta, ou utilizar ramificações da lateral com gotejadores, ou</p><p>usar gotejadores com múltiplas saídas. O objetivo é suprir a ET com uma fração de área</p><p>molhada adequada. O espaçamento entre gotejadores deverá ser Se DW [equação (2.51)].</p><p>Neste caso a estimativa da área molhada por cada um dos gotejadores poderá ser feita pela</p><p>área da circunferência com diâmetro molhado DW. A porcentagem de área molhada PW é</p><p>aproximada pela equação (2.55). Conhecida a porcentagem de área molhada pode-se</p><p>estimar o número de gotejadores por planta explicitando NP na equação (2.55).</p><p>100</p><p>SS4</p><p>DNP</p><p>RP</p><p>2</p><p>W</p><p>PW</p><p></p><p> (2.55)</p><p>sendo:</p><p>PW – porcentagem máxima de área molhada pelo gotejador, %;</p><p>DW – máximo diâmetro molhado pelo gotejador, m;</p><p>SR – espaçamento entre fileiras de plantas, m</p><p>SP – espaçamento entre plantas na fileira, m;</p><p>NP – número de gotejadores por planta.</p><p>● Sistemas com um microaspersor por planta (equação 2.56):</p><p>Cálculo de q [equação (2.54)]:</p><p>86</p><p>cm7,59</p><p>100x</p><p>500.312x6</p><p>D</p><p>V6z 22</p><p>W</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Cálculo de q [equação (2.54)]:</p><p>)hL7,8(hcm9,8736</p><p>x7,59x3,2</p><p>500.312x100x2,1x6q 113</p><p>2</p><p></p><p></p><p></p><p>A suposição implícita na aproximação de Zur (1996) é que para uma combinação</p><p>razoável de z e DW, e para um dado volume molhado, a taxa de aplicação de água, em</p><p>relação à condutividade hidráulica do solo saturado, pode ser escolhida para se obter</p><p>desejáveis dimensões e formas do volume de solo molhado.</p><p>Número de emissores por planta</p><p>Muitos sistemas de microirrigação são dimensionados para suprir de água um volume</p><p>de solo sem sobreposição dos bulbos molhados vizinhos. Isto ocorre frequentemente na</p><p>irrigação de árvores frutíferas individuais com grandes espaçamentos, em que não se forma</p><p>uma faixa molhada, mas sim áreas molhadas nas proximidades de cada planta.</p><p>● Sistemas com um ou mais gotejadores por planta – Neste sistema pode-se ter uma</p><p>ou duas linhas laterais por planta, ou utilizar ramificações da lateral com gotejadores, ou</p><p>usar gotejadores com múltiplas saídas. O objetivo é suprir a ET com uma fração de área</p><p>molhada adequada. O espaçamento entre gotejadores deverá ser Se DW [equação (2.51)].</p><p>Neste caso a estimativa da área molhada por cada um dos gotejadores poderá ser feita pela</p><p>área da circunferência com diâmetro molhado DW. A porcentagem de área molhada PW é</p><p>aproximada pela equação (2.55). Conhecida a porcentagem de área molhada pode-se</p><p>estimar o número de gotejadores por planta explicitando NP na equação (2.55).</p><p>100</p><p>SS4</p><p>DNP</p><p>RP</p><p>2</p><p>W</p><p>PW</p><p></p><p> (2.55)</p><p>sendo:</p><p>PW – porcentagem máxima de área molhada pelo gotejador, %;</p><p>DW – máximo diâmetro molhado pelo gotejador, m;</p><p>SR – espaçamento entre fileiras de plantas, m</p><p>SP – espaçamento entre plantas na fileira, m;</p><p>NP – número de gotejadores por planta.</p><p>● Sistemas com um microaspersor por planta (equação 2.56):</p><p>A suposição implícita na aproximação de Zur (1996) é que para uma combinação razoável de</p><p>z e DW, e para um dado volume molhado, a taxa de aplicação de água, em relação à condutividade</p><p>hidráulica do solo saturado, pode ser escolhida para se obter desejáveis dimensões e formas do</p><p>volume de solo molhado.</p><p>Número de emissores por planta</p><p>Muitos sistemas de microirrigação são dimensionados para suprir de água um volume de solo</p><p>sem sobreposição dos bulbos molhados vizinhos. Isto ocorre frequentemente na irrigação de árvores</p><p>frutíferas individuais com grandes espaçamentos, em que não se forma uma faixa molhada, mas sim</p><p>áreas molhadas nas proximidades de cada planta.</p><p>● Sistemas com um ou mais gotejadores por planta – Neste sistema pode-se</p><p>ter uma ou duas linhas laterais por planta, ou utilizar ramificações da lateral com</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 89</p><p>gotejadores, ou usar gotejadores com múltiplas saídas. O objetivo é suprir a ET com</p><p>uma fração de área molhada adequada. O espaçamento entre gotejadores deverá ser</p><p>Se ≈DW [equação (2.51)]. Neste caso a estimativa da área molhada por cada um dos</p><p>gotejadores poderá ser feita pela área da circunferência com diâmetro molhado DW.</p><p>A porcentagem de área molhada PW é aproximada pela equação (2.55). Conhecida a</p><p>porcentagem de área molhada pode-se estimar o número de gotejadores por planta</p><p>explicitando NP na equação (2.55).</p><p>100</p><p>SS4</p><p>DNP</p><p>RP</p><p>2</p><p>W</p><p>PW</p><p>π</p><p>= (2.55)</p><p>sendo:</p><p>PW – porcentagem máxima de área molhada pelo gotejador, %;</p><p>DW – máximo diâmetro molhado pelo gotejador, m;</p><p>SR – espaçamento entre fileiras de plantas, m;</p><p>SP – espaçamento entre plantas na fileira, m;</p><p>NP – número de gotejadores por planta.</p><p>● Sistemas com um microaspersor por planta (equação 2.56):</p><p>( ) 100</p><p>SS</p><p>D)4/1(</p><p>360</p><p>360P</p><p>RP</p><p>2</p><p>W</p><p>W</p><p>πβ−</p><p>= (2.56)</p><p>sendo DW o diâmetro da superfície molhada por um microaspersor (m) e β o ângulo seco devido</p><p>a montagem de um</p><p>defletor para evitar o molhamento do tronco (graus). Se β=0, então, o</p><p>microaspersor é de círculo irrigado completo.</p><p>EXEMPLO 2.7 - Considere um solo que propicia um diâmetro molhado de 1,20 m por gotejador de 4</p><p>L h-1 sob a copa de uma árvore. Quantos gotejadores por planta serão necessários para proporcionar</p><p>uma porcentagem de área molhada de pelo menos 35 %, sendo que as plantas estão espaçadas de</p><p>3 m na fileira e 4 m entre fileiras?</p><p>Solução:</p><p>Aplicando a equação (2.50):</p><p>87</p><p>  100</p><p>SS</p><p>D)4/1(</p><p>360</p><p>360P</p><p>RP</p><p>2</p><p>W</p><p>W</p><p></p><p> (2.56)</p><p>sendo DW o diâmetro da superfície molhada por um microaspersor (m) e  o ângulo seco</p><p>devido a montagem de um defletor para evitar o molhamento do tronco (graus). Se =0,</p><p>então, o microaspersor é de círculo irrigado completo.</p><p>EXEMPLO 2.7 - Considere um solo que propicia um diâmetro molhado de 1,20 m por</p><p>gotejador de 4 L h-1 sob a copa de uma árvore. Quantos gotejadores por planta serão</p><p>necessários para proporcionar uma porcentagem de área molhada de pelo menos 35 %,</p><p>sendo que as plantas estão espaçadas de 3 m na fileira e 4 m entre fileiras?</p><p>Solução:</p><p>Aplicando a equação (2.50):</p><p>sgotejadore47,3N</p><p>4x3x4</p><p>2,1xN35,0 P</p><p>2</p><p>P </p><p></p><p></p><p>2.5.4 IRRIGAÇÃO PARA FORMAR FAIXA MOLHADA CONTÍNUA</p><p>Quando se deseja formar uma faixa molhada contínua na superfície do solo, o</p><p>espaçamento dos emissores sobre a lateral (Se) deve ser no máximo 2 RW, proporcionando</p><p>uma área molhada total superior a 30% da área ocupada pelo cultivo e inferior a 60%. A</p><p>faixa molhada pode ser formada por uma linha fonte como tubos porosos, fitas gotejadoras</p><p>e tubos gotejadores com emissores muito próximos, resultando sobreposição dos raios</p><p>molhados em condições de saturação. Um modelo para calcular o máximo raio saturado</p><p>(RW) que desenvolve ao redor de um gotejador superficial é expresso pela equação (2.57),</p><p>(DASBERG; OR, 1999):</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>2</p><p>K</p><p>q4R</p><p>o22W (2.57)</p><p>sendo RW o raio máximo do volume de solo molhado (cm), q a vazão do gotejador (cm3 h-1),</p><p>Ko a condutividade hidráulica do solo saturado (cm h-1) e  (cm-1) um parâmetro da função</p><p>K(φ) [equação (2.48)].</p><p>Para linha fonte com emissores contínuos, a largura da faixa molhada saturada (Sw)</p><p>pode ser estimada pela seguinte aproximação:</p><p>2.5.4 IRRIGAÇÃO PARA FORMAR FAIXA MOLHADA CONTÍNUA</p><p>Quando se deseja formar uma faixa molhada contínua na superfície do solo, o espaçamento</p><p>dos emissores sobre a lateral (Se) deve ser no máximo 2 RW, proporcionando uma área molhada total</p><p>superior a 30% da área ocupada pelo cultivo e inferior a 60%. A faixa molhada pode ser formada</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A90</p><p>por uma linha fonte como tubos porosos, fitas gotejadoras e tubos gotejadores com emissores muito</p><p>próximos, resultando sobreposição dos raios molhados em condições de saturação. Um modelo para</p><p>calcular o máximo raio saturado (RW) que desenvolve ao redor de um gotejador superficial é expresso</p><p>pela equação (2.57), (DASBERG; OR, 1999):</p><p>πα</p><p>−</p><p>π</p><p>+</p><p>πα</p><p>=</p><p>2</p><p>K</p><p>q4R</p><p>o22W (2.57)</p><p>sendo RW o raio máximo do volume de solo molhado (cm), q a vazão do gotejador (cm3 h-1), Ko</p><p>a condutividade hidráulica do solo saturado (cm h-1) e α (cm-1) um parâmetro da função K(φ)</p><p>[equação (2.48)].</p><p>Para linha fonte com emissores contínuos, a largura da faixa molhada saturada (Sw) pode ser</p><p>estimada pela seguinte aproximação:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>α</p><p>−=</p><p>4</p><p>3</p><p>K</p><p>q</p><p>2</p><p>1S</p><p>o</p><p>L</p><p>W (2.58)</p><p>sendo qL a vazão por unidade de comprimento (cm3 h-1 cm-1). O valor de SW representa o espaçamento</p><p>entre duas linhas laterais adjacentes que propiciam o molhamento completo daquela superfície</p><p>de solo. A vazão linear mínima que proporciona um espaçamento suficiente entre duas laterais</p><p>adjacentes para possibilitar a saturação completa da superfície do solo é qL > 3 Ko/4α .</p><p>EXEMPLO 2.8 - Usando emissores discretos sobre a lateral, determine seus espaçamentos para</p><p>várias combinações de vazões para formar uma faixa molhada sobre um solo com Ko = 0,84 cm h-1</p><p>e α= 0,025 cm-1.</p><p>Solução:</p><p>Selecione as vazões dos gotejadores e calcule RW para cada q (cm3 h-1), para Ko (cm h-1) e para α</p><p>(cm-1), usando a equação (2.57). O espaçamento será 2 RW, conforme Tabela 2.5:</p><p>Tabela 2.5 – Seleção de vazões e espaçamento de emissores para o exemplo 2.8.</p><p>Variáveis</p><p>q (cm3 h-1)</p><p>1000 2000 3000 4000 8000 12000</p><p>Raio saturado (cm) – RW 6,6 12,0 16,8 21,0 35,2 46,6</p><p>Espaçamento dos emissores (cm) 13,2 24,0 33,6 42,0 70,4 93,2</p><p>EXEMPLO 2.9 - Determine o espaçamento mínimo entre linhas laterais de gotejamento, adjacentes,</p><p>para obter uma superfície completamente molhada, para várias vazões e um solo com Ko = 0,84 cm</p><p>h-1 e α= 0,025 cm-1.</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 91</p><p>Solução:</p><p>Selecione um determinado número de vazões (cm3 h-1 m-1) e calcule SW para cada qL, usando a</p><p>equação (2.58), obtendo-se os resultados seguintes (Tabela 2.6):</p><p>Tabela 2.6 – Seleção do espaçamento entre linhas laterais para o exemplo 2.9.</p><p>Variável</p><p>qL (cm3 h-1 m-1)</p><p>1000 2000 3000 4000 8000 12000</p><p>Espaçamento entre linhas laterais</p><p>adjacentes (cm) – SW</p><p>---* ---* 5,7 17,6 65,2 112,8</p><p>* A vazão mínima por unidade de comprimento para possibilitar molhamento completo entre duas linhas laterais adjacentes é qL > 3 Ko/4α = 25,2</p><p>cm3 h-1 cm-1 (2,52 L h-1 m-1).</p><p>Schwartzman e Zur (1986) propuseram uma aproximação geométrica para a largura da</p><p>faixa molhada em função da profundidade do volume molhado sob uma linha fonte, da vazão por</p><p>unidade de comprimento e da condutividade hidráulica do solo saturado, conforme se apresenta</p><p>na equação (2.59):</p><p>b</p><p>o</p><p>La</p><p>W K</p><p>qz7,1S </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= (2.59)</p><p>com o expoente a variando entre 0,75 e 0,85, e b entre 0,15 e 0,25. Uma razoável aproximação será:</p><p>2,0</p><p>o</p><p>L8,0</p><p>W K</p><p>q</p><p>z7,1S </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= (2.60)</p><p>sendo qL expresso em cm3 h-1 m-1, z em cm e Ko em cm h-1. Esta equação pode ser utilizada para</p><p>prever as dimensões da faixa de solo molhado desenvolvida sob irrigação por gotejamento do tipo</p><p>linha fonte.</p><p>EXEMPLO 2.10 - Determinar o espaçamento mínimo entre linhas fontes de gotejamento, adjacentes,</p><p>para não ocorrer sobreposição dos volumes molhados, para um intervalo de vazões por unidade de</p><p>comprimento e profundidade do sistema radicular, em solo com Ko = 1 cm h-1.</p><p>Solução:</p><p>Selecione um razoável intervalo de vazão por unidade de comprimento da linha fonte e</p><p>profundidade do sistema radicular e calcule SW pela equação (2.60), resultando nos valores que</p><p>seguem (Tabela 2.7):</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A92</p><p>Tabela 2.7 – Espaçamento entre linhas laterais para o exemplo 2.10.</p><p>z (cm)</p><p>q (cm3 h-1 m-1)</p><p>1000 2000 3000 4000 8000 12000</p><p>30 40,9 47,0 51,0 54,0 62,1 67,3</p><p>60 71,3 81,9 88,8 94,1 108,0 117,2</p><p>90 98,6 113,3 122,9 130,1 149,4 162,1</p><p>120 124,1 142,6 154,7 163,8 188,1 204,0</p><p>EXEMPLO 2.11 - Calcular a porcentagem de área molhada para diferentes configurações de</p><p>gotejamento e recomendar a melhor opção para atender ao critério de 30% < PW < 60%, sendo</p><p>dados: espaçamento de plantio: SR = 3,5 m; SP = 2,5 m; solo de perfil homogêneo com textura</p><p>franco-argilosa: α= 0,118 cm-1 e Ko = 1,2 cm h-1. Configurações dos sistemas de gotejamento:</p><p>(a) Usar uma linha lateral por linha de plantas, com gotejadores de 3 L h-1, em espaçamentos</p><p>discretos, irrigando por faixas molhadas contínuas.</p><p>(b) Usar duas linhas laterais por linha de plantas, com gotejadores de 3 L h-1, em espaçamentos</p><p>discretos, irrigando por faixas molhadas contínuas.</p><p>(c) Usar duas linhas laterais por linha de plantas, com gotejadores de 4 L h-1, em espaçamentos</p><p>discretos, irrigando por faixas molhadas contínuas.</p><p>(d) Usar um microaspersor fixo por planta, ângulo seco de 15o, com vazão</p><p>de 36 L h-1 e com</p><p>diâmetro molhado na superfície do solo de 2,2 m.</p><p>Solução:</p><p>(a) Para o solo em questão, com uma linha lateral por linha de plantas e irrigação em faixa</p><p>contínua, utilizando-se a equação (2.57) obtém-se um raio molhado saturado de 23,3</p><p>cm, logo DW = 2 x 23,3 = 46,6 cm. Este corresponde ao espaçamento entre gotejadores.</p><p>Considerando que os espaçamentos disponíveis são 30 cm, 50 cm, 75 cm e 100 cm, é</p><p>razoável selecionar um espaçamento de 50 cm entre gotejadores para formar uma faixa</p><p>molhada contínua. Neste caso, a largura da faixa molhada saturada será SW = 46 cm.</p><p>Área ocupada por uma planta: AP = 2,5 x 3,5 = 8,75 m2</p><p>Área molhada por planta: AW = 2,5 x 0,46 = 1,15 m2</p><p>Porcentagem de área molhada: PW = (1,15/8,75) x 100 = 13,1 %</p><p>(b) Com duas linhas laterais por fileira de plantas, espaçadas de 0,50 m, a largura da faixa</p><p>molhada será, aproximadamente, SW = 0,96 m. Neste caso AW = 2,4 m2 e PW = 27,4 m2.</p><p>(c) Com duas linhas laterais e gotejadores de 4 L h-1, espaçados de 0,50 m sobre a lateral,</p><p>tem-se pela equação (2.57), RW = 0,276 m e DW = 0,552 cm. Neste caso SW = 110,4 cm</p><p>e AW = 2,76 m2, produzindo PW = 31,5 %.</p><p>(d) Para um microaspersor fixo por planta, com diâmetro molhado de 2,2 m e ângulo seco</p><p>de 15o, tem-se:</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 93</p><p>90</p><p>com textura franco-argilosa: = 0,118 cm-1 e Ko = 1,2 cm h-1. Configurações dos sistemas</p><p>de gotejamento:</p><p>(a) Usar uma linha lateral por linha de plantas, com gotejadores de 3 L h-1, em</p><p>espaçamentos discretos, irrigando por faixas molhadas contínuas.</p><p>(b) Usar duas linhas laterais por linha de plantas, com gotejadores de 3 L h-1, em</p><p>espaçamentos discretos, irrigando por faixas molhadas contínuas.</p><p>(c) Usar duas linhas laterais por linha de plantas, com gotejadores de 4 L h-1, em</p><p>espaçamentos discretos, irrigando por faixas molhadas contínuas.</p><p>(d) Usar um microaspersor fixo por planta, ângulo seco de 15o, com vazão de 36 L h-1 e com</p><p>diâmetro molhado na superfície do solo de 2,2 m.</p><p>Solução:</p><p>(a) Para o solo em questão, com uma linha lateral por linha de plantas e irrigação em faixa</p><p>contínua, utilizando-se a equação (2.57) obtém-se um raio molhado saturado de 23,3 cm,</p><p>logo DW = 2 x 23,3 = 46,6 cm. Este corresponde ao espaçamento entre gotejadores.</p><p>Considerando que os espaçamentos disponíveis são 30 cm, 50 cm, 75 cm e 100 cm, é</p><p>razoável selecionar um espaçamento de 50 cm entre gotejadores para formar uma faixa</p><p>molhada contínua. Neste caso, a largura da faixa molhada saturada será SW = 46 cm.</p><p>Área ocupada por uma planta: AP = 2,5 x 3,5 = 8,75 m2</p><p>Área molhada por planta: AW = 2,5 x 0,46 = 1,15 m2</p><p>Porcentagem de área molhada: PW = (1,15/8,75) x 100 = 13,1 %</p><p>(b) Com duas linhas laterais por fileira de plantas, espaçadas de 0,50 m, a largura da faixa</p><p>molhada será, aproximadamente, SW = 0,96 m. Neste caso AW = 2,4 m2 e PW = 27,4 m2.</p><p>(c) Com duas linhas laterais e gotejadores de 4 L h-1, espaçados de 0,50 m sobre a lateral,</p><p>tem-se pela equação (2.57), RW = 0,276 m e DW = 0,552 cm. Neste caso SW = 110,4 cm e</p><p>AW = 2,76 m2, produzindo PW = 31,5 %.</p><p>(d) Para um microaspersor fixo por planta, com diâmetro molhado de 2,2 m e ângulo seco</p><p>de 15o, tem-se:</p><p>  %6,41100</p><p>5,3x5,2</p><p>)2,2(x14,3x)4/1(</p><p>360</p><p>15360P</p><p>2</p><p>W </p><p></p><p></p><p>Um sistema com duas laterais por fileira de plantas, com gotejadores de 4 L h-1,</p><p>espaçados de 0,50 m, satisfaz o critério de PW > 30%. A utilização de um microaspersor por</p><p>planta com espaçamento de 2,2 m também satisfaz ao critério. Nesse caso pode-se tomar a</p><p>decisão mais econômica.</p><p>Um sistema com duas laterais por fileira de plantas, com gotejadores de 4 L h-1, espaçados de</p><p>0,50 m, satisfaz o critério de PW > 30%. A utilização de um microaspersor por planta com espaçamento</p><p>de 2,2 m também satisfaz ao critério. Nesse caso pode-se tomar a decisão mais econômica.</p><p>2.6 REFERÊNCIAS</p><p>ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO 9261: Equipamentos de irrigação agrícola.</p><p>Emissores e tubos emissores. Especificação e métodos de ensaio. São Paulo, 2006.</p><p>AL-AMOUD, A. I. Significance of energy losses due to emitter connections in trickle irrigation lines. Jounal of</p><p>Agriculture Engineering Research, Silsoe, v. 60, n. 1, p. 1-5, 1995.</p><p>ARMONI, S. Micro-sprinkler irrigation. Israel: Kibbutz DAN, 1986.</p><p>ASABE. American Society of Agricultural and Biological Engineers. Design and Installation of Microirrigation</p><p>Systems. ASABE STANDARDS 2008, EP405.1 APR1988 (R2008). St. Joseph: ASABE, 2008.</p><p>BAGARELLO, V.; FERRO, V.; PROVENZANO, G.; PUMO, D. Experimental study on flow-resistance law for small-</p><p>diameter plastic pipes. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, New York, v. 123, n. 1, p. 1-7.</p><p>1997.</p><p>BEN-ASHER, J.; CHARACH, C.; ZEMEL, A. Infiltration and water extraction from a trickle irrigation source: the</p><p>effective hemisphere model. Soil Science Society of American Journal, Madison, v. 50, n. 4, p. 882-889,</p><p>1986.</p><p>BRALTS, V. F.; WU, I. P.; GITLIN, H. M. Manufacturing variation and drip irrigation uniformity. Transactions of</p><p>the ASAE, St. Joseph, v. 24, n. 4, p. 113-119, 1981.</p><p>BRESLER, E.; HELLER, J.; DINER,, N.; BEN-ASHER, J.; GOLDBERG, D. Infiltration from a trickle source: II.</p><p>Experimental data and theoretical prediction. Soil Science Society of American Proceeding, Madison, v. 35,</p><p>n. 5, p. 683-689. 1971.</p><p>CARDOSO, G. G. G.; FRIZZONE, J. A. Perda de carga em linhas laterais de microirrigação. Revista Brasileira</p><p>de Engenharia de Biossistemas, Campinas, v. 1, n. 2, p. 147-162, 2007.</p><p>DASBERG, S.; OR, D. Drip Irrigation. Berlin: Springer-Verlag, 1999.</p><p>EVANS, R. G.; WU, I. P.; SMAJSTRALA, A. G. Microirrigation systems. In: HOFFMAN, G. J.; EVANS, R. G.;</p><p>JENSEN. M. E.; MARTIN, D. L.; ELLIOTT, R. L. Design and operation of farm irrigation systems. St. Joseph:</p><p>ASABE, 2007. p. 632-683.</p><p>GARDNER, W. R. Some steady-state solutions of the unsaturated moisture flow equation with application to</p><p>evaporation from water table. Soil Science, Baltimore, v. 85, n. 5, p. 228-232, 1958.</p><p>HEALY, R. W.; WARRICK, A. W. A generalized solution to infiltration from a surface point source. Soil Science</p><p>Society of American Journal, Madison, v. 52, n. 5, p. 1245-1251, 1988.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A94</p><p>HOLZAPFEL, E. A.; ABARCA, W. A.; PAZ, V. P. S.; ARUMI, J. L.; RODRIGUEZ, A.; ORREGO, X.; LOPES, M.</p><p>A. Selección técnico-economica de emisores. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental,</p><p>Campina Grande, v. 11, n. 6, p. 547-556, 2007.</p><p>HOWELL, T. A.; BARINAS, F. A. Pressure losses across trickle irrigation fittings and emitters. Transactions of</p><p>the ASAE, St. Joseph, v. 23, n. 4, p. 928-933, 1980.</p><p>KELLER, J.; BLIESNER, R. D. Sprinkle and trickle irrigation. New York: Chapman & Hall, 1990.</p><p>KHATRI, K. C.; WU, I. P.; GITLIN, H. M.; PHILLIPS, A. Hydraulics of microtube emitters. Journal of the</p><p>Irrigation and Drainage Division, New York, v. 105, n. 2, p. 167-173, 1979.</p><p>NAKAYAMA, F. S.; BUCKS, D. A. Water quality in drips/trickle irrigation: a reniew. Journal of Irrigation</p><p>Science, New York, v. 12, n. 4, p. 187-192, 1991.</p><p>PARCHOMCHUK, P. Temperature effects on emitter discharge rates. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v.</p><p>19, n. 4, p. 690-692, 1976.</p><p>PENG, G. F.; WU, I. P., PHENE, C. J. Temperature effects on drip line hydraulics. Transactions of the ASAE, St.</p><p>Joseph, v. 29, n. 1, p. 211-215, 1986.</p><p>PHILIP, J. R. Linearized unsteady multidimensional infiltration. Water Resource Research, Washington D.C.,</p><p>v. 22, n. 12, p. 1717-1727, 1986.</p><p>PROVENZANO, G.; PUMO, D. Experimental analysis of local pressure losses for microirrigation lateral. Journal</p><p>of Irrigation and Drainage Engineering, New York, v. 130, n. 4, p. 318-324, 2004.</p><p>RAVINA, I.; PAZ, E.; SOFER, Z.; MARCU, A.;</p><p>SCHISCHA, A.; SAGI, G. Controlo of emitter clogging in drip</p><p>irrigation with reclaimed wastewater. Irrigation Science, Amsterdam, v. 13, n. 1, p. 129-139, 1992.</p><p>RAWLINS, S. L. Uniform irrigation with a low head bubbler system. Agricultural Water Management,</p><p>Amsterdam, v. 1, n. 2, p. 166-178, 1977.</p><p>RETTORE NETO, O.; FRIZZONE, J. A.; MIRANDA, J. H. M., BOTREL, T. A. Perda de carga localizada em emissores</p><p>não coaxiais integrados a tubos de polietileno. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 29, n. 1, p. 28-39, 2009.</p><p>RODRIGUEZ-SINOBAS, L.; JUANA, L.; LOSADA, A. Effects of temperature changes on emitter discharge.</p><p>Journal of Irrigation and Drainage Engineering, New York, v. 125, n. 2, p. 64-73, 1999.</p><p>SCHWARTZMAN, M.; ZUR, B. Emitter spacing and geometry of wetted soil volume. Journal of Irrigation and</p><p>Drainage Engineering, New York, v. 112, n. 3, p. 242-253, 1986.</p><p>SOLOMON, K. Manufacturing variation of trickle emitters. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v. 22, n. 5,</p><p>p. 1034-1043,1979.</p><p>SOUZA, R. O. R. M.; BOTREL, T. A. Modelagem para o dimensionamento de microtubos em irrigação localizada.</p><p>Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 8, n. 1, p. 16-22, 2004.</p><p>SOUZA, R. O. R. M.; BOTREL, T. A. Simulação hidráulica e avaliação de um sistema de irrigação localizada com</p><p>microtubos em um pomar de citros. Engenharia Rural, Piracicaba, v. 16, n. 1, p. 1-7, 2005.</p><p>TEIXEIRA, M. B. Efeitos de dosagens extremas de cloro e pH na vazão de gotejadores</p><p>autocompensantes (irrigação localizada), 2006. 318 f. Tese (Doutorado em Irrigação e Drenagem)-Escola</p><p>Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2006.</p><p>VERMEIREN, L.; JOBLING, G. A. Localized irrigation. Design, installation, operation, evaluation. Irrigation and</p><p>Drainage. Roma: FAO, 1980. Paper n. 36.</p><p>C a p í t u l o 2 S E l E Ç Ã o D E E M I S S o R E S E S E u S E S p a Ç a M E N t o S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 95</p><p>WU, I. P. An assessment of hydraulic design of micro-irrigation systems. Agricultural Water Management,</p><p>Amsterdam, v. 32, n. 3, p. 275-284, 1997.</p><p>WU, I. P.; FENG, J.S.; YABUSAKI, K.Y. Emitter spacing and uniformity of irrigation application. St.</p><p>Joseph: ASAE, 1989. Paper n. 89-2080.</p><p>YITAYEW, M.; DIDAN, K.; REYNOLDS, C. Microcomputer based low-head gravity-flow bubbler irrigation system</p><p>design. Computers and Electronics in Agriculture, New York, v. 22, n. 1, p. 29-39, 1999.</p><p>ZUR, B. Wetted soil volume as a design objective in trickle irrigation. Irrigation Science, Amsterdam, v. 16, n.</p><p>3, p. 101-105, 1996.</p><p>ZUR, B.; TAL, S. Emitter discharge sensibility to pressure and temperature. Journal of Irrigation and</p><p>Drainage Engineering, New York, v. 107, n. 1, p. 1-9, 1981.</p><p>CAPÍTULO 3</p><p>DESEMPENHO DA</p><p>MICROIRRIGAÇÃO</p><p>3.1 INTRODUÇÃO</p><p>A melhoria do desempenho da irrigação deve atender a uma análise holística das fases</p><p>pelas quais se passa o processo. A aproximação holística, tão necessária para entender a agricultura</p><p>irrigada, é incorporada através da consideração de todos os fatores que podem influenciar a forma</p><p>como a água é usada, sejam eles técnicos, econômicos, políticos, sociais ou ambientais (BURTON;</p><p>KIVUMBI; EL-ASKARI, 1999). A análise pode ser melhorada pela ponderação do impacto de cada</p><p>fator que influencia no uso da água em uma dada situação.</p><p>Para entender o que acontece em um sistema de irrigação é necessário realizar análise de</p><p>diagnóstico para identificar as causas e os efeitos. A maior dificuldade com agricultura irrigada é</p><p>a complexidade e a natureza das especificidades locais para muitos problemas e seu potencial de</p><p>solução. Problemas e soluções são melhores considerados em um diagrama de árvore onde um</p><p>dado problema pode ter, ao mesmo tempo, causa e efeito (isto é, um problema A é causado por um</p><p>problema B, e causa um problema C. O problema C, por outro lado, causa um problema D). Assim,</p><p>uma distribuição de água ineficiente pode ser causada por um calendário de irrigação inadequado e</p><p>tem o efeito de proporcionar baixa uniformidade na produção das culturas e desperdício de água. O</p><p>problema de um calendário de irrigação inadequado pode ser causado por falta de treinamento dos</p><p>irrigantes, baixo nível de motivação, inadequada coleção de dados, etc. A identificação dos fatores</p><p>envolvidos forma a base para um sistema hábil para análise de diagnóstico. Ao identificar soluções</p><p>potenciais é importante investigar a exequibilidade daquelas soluções. Melhorar o manejo da irrigação</p><p>e a operação dos sistemas através de treinamento somente é possível com a participação efetiva das</p><p>pessoas envolvidas e, para isso, é necessário motivação.</p><p>Importantes restrições ao uso eficiente da água nos projetos de irrigação estão associadas às</p><p>dificuldades com sua medida e quantificação. Questões que poderiam ser dirigidas a esse respeito</p><p>são: como o irrigante poderia decidir quando e quanto irrigar? Como ele sabe quando aplicou</p><p>suficiente quantidade de água? É eficiente a forma como o irrigante opera o sistema de irrigação</p><p>em função da sua experiência? Seu nível educacional, seu conhecimento, o aconselhamento que</p><p>ele procura são adequados?</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A98</p><p>Na formulação das metas para uso de água é conveniente reanalisar e considerar não</p><p>quanto a água é produtiva, mas sim qual a produtividade potencial está sendo perdida pelo manejo</p><p>pobre ou inadequado e o uso do recurso. Um exemplo clássico é a escassa atenção dada à perda</p><p>produtiva potencial por falhas provenientes da falta de manutenção dos sistemas de irrigação.</p><p>As perdas potenciais, ao longo dos anos, podem somar uma quantidade, muitas vezes, maior do</p><p>que o investimento financeiro necessário para a adequada manutenção do sistema. As perdas de</p><p>produtividade potencial nos projetos de irrigação, decorrentes da manutenção inadequada, são pouco</p><p>discutidas na literatura.</p><p>Estudos recentes de uso da água em sistemas de irrigação e drenagem têm questionado a</p><p>validade da preocupação com as baixas eficiências de condução e aplicação quando a água resultante</p><p>da drenagem é reusada à jusante do sistema. Então, a questão que surge é a seguinte: é mais</p><p>conveniente focar o reúso da água de drenagem em vez de focar a melhoria do manejo da água</p><p>derivada à parcela e do sistema de irrigação?</p><p>Para melhorar o manejo da irrigação é necessário estabelecer procedimentos para a avaliação</p><p>do desempenho dos sistemas. A teoria do manejo requer que os objetivos sejam identificados e</p><p>definidos, as metas sejam fixadas, as medidas e os indicadores de desempenho sejam usados para</p><p>monitorar a consecução das metas e, por conseguinte, os objetivos. A inadequação de procedimentos</p><p>para avaliação do desempenho foi identificada por pesquisadores nos anos 80, quando eles estudaram</p><p>como os sistemas de irrigação estavam sendo manejados. Desde então muitos trabalhos de avaliação</p><p>de desempenho foram conduzidos. Ainda serão necessárias pesquisas para identificar medidas</p><p>práticas para atender às demandas da avaliação de desempenho de diferentes sistemas de irrigação.</p><p>A disseminação destas informações em um formato utilizável pelos técnicos da extensão rural e pelos</p><p>irrigantes é crucial para proporcionar melhoria no manejo e no uso da água.</p><p>O grau de desenvolvimento que segue a agricultura irrigada em alguns países é uma valiosa</p><p>oportunidade para acumular experiência. O desenvolvimento que tem acontecido em certos países, as</p><p>razões e as aptidões ambientais para tal desenvolvimento, fornecem indicações para o desenvolvimento</p><p>em outros países. Existe uma progressão natural dentro da sociedade para adaptar e refinar sua</p><p>tecnologia de irrigação com base na sua própria história e no ambiente político, técnico e econômico.</p><p>Têm ocorrido aprimoramentos no sentido de melhorar a eficiência de</p><p>irrigações</p><p>frequentes e em baixas quantidades. Assumindo que não há problemas de aeração do solo,</p><p>C A P Í T U L O 1 S I S T E M A S D E M I C R O I R R I G A Ç Ã O E S E U S C O M P O N E N T E S</p><p>F R I Z Z O N E , F R E I T A S , R E Z E N D E E F A R I A 17</p><p>doenças de plantas e restrição do desenvolvimento do sistema radicular, o melhor manejo de</p><p>irrigação é utilizar alta frequência, repondo-se a quantidade de água consumida pela cultura</p><p>no processo de evapotranspiração.</p><p>Howell, Bucks e Chesness (1981) revendo um grande número de publicações sobre a resposta</p><p>das culturas à irrigação por gotejamento, comparando culturas irrigadas com não irrigadas, ou com</p><p>outros métodos de irrigação, observaram que as produções obtidas com gotejamento foram maiores</p><p>ou iguais em todos os casos e, em apenas dois casos, a quantidade de água aplicada foi maior que</p><p>por outros métodos de irrigação. Embora seja importante a revisão realizada por Howell, Bucks</p><p>e Chesness (1981), a Figura 1.3 ilustra a complexidade envolvida em fazer previsões simples de</p><p>economia de água (na escala de campo) e aumento do rendimento. A fi gura mostra os resultados de</p><p>um estudo em grande escala feito pelo Centro de Pesquisa e Treinamento em Irrigação (ITRC) em</p><p>escala comercial em um ambiente moderno, com excelente sistema de medição de vazão, fl exibilidade</p><p>na oferta de água e disponibilidade de suporte técnico. O estudo examinou a água aplicada e os</p><p>rendimentos do tomate industrial em 187 campos irrigados por sulcos e 164 campos irrigados por</p><p>gotejamento, com áreas típicas de 50 ha, no estado da Califórnia. Resulta da comparação entre os</p><p>rendimentos e as lâminas de água aplicadas que seria arriscado supor que há, em geral, maiores</p><p>benefícios imediatos quando se utiliza a irrigação por gotejamento.</p><p>Embora seja difícil comparar os diferentes métodos de irrigação e práticas de manejo, existe</p><p>na microirrigação grande potencial para aumentar a produtividade das culturas, uma vez que ela</p><p>permite, com relativa facilidade, melhor controle da água e dos nutrientes na zona radicular. Culturas</p><p>irrigadas por microirrigação geralmente tem uma elevada efi ciência produtiva, seja expressa como</p><p>produtividade por unidade de volume de água aplicada (produtividade física da água), produtividade</p><p>por unidade de quantidade de nutriente aplicado, ou produtividade por unidade de área cultivada.</p><p>Práticas culturais avançadas, como o uso de plásticos para reduzir o crescimento de plantas daninhas,</p><p>controlar a temperatura do solo e reduzir a evaporação no solo são facilitadas pela irrigação por</p><p>gotejamento.</p><p>Figura 1.3. Comparação entre rendimento e água de irrigação aplicada</p><p>por sulcos e por gotejamento em tomate industrial na Califórnia.</p><p>Fonte: Adaptado de Burt e O’Neill (2007).</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A18</p><p>(c) Reduz o risco da salinidade para as plantas – O regime de sais no solo é afetado pela</p><p>frequência de irrigação e pela forma de aplicação de água. Depois da irrigação, os sais contidos</p><p>na solução do solo mais aqueles oriundos da água de irrigação encontram-se dissolvidos na</p><p>solução do solo. A partir desse momento, tanto a evaporação quanto a transpiração reduzem</p><p>a umidade do solo, mas não eliminam os sais dissolvidos. Em consequência, a concentração</p><p>salina aumenta até a irrigação seguinte. Quanto maior é o intervalo entre irrigações, maior</p><p>será a concentração salina na solução do solo. O efeito dos sais dissolvidos é reduzir o</p><p>potencial osmótico da solução do solo e, consequentemente, dificultar a absorção de água</p><p>pelas raízes. A dificuldade de absorção é agravada quando a umidade do solo é ainda mais</p><p>reduzida. A alta frequência de irrigação facilita a absorção de duas formas: por manter alta</p><p>a umidade do solo e por reduzir a concentração de sais. Existem consideráveis evidências</p><p>mostrando que água de alto teor salino pode ser usada em microirrigação sem reduzir</p><p>significativamente a produção das culturas. A redução do risco da salinidade para as plantas</p><p>pode ser atribuída a: (i) diluição da solução do solo, devido à alta frequência de irrigação e</p><p>ao elevado conteúdo de água na zona radicular; (ii) eliminação dos danos causados às folhas</p><p>pela irrigação por aspersão com água salina; e (iii) movimento dos sais para fora da região</p><p>de maior atividade das raízes.</p><p>Uma vez que os sistemas de microirrigação podem aplicar água em pequenas quantidades,</p><p>que correspondem quase à evapotranspiração e alta frequência, as propriedades do solo, como</p><p>condutividade hidráulica e capacidade de armazenamento de água, geralmente não oferecem</p><p>restrições. Menor quantidade de nutrientes pode ser aplicada com a água de irrigação porque a</p><p>eficiência de aplicação desses sistemas é alta. O alto potencial mátrico da água no solo reduz o risco</p><p>da salinidade, melhora a capacidade para manejar solos salinos ou sódicos e permite a utilização</p><p>de água de baixa qualidade, normalmente limitante para outros métodos de irrigação. Devido ao</p><p>seu potencial para ser altamente eficiente, a microirrigação é geralmente indicada como a melhor</p><p>prática de manejo para reduzir a contaminação de águas subterrâneas pela irrigação.</p><p>Por outro lado, deve-se atentar para o fato de que a salinização de um solo utilizando a</p><p>microirrigação pode acontecer em situações onde o manejo de irrigação não é adequado, a ocorrência</p><p>de chuvas é reduzida, existem camadas impermeáveis no solo e há solos deficientes em drenagem.</p><p>Um exemplo desta condição é a exploração agrícola em ambiente protegido onde os custos de</p><p>produção envolvidos são maiores, as culturas são de alto valor agregado e, por sua vez, as tecnologias</p><p>são mais específicas. Em contrapartida, todo o ambiente é propenso a salinização por estar sujeito à</p><p>adubação intensiva e, principalmente, pela ausência de precipitação.</p><p>(d) Facilita a aplicação de fertilizantes e outros produtos químicos – A microirrigação</p><p>oferece flexibilidade na aplicação de fertilizantes (fertirrigação) e de defensivos (quimigação)</p><p>via água de irrigação. Aplicações de fertilizantes junto com a água de irrigação, em alta</p><p>frequência, são benéficas a muitas culturas, além de aumentar a eficiência de uso dos</p><p>fertilizantes. Várias razões são destacadas para o aumento dessa eficiência: (i) reduz a</p><p>quantidade de fertilizante aplicado, porque os nutrientes são localizados diretamente na</p><p>zona das raízes; (ii) possibilita aplicações mais oportunas, porque aplicações mais frequentes</p><p>facilitam o suprimento de nutrientes de acordo com as necessidades das plantas nas</p><p>diferentes fases do ciclo de desenvolvimento; e (iii) melhora a distribuição dos fertilizantes,</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 19</p><p>minimizando a lixiviação. Da mesma forma que os fertilizantes, podem ser aplicados outros</p><p>produtos químicos como herbicidas, inseticidas e fungicidas.</p><p>O manejo dos sistemas de microirrigação deve visar à aplicação de água e nutrientes</p><p>simultaneamente de forma a viabilizar economicamente o investimento. Fertilizantes, defensivos</p><p>agrícolas solúveis (nematicidas, inseticidas sistêmicos, herbicidas), corretivos e condicionantes de solo</p><p>(ácidos, hidróxidos, polímeros) podem ser eficientemente aplicados via sistemas de microirrigação.</p><p>Recomenda-se o sistema de gotejamento enterrado para aplicação de produtos com características</p><p>fumigantes e demais químicos que requeiram fixação rápida às partículas de solo (alguns pesticidas</p><p>e fertilizantes fosfatados). Para qualquer sistema de microirrigação, a compatibilidade química dos</p><p>fertilizantes aplicados simultaneamente, via água de irrigação, deve ser observada, pois, pode afetar</p><p>negativamente o processo de fertirrigação.</p><p>(e) Limita o desenvolvimento de plantas</p><p>uso da água e conservação</p><p>da energia (sistematização do terreno a laser para irrigação por superfície; irrigação por superfície</p><p>com vazão intermitente; sistema de reúso da água escoada no final da parcela; substituição de</p><p>sistemas de irrigação menos eficientes por mais eficientes, etc.). Estes aprimoramentos têm seguido</p><p>aproximações passo a passo e, enquanto as restrições têm sido atenuadas, novos desafios têm sido</p><p>encontrados. É valioso observar se existem caminhos e modelos no processo de desenvolvimento</p><p>em diferentes países.</p><p>A avaliação do desempenho dos sistemas de irrigação necessita ser focada em três áreas:</p><p>primeiramente, o entendimento sobre o que está acontecendo. Segundo, como as avaliações podem</p><p>melhorar as práticas de manejo da irrigação e, terceiro, onde existe a necessidade de adoção de</p><p>tecnologias, de práticas e de procedimentos para aumentar a eficiência de uso da água. Dada a</p><p>limitação na disponibilidade de recursos financeiros para os trabalhos de avaliação, atenção também</p><p>precisa ser dada a quanto dos resultados serão úteis e aplicados e a extensão dos impactos obtidos.</p><p>Serão necessárias avaliações sobre a probabilidade das técnicas de manejo serem adotadas e do</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 99</p><p>potencial para contribuir positivamente com a redução do desperdício de água, com o aumento da</p><p>produtividade e com o aumento da renda do irrigante.</p><p>Este capítulo procura sintetizar os conceitos de eficiência técnica da irrigação, uniformidade</p><p>de distribuição de água e produtividade da água e indicar estratégias para melhoria do desempenho</p><p>da irrigação, visando o manejo eficiente dos recursos hídricos na agricultura irrigada.</p><p>3.2 USO DE ÁGUA - TERMINOLOGIA</p><p>Uso de água é qualquer aplicação deliberada de água para uma finalidade específica (PERRY</p><p>et al., 2009). O termo não faz distinção entre os usos que removem a água de usos futuros</p><p>(evaporação, transpiração, fluxos para sumidouros salinos) e usos que têm pouco impacto</p><p>quantitativo sobre a disponibilidade de água (navegação, hidroelétricas, usos domésticos). O</p><p>termo é aplicado para:</p><p>(1) Fração consumida (evaporação e transpiração):</p><p>(a) Uso benéfico: água evaporada ou transpirada para atingir o objetivo pretendido,</p><p>por exemplo, a evaporação de uma torre de resfriamento, a transpiração de uma</p><p>cultura irrigada.</p><p>(b) Uso não benéfico: água evaporada ou transpirada para outros fins que não a</p><p>utilização prevista, por exemplo, evaporação de uma superfície de água livre, de um</p><p>solo molhado e transpiração de uma vegetação indesejável.</p><p>(2) Fração não consumida:</p><p>(a) Fração recuperável: a água que pode ser capturada e reutilizada, por</p><p>exemplo, os fluxos para os drenos que retornam ao sistema fluvial, percolação</p><p>em campos irrigados para os aqüíferos e fluxos de retorno dos sistemas de</p><p>esgoto (águas servidas).</p><p>(b) Fração não recuperável: a água que é perdida impossibilitando a utilização</p><p>posterior, por exemplo, os fluxos de solução salina para sumidouros de águas</p><p>subterrâneas, para aquíferos profundos que não são economicamente exploráveis</p><p>ou os fluxos para o mar.</p><p>A lei da conservação das massas exige que a soma das frações consumida e não consumida</p><p>seja igual 1,0. A utilização deste conjunto de termos para descrever o uso da água e os impactos da</p><p>mudança de manejo da água tem uma série de benefícios:</p><p>● É totalmente compatível com a ciência hidrológica, e a importância fundamental do contexto</p><p>hidrológico é óbvia: a perda de água por percolação de um canal sobre um aquífero torna-</p><p>se uma recarga e eventualmente essa água é recuperável; fluxos de drenagem em um</p><p>estuário próximo do mar são provavelmente não recuperáveis.</p><p>● A terminologia é consistente em todos os setores, permite discussões sem ambiguidades</p><p>sobre os impactos hidrológicos de tecnologias e intervenções alternativas.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A100</p><p>● A terminologia pode ser aplicada em qualquer escala, sem modificação.</p><p>● A terminologia tem “valor neutro”, ou seja, não é carregada de valor como a palavra</p><p>‘’eficiência’’ - uso benéfico é aquele que a sociedade define o que quer que seja; vegetação</p><p>ciliar pode não ter nenhum valor em algumas áreas, embora constitua uma zona úmida</p><p>valiosa em outras.</p><p>● A atenção é direcionada para o que queremos (uso benéfico), o que não queremos</p><p>(usos não benéficos e fluxos não recuperáveis), e ao que é de interesse secundário</p><p>(fluxos recuperáveis).</p><p>Pode parecer trivial renomear esses vários componentes de fluxo que ocorrem durante o</p><p>manejo dos recursos hídricos. No entanto, o exemplo a seguir é apresentado para esclarecer o</p><p>significado do problema: Eficientes sistemas de abastecimento doméstico envolvem praticamente</p><p>uso não consuntivo; as saídas são capturadas, tratadas e devolvidas ao sistema de recursos</p><p>hídricos. Eficientes sistemas de irrigação resultam em uso consuntivo substancial, como, por</p><p>exemplo, 85% ou mais da água derivada é usada no processo de evapotranspiração das culturas.</p><p>Quando especialistas nestes dois setores tratam da melhoria da eficiência nos artigos científicos,</p><p>nas conferências e nos workshops, o que eles estão tratando tem grande diferença - na verdade,</p><p>são questões muitas vezes opostas - os impactos hidrológicos considerando a disponibilidade de</p><p>água à jusante.</p><p>Uma adição final é necessária para completar a terminologia, que se destina a esclarecer</p><p>uma área de confusão. Convencionalmente, define-se ‘’Eficiência de Uso de Água’’ como um termo</p><p>de produtividade – produção da cultura por unidade de volume de água (JONES, 2004). No entanto,</p><p>o termo é amplamente mal usado e confundido com o termo “Eficiência de Irrigação” (proporção</p><p>da água aplicada que é utilmente consumida pela cultura). Perry et al. (2009) preferem o termo</p><p>“Produtividade da Água” para definir a produção econômica da cultura por unidade de volume de</p><p>água consumida.</p><p>3.3 PARTIÇÃO DA ÁGUA APLICADA POR IRRIGAÇÃO</p><p>As várias formas de particionar a água de irrigação aplicada são descritas a seguir, conforme</p><p>apresentado por Burt et al. (1997):</p><p>3.3.1 QUANTO À POSSIBILIDADE DE RECUPERAÇÃO</p><p>(a) Uso consuntivo – É a quantidade total de água absorvida pela vegetação que é usada</p><p>para transpiração ou para constituição dos tecidos vegetais, mais a inevitável evaporação</p><p>da água do solo, da neve e da precipitação interceptada pela vegetação (JENSEN, 2007).</p><p>A água de irrigação que se perde para a atmosfera (E + T) ou que fica contida nos tecidos</p><p>das plantas colhidas (ou como água molecular nos produtos colhidos, ou em compostos</p><p>orgânicos) é considerada irrecuperável, ou seja, é consumida. Assim, uso consuntivo</p><p>refere-se à quantidade total de água em trânsito para a atmosfera, pelos processos</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 101</p><p>de evaporação (E) e transpiração (T) ou que permanece nos tecidos das plantas e dos</p><p>produtos colhidos. Evaporação e transpiração representam os processos em que a água</p><p>na fase líquida sai do sistema hidrológico local sob a forma de vapor para retornar via</p><p>precipitação em algum outro local, e em outro momento. Devido à sua grandeza, a ET é</p><p>uma parte importante do ciclo hidrológico e do balanço hídrico. Compreender, avaliar e</p><p>influenciar a ET constitui elemento chave na gestão dos recursos hídricos. Exemplos de</p><p>usos consuntivos são:</p><p>● Evapotranspiração das culturas.</p><p>● Evapotranspiração das ervas daninhas.</p><p>● Evaporação da água aspergida pelos aspersores.</p><p>● Evaporação de reservatórios.</p><p>● Evaporação do solo úmido.</p><p>● Água exportada com o produto colhido, etc.</p><p>(b) Uso não consuntivo – São quantidades de água que, de alguma forma, transita para</p><p>fora da</p><p>área de cultivo, mas não se perde para a atmosfera na forma de vapor. Frações da</p><p>água de uso não consuntivo pode ser reutilizada na própria área, ou em outros lugares</p><p>da bacia hidrográfica ou retornar à fonte, embora, às vezes, degradada em qualidade</p><p>durante o seu movimento dentro dos limites da área cultivada. Está relacionada com a</p><p>água que drena abaixo da zona radicular, que escoa superficialmente e que infiltra ou</p><p>derrama nos canais. Alguns usos não consuntivos são:</p><p>● Água para lixiviação de sais no perfil do solo.</p><p>● Percolação profunda em excesso.</p><p>● Escoamento superficial.</p><p>● Infiltração em canais e vazamento em tubulações, etc.</p><p>3.3.2 QUANTO AOS BENEFÍCIOS AGRONÔMICOS</p><p>(a) Usos benéficos – Usos benéficos pressupõem a água consumida para atingir um</p><p>objetivo agronômico como, por exemplo, a produção de alimentos, fibras, óleo,</p><p>forragem, gramado, plantas ornamentais, etc. Os principais usos benéficos são ET da</p><p>cultura e água necessária para melhorar ou manter a produtividade do solo, isto é, para</p><p>remoção de sais (por simplicidade, o termo ’sal’ é usado para se referir aos produtos</p><p>químicos solúveis transportados pela água). Uso de água com irrigações necessárias</p><p>para lixiviação de sais e recuperação do solo também é considerado benéfico, desde que</p><p>o objetivo agronômico seja alcançado durante essas irrigações.</p><p>Pode-se argumentar que, a evaporação (E), componente da evapotranspiração (ET), para</p><p>alguns métodos de irrigação é reduzida em comparação com outros métodos que molham totalmente</p><p>o solo e a folhagem das plantas e, sendo a evaporação inevitável, mesmo que se esteja aplicando a</p><p>irrigação necessária, o componente E constitui uso não benéfico. Contudo, no estado atual da arte,</p><p>não é prático quantificar o quanto a evaporação é ou não inevitável. A ET combina os componentes</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A102</p><p>E e T em virtude de dificuldades em separá-los. A evaporação da água de irrigação no solo ocorre,</p><p>em certa medida, em quase todas as situações de irrigação, mesmo na irrigação por gotejamento</p><p>enterrado como é comumente praticada. Também, de acordo com nossos conceitos tradicionais,</p><p>as medidas da ET das culturas incluem o componente E. Além disso, na ausência da evaporação, a</p><p>transpiração substitui certa quantidade de evaporação (BURT et al., 1997; SOLOMON; BURT, 1999;</p><p>PERRY et al., 2009). Portanto, até o momento, pela incapacidade prática de separar e quantificar</p><p>exatamente o quanto a evaporação é inevitável, tem-se incluído o componente evaporação e</p><p>considerado ET como uso benéfico. São exemplos de usos benéficos:</p><p>● Evapotranspiração das culturas comerciais.</p><p>● Evapotranspiração de plantas benéficas (quebra-ventos, cobertura e proteção do</p><p>solo, habitat para insetos benéficos).</p><p>● Água contida no produto colhido e nos tecidos vegetais.</p><p>● Água utilizada para remoção de sais do solo.</p><p>● Água utilizada para controle do clima (arrefecimento ou proteção contra geadas).</p><p>● Água utilizada para preparação do solo, plantio e germinação de sementes.</p><p>● Água utilizada para quebrar a crosta superficial do solo e facilitar a emergência.</p><p>● Água utilizada para aplicação de pesticidas e fertilizantes, etc.</p><p>A água armazenada no solo, na zona radicular, após a colheita, não é considerada para</p><p>uso benéfico, a menos que esteja disponível para culturas subsequentes. Esta água deve ser</p><p>considerada neutra até que ela deixe a área objeto e segue outro destino. O intervalo de tempo</p><p>selecionado para a partição da água influencia a magnitude da fração considerada para os vários</p><p>destinos. Também, o uso da água proveniente da precipitação não é considerado como um uso</p><p>benéfico da água de irrigação.</p><p>(b) Usos não benéficos – Uso não benéfico refere-se à fração da água aplicada que não</p><p>tem objetivo agronômico. São exemplos: excesso de percolação profunda em relação à</p><p>necessária para remoção de sais; excesso de escoamento superficial, evapotranspiração</p><p>de ervas daninhas, evaporação desnecessária da água na superfície de solo úmido de</p><p>áreas vizinhas à área cultivada, deriva pelo vento, além dos limites da área cultivada. A</p><p>aplicação de água não é perfeitamente uniforme e, por isso, em alguma fração da área</p><p>irrigada, ocorre excesso de água e percolação; todo excesso além da necessidade de</p><p>irrigação é considerado uso não benéfico.</p><p>Todos os usos benéficos da água são considerados razoáveis, entretanto, os usos não</p><p>benéficos podem ser considerados razoáveis e não razoáveis. Os usos não benéficos razoáveis são</p><p>aqueles que podem ser justificados em condições, lugares e momentos particulares. Os usos não</p><p>benéficos não razoáveis são aqueles que não possuem justificativas técnica, econômica, social e</p><p>ambiental e poderiam ser evitados.</p><p>A comunidade de irrigação tem uma compreensão filosófica do que é benéfico, mas nós</p><p>temos, às vezes, um problema prático para delimitar entre usos benéficos e não benéficos. Por</p><p>exemplo, compreende-se que toda a irrigação tem alguma não uniformidade, mas não é prático</p><p>determinar exatamente quanto desta não uniformidade é inevitável. Assim, algum excesso de água</p><p>decorrente da não uniformidade é considerado uso não benéfico. Embora o escoamento de água</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 103</p><p>no final das parcelas seja comum em alguns sistemas de irrigação por superfície, não é prático</p><p>determinar exatamente quanto desse escoamento é inevitável. Assim, o escoamento não coletado</p><p>e não reusado é considerado um uso não benéfico na escala de campo. Por outro lado, é prático</p><p>calcular (embora com incerteza) a quantidade de percolação profunda necessária para a remoção</p><p>de sal. Daí, percolação profunda superior a esta (quando associada à irrigação regular) tem sido</p><p>tradicionalmente considerada como um uso não benéfico na escala de campo.</p><p>Evaporação do solo molhado desnecessariamente fora da área cultivada e deriva de água</p><p>de irrigação para além dos limites da área cultivada são considerados usos não benéficos. Porque</p><p>nenhum objetivo agronômico é alcançado pelas irrigações mais frequentes do que o necessário, nós</p><p>consideramos uso não benéfico a evaporação associada a estas irrigações. A seguir se resumem os</p><p>usos não benéficos da água de irrigação:</p><p>Usos não benéficos razoáveis</p><p>● Evaporação de reservatórios e canais.</p><p>● Alguma evaporação de solo úmido.</p><p>● Alguma evaporação da água aplicada por aspersão.</p><p>● Alguma água utilizada em lavagem de filtros.</p><p>● Água para satisfazer algum propósito ambiental.</p><p>● Água necessária para manter o padrão de qualidade de drenos.</p><p>● Alguma percolação por incertezas no manejo da irrigação.</p><p>● Alguma percolação pela não uniformidade de aplicação do sistema de irrigação.</p><p>● Perdas que podem ser antieconômicas de serem evitadas, etc.</p><p>Usos não benéficos não razoáveis</p><p>● Percolação profunda excessiva.</p><p>● Deflúvio superficial excessivo.</p><p>● Evaporação de solo úmido irrigado fora dos limites da área cultivada.</p><p>● Evaporação de solo úmido associada com irrigações excessivamente freqüentes.</p><p>● Vazamentos em tubulações.</p><p>● Vazamentos e infiltração em canais.</p><p>3.4 NECESSIDADE DE ÁGUA DAS CULTURAS</p><p>Em condições de campo, considerando as plantas e o volume de solo ocupado pelas raízes,</p><p>um ecossistema cultivado apresenta a seguinte necessidade total de água:</p><p>101</p><p>percolação profunda superior a esta (quando associada à irrigação regular) tem sido</p><p>tradicionalmente considerada como um uso não benéfico na escala de campo.</p><p>Evaporação do solo molhado desnecessariamente fora da área cultivada e deriva de</p><p>água de irrigação para além dos limites da área cultivada são considerados usos não</p><p>benéficos. Porque nenhum objetivo agronômico é alcançado pelas irrigações mais frequentes</p><p>do que o necessário, nós consideramos uso não benéfico</p><p>a evaporação associada a estas</p><p>irrigações. A seguir se resumem os usos não benéficos da água de irrigação:</p><p>Usos não benéficos razoáveis</p><p>● Evaporação de reservatórios e canais.</p><p>● Alguma evaporação de solo úmido.</p><p>● Alguma evaporação da água aplicada por aspersão.</p><p>● Alguma água utilizada em lavagem de filtros.</p><p>● Água para satisfazer algum propósito ambiental.</p><p>● Água necessária para manter o padrão de qualidade de drenos.</p><p>● Alguma percolação por incertezas no manejo da irrigação.</p><p>● Alguma percolação pela não uniformidade de aplicação do sistema de irrigação.</p><p>● Perdas que podem ser antieconômicas de serem evitadas, etc.</p><p>Usos não benéficos não razoáveis</p><p>● Percolação profunda excessiva.</p><p>● Deflúvio superficial excessivo.</p><p>● Evaporação de solo úmido irrigado fora dos limites da área cultivada.</p><p>● Evaporação de solo úmido associada com irrigações excessivamente freqüentes.</p><p>● Vazamentos em tubulações.</p><p>● Vazamentos e infiltração em canais.</p><p>3.4 NECESSIDADE DE ÁGUA DAS CULTURAS</p><p>Em condições de campo, considerando as plantas e o volume de solo ocupado pelas</p><p>raízes, um ecossistema cultivado apresenta a seguinte necessidade total de água:</p><p> ALSETATN (3.1)</p><p>sendo:</p><p>ATN – necessidade total de água do cultivo;</p><p>ET – necessidade de água para a evapotranspiração (uso benéfico);</p><p>(3.1)</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A104</p><p>sendo:</p><p>ATN – necessidade total de água do cultivo;</p><p>ET – necessidade de água para a evapotranspiração (uso benéfico);</p><p>∆A – variação de armazenamento de água no solo;</p><p>LS - quantidade mínima de água necessária que deve passar através da zona radicular</p><p>para manter um balanço de sais favorável no perfil do solo (uso benéfico);</p><p>+ – necessidade de água de irrigação para outros usos benéficos e não benéficos razoáveis.</p><p>3.5 NECESSIDADE DE IRRIGAÇÃO DAS CULTURAS</p><p>No campo, a necessidade real de irrigação (IRN) deve satisfazer a diferença entre a necessidade</p><p>total de água da cultura (ATN) e a precipitação efetiva (PE). Assim:</p><p>102</p><p>A</p><p>LS</p><p>– variação de armazenamento de água no solo;</p><p>quantidade mínima de água necessária que deve passar através da zona radicular</p><p>para manter um balanço de sais favorável no perfil do solo (uso benéfico);</p><p> – necessidade de água de irrigação para outros usos benéficos e não benéficos</p><p>razoáveis.</p><p>3.5 NECESSIDADE DE IRRIGAÇÃO DAS CULTURAS</p><p>No campo, a necessidade real de irrigação (IRN) deve satisfazer a diferença entre a</p><p>necessidade total de água da cultura (ATN) e a precipitação efetiva (PE). Assim:</p><p>PEATNIRN  (3.2)</p><p> APELSETIRN (3.3)</p><p>Para o cálculo da irrigação total necessária, também denominada necessidade bruta</p><p>de irrigação (ITN) precisa-se conhecer a eficiência de aplicação (EA), e o cômputo é feito</p><p>dividindo-se IRN por EA. Em microirrigação, consideram-se bons valores de EA superiores a</p><p>80%. Em gotejamento, como as perdas por evaporação, vento e escoamento superficial são</p><p>minimizadas, a EA pode ser superior a 90%. Já em microaspersão, o efeito das variáveis</p><p>atmosféricas pode reduzir, significativamente, EA para valores próximos de 70%.</p><p>3.6 MEDIDAS DE DESEMPENHO DA IRRIGAÇÃO</p><p>A Irrigação pode constituir a maior parte do consumo regional de água. A</p><p>necessidade de água para finalidades competitivas, como uso municipal, industrial e</p><p>ambiental, cria uma tensão que afeta toda tomada de decisão política sobre a água. É</p><p>importante que todos os usuários não somente façam uso inteligente e eficaz de suas águas,</p><p>mas também sejam capazes de justificar a sua utilização racional e eficaz para competir por</p><p>água. Os parâmetros de desempenho da irrigação são ferramentas que podem ajudar neste</p><p>caso (BURT et al., 1997).</p><p>A competição pelo uso e a escassez da oferta enfatizam a necessidade do uso</p><p>eficiente da água. Diferentes equipamentos, sistemas de irrigação, práticas de manejo e</p><p>culturas competem com o consumo de água, custo de capital, custos operacionais e custos</p><p>de manutenção e de outros fatores. Os indicadores de desempenho da irrigação podem</p><p>servir de base para essas comparações e para a seleção de atividades em competição. Para</p><p>avaliar os sistemas de irrigação, as práticas e os usos competitivos de água, e compará-los</p><p>entre si, ou com os objetivos desejados, os engenheiros precisam de indicadores de</p><p>desempenho da irrigação que incorporam os padrões razoáveis e benéficos.</p><p>(3.2)</p><p>102</p><p>A</p><p>LS</p><p>– variação de armazenamento de água no solo;</p><p>quantidade mínima de água necessária que deve passar através da zona radicular</p><p>para manter um balanço de sais favorável no perfil do solo (uso benéfico);</p><p> – necessidade de água de irrigação para outros usos benéficos e não benéficos</p><p>razoáveis.</p><p>3.5 NECESSIDADE DE IRRIGAÇÃO DAS CULTURAS</p><p>No campo, a necessidade real de irrigação (IRN) deve satisfazer a diferença entre a</p><p>necessidade total de água da cultura (ATN) e a precipitação efetiva (PE). Assim:</p><p>PEATNIRN  (3.2)</p><p> APELSETIRN (3.3)</p><p>Para o cálculo da irrigação total necessária, também denominada necessidade bruta</p><p>de irrigação (ITN) precisa-se conhecer a eficiência de aplicação (EA), e o cômputo é feito</p><p>dividindo-se IRN por EA. Em microirrigação, consideram-se bons valores de EA superiores a</p><p>80%. Em gotejamento, como as perdas por evaporação, vento e escoamento superficial são</p><p>minimizadas, a EA pode ser superior a 90%. Já em microaspersão, o efeito das variáveis</p><p>atmosféricas pode reduzir, significativamente, EA para valores próximos de 70%.</p><p>3.6 MEDIDAS DE DESEMPENHO DA IRRIGAÇÃO</p><p>A Irrigação pode constituir a maior parte do consumo regional de água. A</p><p>necessidade de água para finalidades competitivas, como uso municipal, industrial e</p><p>ambiental, cria uma tensão que afeta toda tomada de decisão política sobre a água. É</p><p>importante que todos os usuários não somente façam uso inteligente e eficaz de suas águas,</p><p>mas também sejam capazes de justificar a sua utilização racional e eficaz para competir por</p><p>água. Os parâmetros de desempenho da irrigação são ferramentas que podem ajudar neste</p><p>caso (BURT et al., 1997).</p><p>A competição pelo uso e a escassez da oferta enfatizam a necessidade do uso</p><p>eficiente da água. Diferentes equipamentos, sistemas de irrigação, práticas de manejo e</p><p>culturas competem com o consumo de água, custo de capital, custos operacionais e custos</p><p>de manutenção e de outros fatores. Os indicadores de desempenho da irrigação podem</p><p>servir de base para essas comparações e para a seleção de atividades em competição. Para</p><p>avaliar os sistemas de irrigação, as práticas e os usos competitivos de água, e compará-los</p><p>entre si, ou com os objetivos desejados, os engenheiros precisam de indicadores de</p><p>desempenho da irrigação que incorporam os padrões razoáveis e benéficos.</p><p>(3.3)</p><p>Para o cálculo da irrigação total necessária, também denominada necessidade bruta de irrigação</p><p>(ITN) precisa-se conhecer a eficiência de aplicação (EA), e o cômputo é feito dividindo-se IRN por EA.</p><p>Em microirrigação, consideram-se bons valores de EA superiores a 80%. Em gotejamento, como as</p><p>perdas por evaporação, vento e escoamento superficial são minimizadas, a EA pode ser superior a</p><p>90%. Já em microaspersão, o efeito das variáveis atmosféricas pode reduzir, significativamente, EA</p><p>para valores próximos de 70%.</p><p>3.6 MEDIDAS DE DESEMPENHO DA IRRIGAÇÃO</p><p>A Irrigação pode constituir a maior parte do consumo regional de água. A necessidade de</p><p>água para finalidades competitivas, como uso municipal, industrial e ambiental, cria uma tensão</p><p>que afeta toda tomada de decisão política sobre a água. É importante que todos os usuários não</p><p>somente façam uso inteligente e eficaz de suas águas, mas também sejam capazes de justificar a</p><p>sua utilização racional e eficaz para competir por água. Os parâmetros de desempenho da irrigação</p><p>são</p><p>ferramentas que podem ajudar neste caso (BURT et al., 1997).</p><p>A competição pelo uso e a escassez da oferta enfatizam a necessidade do uso eficiente da</p><p>água. Diferentes equipamentos, sistemas de irrigação, práticas de manejo e culturas competem</p><p>com o consumo de água, custo de capital, custos operacionais e custos de manutenção e de</p><p>outros fatores. Os indicadores de desempenho da irrigação podem servir de base para essas</p><p>comparações e para a seleção de atividades em competição. Para avaliar os sistemas de irrigação,</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 105</p><p>as práticas e os usos competitivos de água, e compará-los entre si, ou com os objetivos desejados,</p><p>os engenheiros precisam de indicadores de desempenho da irrigação que incorporam os padrões</p><p>razoáveis e benéficos.</p><p>Tem-se expressado a qualidade da irrigação por alguns indicadores de desempenho</p><p>nomeados, basicamente, por três palavras-chave: uniformidade, eficiência e grau de adequação.</p><p>O termo uniformidade refere-se aos indicadores associados à variabilidade da lâmina de irrigação</p><p>aplicada. É uma grandeza que caracteriza todo o sistema de irrigação e intervém no seu projeto,</p><p>tanto agronômico, pois afeta o cálculo da quantidade de água necessária à irrigação, quanto no</p><p>hidráulico, pois, em função dela, define-se o espaçamento entre emissores de água, a vazão do</p><p>sistema e o tempo de irrigação. Em inglês, o termo correspondente é uniformity.</p><p>O termo eficiência é utilizado para identificar indicadores que, através de uma razão entre</p><p>quantidades de água envolvidas no processo de irrigação, expressam um balanço entre os seguintes</p><p>volumes de água: (a) derivado da fonte de suprimento; (b) aplicado à parcela; (c) armazenado no</p><p>solo à profundidade efetiva das raízes para contribuir com o objetivo desejado, (d) evaporado e</p><p>derivado pelo vento, (e) percolado e escoado superficialmente para fora dos limites da área cultivada,</p><p>(f) beneficamente ou razoavelmente usado na área cultivada. Este termo corresponde à tradução</p><p>literal do vocábulo em inglês efficiency.</p><p>O grau de adequação foi proposto para expressar o quanto o sistema de irrigação satisfaz,</p><p>em termos de fração de área que está recebendo água, a condição de achar-se em conformidade</p><p>com as necessidades da lavoura, para manter a qualidade do produto e a produtividade vegetal em</p><p>um nível econômico desejável. Adequacy é o termo em inglês para expressar o grau de adequação</p><p>de um sistema de irrigação às suas específicas condições de utilização, de maneira a satisfazer de</p><p>forma conveniente o seu usuário.</p><p>3.6.1 INDICADORES DE EFICIÊNCIA</p><p>A partição da água aplicada por irrigação é a base para a definição de alguns parâmetros de</p><p>desempenho, especialmente os indicadores de eficiência. Os diferentes indicadores têm diferentes</p><p>propósitos e devem ser cuidadosamente diferenciados. Expressos como porcentagens, eles</p><p>representam frações do volume de água de irrigação destinadas a certas funções. É impossível</p><p>definir alguns indicadores sem especificar cuidadosamente o período de tempo e os limites físicos da</p><p>área analisada. Já outros, pelos seus pressupostos, podem evitar esses problemas.</p><p>Eficiência de irrigação – EI%</p><p>Jensen (2007) relata que o tradicional termo eficiência da irrigação (razão entre água</p><p>consumida pelo processo de ET do cultivo e água derivada de um rio ou outra fonte natural de</p><p>água), conforme definido por Israelsen (1950), é parcialmente aplicável ao considerar a água</p><p>consumida (ET da cultura) na produção do efeito desejado (produção da cultura). Não é um termo</p><p>apropriado ao considerar como desperdício a água que não foi consumida pelo processo de ET.</p><p>Conforme salienta Perry et al. (2009) “perdas” na escala de um campo individual ou de um projeto</p><p>de irrigação não são necessariamente “perdas” no sentido hidrológico, porque, de acordo com a</p><p>lei da conservação das massas, a água “perdida” pode estar disponível para uso em algum outro</p><p>ponto da bacia, ou de um aquífero.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A106</p><p>Um sistema ou um projeto de irrigação pode servir a outras necessidades agrícolas além de</p><p>satisfazer a demanda por ET das culturas (HEERMANN; WALLENDER; BOS, 1992). A eficiência de</p><p>irrigação como definida por Burt et al. (1997) representa a razão entre o volume de irrigação que é</p><p>beneficamente usado e o volume total de água de irrigação (uso benéfico mais uso não benéfico) que</p><p>deixa os limites da área considerada (equação 3.4):</p><p>104</p><p>considerar a água consumida (ET da cultura) na produção do efeito desejado (produção da</p><p>cultura). Não é um termo apropriado ao considerar como desperdício a água que não foi</p><p>consumida pelo processo de ET. Conforme salienta Perry et al. (2009) “perdas” na escala de</p><p>um campo individual ou de um projeto de irrigação não são necessariamente “perdas” no</p><p>sentido hidrológico, porque, de acordo com a lei da conservação das massas, a água</p><p>“perdida” pode estar disponível para uso em algum outro ponto da bacia, ou de um aquífero.</p><p>Um sistema ou um projeto de irrigação pode servir a outras necessidades agrícolas</p><p>além de satisfazer a demanda por ET das culturas (HEERMANN; WALLENDER; BOS, 1992). A</p><p>eficiência de irrigação como definida por Burt et al. (1997) representa a razão entre o</p><p>volume de irrigação que é beneficamente usado e o volume total de água de irrigação (uso</p><p>benéfico mais uso não benéfico) que deixa os limites da área considerada (equação 3.4):</p><p>100</p><p>AVA</p><p>VBEI </p><p></p><p> (3.4)</p><p>sendo VB o volume de irrigação beneficamente usado, VA o volume de irrigação total</p><p>aplicado. O numerador da equação (3.4) representa os usos benéficos da água de irrigação</p><p>para múltiplos propósitos. Inclui nesses usos a água para a evapotranspiração da cultura,</p><p>lixiviação de sais, proteção contra geadas, controle de temperatura ambiente, aplicação de</p><p>fertilizantes e pesticidas, preparação do solo, quebra de crosta superficial do solo para</p><p>facilitar à emergência, etc.. A percolação profunda excessiva, o escoamento superficial, a</p><p>deriva pelo vento, a evaporação após a água ser aspergida no ar e a água usada pelas</p><p>plantas daninhas tenderão a reduzir a eficiência de irrigação. Estes usos não são benéficos.</p><p>O denominador da equação (3.4) representa o volume total de água de irrigação</p><p>(usos benéfico + usos não benéficos) que deixou os limites do campo (saída = volume</p><p>aplicado – variação de armazenamento da água no solo). Estes volumes de água deixam a</p><p>área em um intervalo de tempo especificado (por exemplo, imediatamente antes de uma</p><p>irrigação até imediatamente antes da próxima irrigação; ou durante uma estação de</p><p>cultivo). Se, ao final do período, o volume de água armazenado é o mesmo do início, então</p><p>a variação de armazenamento da água de irrigação é zero e toda água aplicada deixou o</p><p>campo por evapotranspiração, escoamento, percolação profunda, etc. Dessa forma, a água</p><p>armazenada temporariamente na zona radicular para uso fora do intervalo de tempo</p><p>especificado não é contabilizada – nem adicionada ao uso benéfico nem subtraída dele. A</p><p>eficiência de irrigação é definida entre duas datas, geralmente compreendendo o ciclo</p><p>completo da cultura. É determinada somente a posteriore e não pressupõe os usos benéficos</p><p>futuros. Para o intervalo de tempo definido, a determinação de EI exige uma avaliação</p><p>acurada da fração da água de irrigação que foi beneficamente usada. Não exige que a água</p><p>(3.4)</p><p>sendo VB o volume de irrigação beneficamente usado, VA o volume de irrigação total aplicado.</p><p>O numerador da equação (3.4) representa os usos benéficos da água de irrigação para múltiplos</p><p>propósitos. Inclui nesses usos a água para a evapotranspiração da cultura, lixiviação de sais, proteção</p><p>contra geadas, controle de temperatura ambiente, aplicação</p><p>de fertilizantes e pesticidas, preparação</p><p>do solo, quebra de crosta superficial do solo para facilitar à emergência, etc.. A percolação profunda</p><p>excessiva, o escoamento superficial, a deriva pelo vento, a evaporação após a água ser aspergida</p><p>no ar e a água usada pelas plantas daninhas tenderão a reduzir a eficiência de irrigação. Estes usos</p><p>não são benéficos.</p><p>O denominador da equação (3.4) representa o volume total de água de irrigação (usos</p><p>benéfico + usos não benéficos) que deixou os limites do campo (saída = volume aplicado</p><p>– variação de armazenamento da água no solo). Estes volumes de água deixam a área em</p><p>um intervalo de tempo especificado (por exemplo, imediatamente antes de uma irrigação até</p><p>imediatamente antes da próxima irrigação; ou durante uma estação de cultivo). Se, ao final do</p><p>período, o volume de água armazenado é o mesmo do início, então a variação de armazenamento</p><p>da água de irrigação é zero e toda água aplicada deixou o campo por evapotranspiração,</p><p>escoamento, percolação profunda, etc. Dessa forma, a água armazenada temporariamente</p><p>na zona radicular para uso fora do intervalo de tempo especificado não é contabilizada –</p><p>nem adicionada ao uso benéfico nem subtraída dele. A eficiência de irrigação é definida entre</p><p>duas datas, geralmente compreendendo o ciclo completo da cultura. É determinada somente</p><p>a posteriore e não pressupõe os usos benéficos futuros. Para o intervalo de tempo definido,</p><p>a determinação de EI exige uma avaliação acurada da fração da água de irrigação que foi</p><p>beneficamente usada. Não exige que a água seja requerida e usada uniformemente em toda a</p><p>área. Os valores dependem da escolha do intervalo de tempo.</p><p>O termo “água de irrigação” exclui a água aplicada naturalmente à cultura por precipitação</p><p>natural ou ascensão do lençol freático. Também, é possível, sem perda de generalidade, utilizar</p><p>lâmina de água de irrigação no numerador e no denominador da equação (3.4), entendendo que</p><p>volume é simplesmente o produto entre lâmina e área (da parcela, do campo ou do projeto). A</p><p>relação entre EI, usos benéficos e não benéficos de água de irrigação pode ser obtida pelas equações</p><p>(3.5) e (3.6):</p><p>Usos benéficos + Usos não benéficos = 100% (3.5)</p><p>Usos não benéficos = (100 – EI)% (3.6)</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 107</p><p>● Coeficiente de Uso Consuntivo da Irrigação – ICUC%</p><p>O coeficiente de uso consuntivo é definido por Burt et al. (1997) como a razão entre o</p><p>volume de água de irrigação consuntivamente usado (VUC) e o volume de água de irrigação que</p><p>deixou o campo, ambos em um intervalo de tempo específico (equação 3.7). Quantifica, portanto,</p><p>a água não recuperada.</p><p>105</p><p>seja requerida e usada uniformemente em toda a área. Os valores dependem da escolha do</p><p>intervalo de tempo.</p><p>O termo “água de irrigação” exclui a água aplicada naturalmente à cultura por</p><p>precipitação natural ou ascensão do lençol freático. Também, é possível, sem perda de</p><p>generalidade, utilizar lâmina de água de irrigação no numerador e no denominador da</p><p>equação (3.4), entendendo que volume é simplesmente o produto entre lâmina e área (da</p><p>parcela, do campo ou do projeto). A relação entre EI, usos benéficos e não benéficos de</p><p>água de irrigação pode ser obtida pelas equações (3.5) e (3.6):</p><p>Usos benéficos + Usos não benéficos = 100% (3.5)</p><p>Usos não benéficos = (100 – EI)% (3.6)</p><p>● Coeficiente de Uso Consuntivo da Irrigação – ICUC%</p><p>O coeficiente de uso consuntivo é definido por Burt et al. (1997) como a razão entre</p><p>o volume de água de irrigação consuntivamente usado (VUC) e o volume de água de</p><p>irrigação que deixou o campo, ambos em um intervalo de tempo específico (equação 3.7).</p><p>Quantifica, portanto, a água não recuperada.</p><p>100</p><p>AVA</p><p>VUCICUC </p><p></p><p> (3.7)</p><p>Da mesma forma que EI, ICUC pode ser usado na escala de campo, de fazenda, de</p><p>projeto, de distrito de irrigação ou de bacia hidrográfica. Na escala de projeto, por exemplo,</p><p>a saída total de água líquida da área do projeto (superficial e subsuperficial), em um período</p><p>de tempo especificado, originada pela irrigação, é (100 – ICUC)% da água de irrigação</p><p>suprida ao projeto menos a variação de armazenamento da água de irrigação no solo. O</p><p>ICUC quantifica a água de irrigação não recuperada.</p><p>● Índice de Sagacidade da Irrigação – IS%</p><p>A eficiência de irrigação é um indicador de desempenho que tem sido utilizado para</p><p>quantificar o uso benéfico da água de irrigação e comparar usos benéficos e não benéficos. A</p><p>água é usada beneficamente quando contribui diretamente para a produção agronômica da</p><p>cultura. No entanto, devido a restrições físicas, econômicas ou administrativas e várias</p><p>demandas ambientais, certo grau de uso não benéfico é geralmente razoável. Outros</p><p>benefícios para a sociedade podem advir da água de irrigação, como por exemplo, uma</p><p>fração não usada pelas plantas pode ser usada para a dessedentação da população do</p><p>campo. Ou, sob outro ponto de vista, pode ser prudente para um irrigante aplicar alguma</p><p>(3.7)</p><p>Da mesma forma que EI, ICUC pode ser usado na escala de campo, de fazenda, de projeto,</p><p>de distrito de irrigação ou de bacia hidrográfica. Na escala de projeto, por exemplo, a saída</p><p>total de água líquida da área do projeto (superficial e subsuperficial), em um período de tempo</p><p>especificado, originada pela irrigação, é (100 – ICUC)% da água de irrigação suprida ao projeto</p><p>menos a variação de armazenamento da água de irrigação no solo. O ICUC quantifica a água de</p><p>irrigação não recuperada.</p><p>● Índice de Sagacidade da Irrigação – IS%</p><p>A eficiência de irrigação é um indicador de desempenho que tem sido utilizado para quantificar</p><p>o uso benéfico da água de irrigação e comparar usos benéficos e não benéficos. A água é usada</p><p>beneficamente quando contribui diretamente para a produção agronômica da cultura. No entanto,</p><p>devido a restrições físicas, econômicas ou administrativas e várias demandas ambientais, certo grau</p><p>de uso não benéfico é geralmente razoável. Outros benefícios para a sociedade podem advir da</p><p>água de irrigação, como por exemplo, uma fração não usada pelas plantas pode ser usada para a</p><p>dessedentação da população do campo. Ou, sob outro ponto de vista, pode ser prudente para um</p><p>irrigante aplicar alguma quantidade adicional de água que não é diretamente usada pelas culturas.</p><p>Portanto, é necessário um indicador adicional que quantifica os usos não benéficos razoáveis: os usos</p><p>que podem não contribuir para a produção agronômica, mas não deixam de ser justificados no âmbito</p><p>de circunstâncias particulares. Solomon e Burt (1999) propuseram um índice de desempenho da</p><p>irrigação que contempla usos de água benéficos e não benéficos razoáveis, denominado sagacidade</p><p>da irrigação. O termo sagacidade foi empregado no sentido de prudência. O IS é definido pela</p><p>equação (3.8). Não se sugere que IS substitua EI. Com objetivos bem definidos, ambos podem</p><p>oferecer informações úteis.</p><p>106</p><p>quantidade adicional de água que não é diretamente usada pelas culturas. Portanto, é</p><p>necessário um indicador adicional que quantifica os usos não benéficos razoáveis: os usos</p><p>que podem não contribuir para a produção agronômica, mas não deixam de ser justificados</p><p>no âmbito de circunstâncias particulares. Solomon e Burt (1999) propuseram um índice de</p><p>desempenho da irrigação que contempla usos de água benéficos e não benéficos razoáveis,</p><p>denominado sagacidade da irrigação. O termo sagacidade foi empregado no sentido de</p><p>prudência. O IS é definido pela equação (3.8). Não se sugere que IS substitua EI. Com</p><p>objetivos bem definidos, ambos podem oferecer informações úteis.</p><p>100</p><p>AVA</p><p>VBRIS </p><p></p><p> (3.8)</p><p>sendo VBR o volume de irrigação beneficamente e/ou razoavelmente usado. A eficiência de</p><p>irrigação, como conceito, tem sido frequentemente mal aplicada ou mal interpretada por</p><p>falhas na diferenciação</p><p>entre uso consuntivo e uso benéfico. É absolutamente falso entender</p><p>que (100 – EI)% da água aplicada por irrigação representa a quantidade que é desperdiçada</p><p>e, portanto, o potencial para conservação ou realocação. Uma EI = 75% não significa que</p><p>25% da água de irrigação aplicada poderiam ser conservados e redirecionados para</p><p>qualquer outra parte ou fim. Como se enfatizou, algum grau de uso não benéfico é</p><p>geralmente razoável, de forma que o potencial para conservação e realocação consiste</p><p>somente dos usos não benéficos e não razoáveis. O parâmetro IS incorpora os usos</p><p>benéficos e não benéficos razoáveis e permite definir o potencial para conservação e</p><p>realocação, limitando-o a (100 – IS)% da água aplicada.</p><p>Como se tem destacado, usos não benéficos razoáveis são aqueles que, embora não</p><p>beneficiam diretamente a produção agronômica, podem ser justificados sob algumas</p><p>condições físicas e econômicas. Por exemplo, pequena perda de água em canal que não</p><p>justifica economicamente o seu revestimento para evitá-la constitui um uso razoável,</p><p>embora não benéfico. Nenhum sistema de irrigação pode ser projetado para aplicar água</p><p>com perfeita uniformidade e, portanto, alguma percolação profunda devida a não</p><p>uniformidade é inevitável e razoável, embora não benéfica. Da mesma forma, podem ser</p><p>citadas as perdas de água por evaporação no ar durante a irrigação por aspersão, a água</p><p>usada para lavagem de filtros em irrigação localizada, etc. O IS pode ser aplicado nas</p><p>escalas de campo, de fazenda, de distrito, de projeto ou de bacia hidrográfica, em um</p><p>intervalo de tempo definido, incluindo os conceitos de usos benéficos e de usos não</p><p>benéficos razoáveis.</p><p>(3.8)</p><p>sendo VBR o volume de irrigação beneficamente e/ou razoavelmente usado. A eficiência de irrigação,</p><p>como conceito, tem sido frequentemente mal aplicada ou mal interpretada por falhas na diferenciação</p><p>entre uso consuntivo e uso benéfico. É absolutamente falso entender que (100 – EI)% da água</p><p>aplicada por irrigação representa a quantidade que é desperdiçada e, portanto, o potencial para</p><p>conservação ou realocação. Uma EI = 75% não significa que 25% da água de irrigação aplicada</p><p>poderiam ser conservados e redirecionados para qualquer outra parte ou fim. Como se enfatizou,</p><p>algum grau de uso não benéfico é geralmente razoável, de forma que o potencial para conservação</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A108</p><p>e realocação consiste somente dos usos não benéficos e não razoáveis. O parâmetro IS incorpora os</p><p>usos benéficos e não benéficos razoáveis e permite definir o potencial para conservação e realocação,</p><p>limitando-o a (100 – IS)% da água aplicada.</p><p>Como se tem destacado, usos não benéficos razoáveis são aqueles que, embora não</p><p>beneficiam diretamente a produção agronômica, podem ser justificados sob algumas condições</p><p>físicas e econômicas. Por exemplo, pequena perda de água em canal que não justifica</p><p>economicamente o seu revestimento para evitá-la constitui um uso razoável, embora não benéfico.</p><p>Nenhum sistema de irrigação pode ser projetado para aplicar água com perfeita uniformidade e,</p><p>portanto, alguma percolação profunda devida a não uniformidade é inevitável e razoável, embora</p><p>não benéfica. Da mesma forma, podem ser citadas as perdas de água por evaporação no ar</p><p>durante a irrigação por aspersão, a água usada para lavagem de filtros em irrigação localizada,</p><p>etc. O IS pode ser aplicado nas escalas de campo, de fazenda, de distrito, de projeto ou de bacia</p><p>hidrográfica, em um intervalo de tempo definido, incluindo os conceitos de usos benéficos e de</p><p>usos não benéficos razoáveis.</p><p>● Eficiência de Aplicação – EA%</p><p>A irrigação de campos individuais é realizada por diferentes sistemas de irrigação. A meta é</p><p>armazenar no perfil do solo uma quantidade suficiente de água para suprir a demanda das culturas</p><p>(o déficit admissível de água no solo - SMD) e outros usos benéficos como, por exemplo, uma fração</p><p>para lixiviação dos sais. A definição de eficiência de aplicação da irrigação, de acordo com Burt et al.</p><p>(1997), é dada pela equação. (3.9):</p><p>107</p><p>● Eficiência de Aplicação – EA%</p><p>A irrigação de campos individuais é realizada por diferentes sistemas de irrigação. A</p><p>meta é armazenar no perfil do solo uma quantidade suficiente de água para suprir a</p><p>demanda das culturas (o déficit admissível de água no solo - SMD) e outros usos benéficos</p><p>como, por exemplo, uma fração para lixiviação dos sais. A definição de eficiência de</p><p>aplicação da irrigação, de acordo com Burt et al. (1997), é dada pela equação. (3.9):</p><p>100</p><p>VA</p><p>VARMEA  (3.9)</p><p>O numerador da equação (3.9) (VARM) representa o volume útil de irrigação</p><p>armazenado no perfil do solo que contribuiu com o objetivo de satisfazer a necessidade de</p><p>água da cultura (SMD ou ET) e para lixiviar o excesso de sais do perfil do solo (LS) e outros</p><p>usos benéficos. Essa quantidade meta pode ser reduzida quando se contabiliza a</p><p>precipitação efetiva.</p><p>A eficiência de aplicação é uma medida de desempenho aplicável em escala de campo</p><p>ou a unidades menores e se refere a um evento de irrigação. Assume que a irrigação real</p><p>necessária é uniforme em todo o campo e está implícito o pressuposto de que toda a água</p><p>destinada para o uso benéfico será usada beneficamente. A EA descreve quão bem o</p><p>sistema de irrigação satisfaz a necessidade real de irrigação, cuja base é o conceito de</p><p>atingir uma quantidade meta de irrigação. É usada para estimar o que acontece durante um</p><p>evento de irrigação, embora a água ainda não tenha sido usada pela cultura. A escolha da</p><p>quantidade da meta de irrigação pode ser o SMD, a ET ou outra quantidade que prevê a</p><p>manutenção de uma fração de lixiviação ou algum outro uso benéfico.</p><p>Na definição original apresentada pela ASCE On-Farm Irrigation Committee (ASCE,</p><p>1978) e reproduzida por Wang, Zerihum e Feyen (1996) e Pereira (1999), a EA considera</p><p>apenas o volume de água necessário para satisfazer o déficit de água no solo (VSMD) como</p><p>objetivo da irrigação e não inclui água para lixiviação de sais ou outros usos benéficos. Para</p><p>este caso especial pode-se escrever a equação (3.10):</p><p>100</p><p>VA</p><p>VSMDEASMD  (3.10)</p><p>Na Figura 3.1 apresenta-se a distribuição acumulada de frequências para a aplicação</p><p>de água por um sistema de microirrigação. Neste caso considera-se uma distribuição normal</p><p>fechada em  3 o que equivale a um intervalo de confiança de 99%, considerado</p><p>suficiente para as análises (ANYOJI; WU, 1994). Quando a função densidade de</p><p>probabilidade é igual a zero, 0% da área total recebe mais que  3 ; quando igual a 1,</p><p>(3.9)</p><p>O numerador da equação (3.9) (VARM) representa o volume útil de irrigação armazenado no</p><p>perfil do solo que contribuiu com o objetivo de satisfazer a necessidade de água da cultura (SMD ou</p><p>ET) e para lixiviar o excesso de sais do perfil do solo (LS) e outros usos benéficos. Essa quantidade</p><p>meta pode ser reduzida quando se contabiliza a precipitação efetiva.</p><p>A eficiência de aplicação é uma medida de desempenho aplicável em escala de campo ou</p><p>a unidades menores e se refere a um evento de irrigação. Assume que a irrigação real necessária</p><p>é uniforme em todo o campo e está implícito o pressuposto de que toda a água destinada para o</p><p>uso benéfico será usada beneficamente. A EA descreve quão bem o sistema de irrigação satisfaz</p><p>a necessidade real de irrigação, cuja base é o conceito de atingir uma quantidade meta de</p><p>irrigação. É usada para estimar o que acontece durante um evento de irrigação, embora a água</p><p>ainda não tenha sido usada pela cultura. A escolha da quantidade da meta de irrigação pode ser</p><p>o SMD, a ET ou outra quantidade que prevê a manutenção de uma fração de lixiviação ou algum</p><p>outro uso benéfico.</p><p>Na definição original apresentada pela ASCE On-Farm Irrigation Committee (ASCE, 1978) e</p><p>reproduzida por Wang,</p><p>Zerihum e Feyen (1996) e Pereira (1999), a EA considera apenas o volume</p><p>de água necessário para satisfazer o déficit de água no solo (VSMD) como objetivo da irrigação e não</p><p>inclui água para lixiviação de sais ou outros usos benéficos. Para este caso especial pode-se escrever</p><p>a equação (3.10):</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 109</p><p>107</p><p>● Eficiência de Aplicação – EA%</p><p>A irrigação de campos individuais é realizada por diferentes sistemas de irrigação. A</p><p>meta é armazenar no perfil do solo uma quantidade suficiente de água para suprir a</p><p>demanda das culturas (o déficit admissível de água no solo - SMD) e outros usos benéficos</p><p>como, por exemplo, uma fração para lixiviação dos sais. A definição de eficiência de</p><p>aplicação da irrigação, de acordo com Burt et al. (1997), é dada pela equação. (3.9):</p><p>100</p><p>VA</p><p>VARMEA  (3.9)</p><p>O numerador da equação (3.9) (VARM) representa o volume útil de irrigação</p><p>armazenado no perfil do solo que contribuiu com o objetivo de satisfazer a necessidade de</p><p>água da cultura (SMD ou ET) e para lixiviar o excesso de sais do perfil do solo (LS) e outros</p><p>usos benéficos. Essa quantidade meta pode ser reduzida quando se contabiliza a</p><p>precipitação efetiva.</p><p>A eficiência de aplicação é uma medida de desempenho aplicável em escala de campo</p><p>ou a unidades menores e se refere a um evento de irrigação. Assume que a irrigação real</p><p>necessária é uniforme em todo o campo e está implícito o pressuposto de que toda a água</p><p>destinada para o uso benéfico será usada beneficamente. A EA descreve quão bem o</p><p>sistema de irrigação satisfaz a necessidade real de irrigação, cuja base é o conceito de</p><p>atingir uma quantidade meta de irrigação. É usada para estimar o que acontece durante um</p><p>evento de irrigação, embora a água ainda não tenha sido usada pela cultura. A escolha da</p><p>quantidade da meta de irrigação pode ser o SMD, a ET ou outra quantidade que prevê a</p><p>manutenção de uma fração de lixiviação ou algum outro uso benéfico.</p><p>Na definição original apresentada pela ASCE On-Farm Irrigation Committee (ASCE,</p><p>1978) e reproduzida por Wang, Zerihum e Feyen (1996) e Pereira (1999), a EA considera</p><p>apenas o volume de água necessário para satisfazer o déficit de água no solo (VSMD) como</p><p>objetivo da irrigação e não inclui água para lixiviação de sais ou outros usos benéficos. Para</p><p>este caso especial pode-se escrever a equação (3.10):</p><p>100</p><p>VA</p><p>VSMDEASMD  (3.10)</p><p>Na Figura 3.1 apresenta-se a distribuição acumulada de frequências para a aplicação</p><p>de água por um sistema de microirrigação. Neste caso considera-se uma distribuição normal</p><p>fechada em  3 o que equivale a um intervalo de confiança de 99%, considerado</p><p>suficiente para as análises (ANYOJI; WU, 1994). Quando a função densidade de</p><p>probabilidade é igual a zero, 0% da área total recebe mais que  3 ; quando igual a 1,</p><p>(3.10)</p><p>Na Figura 3.1 apresenta-se a distribuição acumulada de frequências para a aplicação de</p><p>água por um sistema de microirrigação. Neste caso considera-se uma distribuição normal fechada</p><p>em σ±µ 3 o que equivale a um intervalo de confiança de 99%, considerado suficiente para as</p><p>análises (ANYOJI; WU, 1994). Quando a função densidade de probabilidade é igual a zero, 0% da</p><p>área total recebe mais que σ+µ 3 ; quando igual a 1, significa que 100% da área recebem mais que</p><p>σ−µ 3 . A eficiência de aplicação está representada pela equação (3.11) e se relaciona com as</p><p>perdas totais de água na parcela (PT% = 100 – EA). Embora seja um indicador do excesso de água</p><p>aplicada na parcela, a EA não dá informações relativas ao grau de adequação da irrigação, ao grau</p><p>de satisfação do déficit e à uniformidade de aplicação de água.</p><p>108</p><p>significa que 100% da área recebem mais que  3 . A eficiência de aplicação está</p><p>representada pela equação (3.11) e se relaciona com as perdas totais de água na parcela</p><p>(PT% = 100 – EA). Embora seja um indicador do excesso de água aplicada na parcela, a EA</p><p>não dá informações relativas ao grau de adequação da irrigação, ao grau de satisfação do</p><p>déficit e à uniformidade de aplicação de água.</p><p>100x</p><p>ECBA</p><p>CAEA</p><p></p><p></p><p> (3.11)</p><p>onde E representa a quantidade de água perdida por evaporação (na superfície do solo e na</p><p>atmosfera), por deriva pelo vento e por escoamento superficial. Na irrigação por</p><p>gotejamento o componente E é pouco significativo; entretanto, na irrigação por</p><p>microaspersão as perdas por evaporação e deriva são significativas em regiões com alta</p><p>demanda atmosférica e ventos com velocidades superiores a 4 km h-1, podendo atingir 10%</p><p>em condições normais, ou até 20% em condições severas de clima. As perdas por</p><p>escoamento são pouco significativas e podem ser controladas.</p><p>0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0</p><p>Fração da área irrigada acumulada</p><p>Lâ</p><p>m</p><p>in</p><p>a</p><p>de</p><p>ir</p><p>rig</p><p>aç</p><p>ão</p><p>in</p><p>fil</p><p>tra</p><p>da</p><p>(m</p><p>m</p><p>)</p><p>IRN</p><p>AR</p><p>média</p><p>1 - AR</p><p>D</p><p>B</p><p>A C</p><p>Figura 3.1 – Função densidade de probabilidade normal acumulada para as quantidades de irrigação</p><p>infiltradas, ou curva de frequência acumulada.</p><p>Quando a quantidade de irrigação real necessária é especificada como  RZ ,</p><p>quatro áreas, A, B, C e D são formadas (Figura 3.1). Estas quatro áreas representam a</p><p>quantidade total de água infiltrada na área e suas proporções relativas. A quantidade de</p><p>água de irrigação que contribui com a meta (A + C), as quantidades de água percolada (B) e</p><p>(3.11)</p><p>onde E representa a quantidade de água perdida por evaporação (na superfície do solo e na atmosfera),</p><p>por deriva pelo vento e por escoamento superficial. Na irrigação por gotejamento o componente E</p><p>é pouco significativo; entretanto, na irrigação por microaspersão as perdas por evaporação e deriva</p><p>são significativas em regiões com alta demanda atmosférica e ventos com velocidades superiores a</p><p>4 km h-1, podendo atingir 10% em condições normais, ou até 20% em condições severas de clima.</p><p>As perdas por escoamento são pouco significativas e podem ser controladas.</p><p>0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0</p><p>Fração da área irrigada acumulada</p><p>Lâ</p><p>m</p><p>in</p><p>a</p><p>de</p><p>ir</p><p>rig</p><p>aç</p><p>ão</p><p>in</p><p>fil</p><p>tra</p><p>da</p><p>(m</p><p>m</p><p>)</p><p>IRN</p><p>AR</p><p>média</p><p>1 - AR</p><p>D</p><p>B</p><p>A C</p><p>Figura 3.1 – Função densidade de probabilidade normal acumulada para as</p><p>quantidades de irrigação infiltradas, ou curva de frequência acumulada.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A110</p><p>Quando a quantidade de irrigação real necessária é especificada como σ+µ RZ , quatro</p><p>áreas, A, B, C e D são formadas (Figura 3.1). Estas quatro áreas representam a quantidade total de</p><p>água infiltrada na área e suas proporções relativas. A quantidade de água de irrigação que contribui</p><p>com a meta (A + C), as quantidades de água percolada (B) e de déficit (D) podem ser calculadas</p><p>com base em uma distribuição normal da vazão dos emissores de microirrigação, conforme Anyoji e</p><p>Wu (1994):</p><p>R</p><p>2/Zv AxVINFe</p><p>2</p><p>S</p><p>BA</p><p>2</p><p>R +</p><p>π</p><p>=+ − (3.12)</p><p>( )vRR SZVINFAA += (3.13)</p><p>vRR</p><p>Zv SZAe</p><p>2</p><p>S</p><p>B</p><p>2</p><p>R −</p><p>π</p><p>= − (3.14)</p><p>2/Zv</p><p>vRR</p><p>2</p><p>Re</p><p>2</p><p>S</p><p>SZAVINFVARMCA −</p><p>π</p><p>+==+ (3.15)</p><p>( ) 2/Zv</p><p>R</p><p>2</p><p>Re</p><p>2</p><p>S</p><p>A1VINFC −</p><p>π</p><p>−−= (3.16)</p><p>( ) ( )vRR SZVINFA1DC +−=+ (3.17)</p><p>( ) 2/Zv</p><p>vRR</p><p>2</p><p>Re</p><p>2</p><p>S</p><p>SZA1D −</p><p>π</p><p>+−= (3.18)</p><p>sendo:</p><p>CBAVINF ++=</p><p>v</p><p>R S</p><p>VINFVRNZ −</p><p>=</p><p>ZR - volume real necessário em unidade padrão, adimensional;</p><p>VINF - volume médio de água infiltrado por planta, ou lâmina média infiltrada na área;</p><p>VRN - volume real necessário (volume meta), ou lâmina real necessária (IRN);</p><p>AR - - fração da área que recebe no mínimo o volume real necessário (VRN) ou a lâmina</p><p>real necessária (IRN), adimensional;</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 111</p><p>SV - desvio padrão do volume médio de água infiltrado por planta ou da lâmina média</p><p>infiltrada;</p><p>VARM - volume útil médio armazenado na zona radicular, ou lâmina média útil</p><p>armazenada.</p><p>A EA pode ser igual a 100% quando todo o perfil do solo está em déficit após um evento</p><p>de irrigação e não ocorreu deriva por vento e evaporação. Neste caso, toda a água infiltrada está</p><p>disponível apenas para uso pela cultura (ET). Dessa forma, quando o perfil do solo não está totalmente</p><p>abastecido com água ou a aplicação por irrigação não é completamente uniforme, a cultura pode</p><p>exibir estresse de água na fração da área cultivada que recebe déficit de água e estresse por falta</p><p>de oxigênio na fração que recebe excesso de água. O excesso de água em relação à irrigação real</p><p>necessária pode contribuir com o escoamento superficial e com a percolação profunda. Uma porção</p><p>da água aplicada é necessária para lixiviar o excesso de sais que pode acumular na zona radicular. A</p><p>deriva de água pelo vento para fora da área cultivada, o escoamento superficial e a evaporação da</p><p>água aspergida pelos microaspersores tendem a reduzir a eficiência de aplicação. Estes volumes de</p><p>água representam usos não benéficos e são difíceis de serem quantificados.</p><p>● Eficiência de Distribuição – ED%</p><p>A distribuição de água pelos sistemas de irrigação não é completamente uniforme e, por</p><p>isso, ao se irrigar uma área infiltram-se volumes de irrigação maiores que o volume meta (IRN) em</p><p>uma fração da área e volumes menores em outra fração da área. Se os volumes infiltrados na área</p><p>forem sempre menores que IRN diz-se que a irrigação é insuficiente e ocorre déficit de água em</p><p>toda a área, não se verificando percolação profunda. Se os volumes infiltrados superarem IRN em</p><p>toda a área, a irrigação será excessiva e ocorrerá percolação profunda em área total. Diz-se que a</p><p>irrigação é balanceada quando os volumes infiltrados são maiores que IRN em uma fração da área</p><p>e menores em outra. Para descrever a relação entre o volume útil de irrigação infiltrado (VARM) e</p><p>o volume de irrigação total infiltrado durante o evento de irrigação (VINF), Hart, Peri e Skogerboe</p><p>(1979) e Wang, Zerihum e Feyen (1996) propuseram o parâmetro de desempenho ’eficiência de</p><p>distribuição’ (equação 13.19). O complemento de ED representa a percolação profunda na parcela</p><p>(PP = 1 – ED).</p><p>110</p><p>água. O excesso de água em relação à irrigação real necessária pode contribuir com o</p><p>escoamento superficial e com a percolação profunda. Uma porção da água aplicada é</p><p>necessária para lixiviar o excesso de sais que pode acumular na zona radicular. A deriva de</p><p>água pelo vento para fora da área cultivada, o escoamento superficial e a evaporação da</p><p>água aspergida pelos microaspersores tendem a reduzir a eficiência de aplicação. Estes</p><p>volumes de água representam usos não benéficos e são difíceis de serem quantificados.</p><p>● Eficiência de Distribuição – ED%</p><p>A distribuição de água pelos sistemas de irrigação não é completamente uniforme e,</p><p>por isso, ao se irrigar uma área infiltram-se volumes de irrigação maiores que o volume</p><p>meta (IRN) em uma fração da área e volumes menores em outra fração da área. Se os</p><p>volumes infiltrados na área forem sempre menores que IRN diz-se que a irrigação é</p><p>insuficiente e ocorre déficit de água em toda a área, não se verificando percolação profunda.</p><p>Se os volumes infiltrados superarem IRN em toda a área, a irrigação será excessiva e</p><p>ocorrerá percolação profunda em área total. Diz-se que a irrigação é balanceada quando os</p><p>volumes infiltrados são maiores que IRN em uma fração da área e menores em outra. Para</p><p>descrever a relação entre o volume útil de irrigação infiltrado (VARM) e o volume de</p><p>irrigação total infiltrado durante o evento de irrigação (VINF), Hart, Peri e Skogerboe (1979)</p><p>e Wang, Zerihum e Feyen (1996) propuseram o parâmetro de desempenho ’eficiência de</p><p>distribuição’ (equação 13.19). O complemento de ED representa a percolação profunda na</p><p>parcela (PP = 1 – ED).</p><p>100</p><p>VINF</p><p>VARMED  (3.19)</p><p>A ED pode ser igual a 1 se a irrigação for deficitária em toda a área; caso a irrigação</p><p>seja excessiva a ED é muito baixa. Valores de ED são sugeridos por Hart, Peri e Skogerboe</p><p>(1979): excelente: 0,8; satisfatório: 0,5 e <0,8; insatisfatório: <0,5. Como se verifica, a</p><p>eficiência de distribuição reflete o impacto da irrigação excessiva; o seu complemento</p><p>representa a percolação profunda. A eficiência de distribuição depende da uniformidade de</p><p>distribuição de água pelo sistema de irrigação e dos critérios de manejo da irrigação. De</p><p>acordo com a Figura 3.1 pode-se expressar a ED pela equação (3.20):</p><p>100x</p><p>CBA</p><p>CAED</p><p></p><p></p><p> (3.20)</p><p>● Eficiência de aplicação em potencial– EAP%</p><p>Ao se prevenir o escoamento superficial e considerar que toda água que atingiu a</p><p>superfície do solo infiltrou, a eficiência de aplicação em potencial representa a fração do</p><p>(3.19)</p><p>A ED pode ser igual a 1 se a irrigação for deficitária em toda a área; caso a irrigação seja</p><p>excessiva a ED é muito baixa. Valores de ED são sugeridos por Hart, Peri e Skogerboe (1979):</p><p>excelente: ≥ 0,8; satisfatório: ≥ 0,5 e <0,8; insatisfatório: <0,5. Como se verifica, a eficiência de</p><p>distribuição reflete o impacto da irrigação excessiva; o seu complemento representa a percolação</p><p>profunda. A eficiência de distribuição depende da uniformidade de distribuição de água pelo sistema</p><p>de irrigação e dos critérios de manejo da irrigação. De acordo com a Figura 3.1 pode-se expressar a</p><p>ED pela equação (3.20):</p><p>110</p><p>água. O excesso de água em relação à irrigação real necessária pode contribuir com o</p><p>escoamento superficial e com a percolação profunda. Uma porção da água aplicada é</p><p>necessária para lixiviar o excesso de sais que pode acumular na zona radicular. A deriva de</p><p>água pelo vento para fora da área cultivada, o escoamento superficial e a evaporação da</p><p>água aspergida pelos microaspersores tendem a reduzir a eficiência de aplicação. Estes</p><p>volumes de água representam usos não benéficos e são difíceis de serem quantificados.</p><p>● Eficiência de Distribuição – ED%</p><p>A distribuição de água pelos sistemas de irrigação não é completamente uniforme e,</p><p>por isso, ao se irrigar uma área infiltram-se volumes de irrigação maiores que o volume</p><p>meta (IRN) em uma fração da área e volumes menores em outra fração da área. Se os</p><p>volumes infiltrados na área forem sempre menores que IRN diz-se que a irrigação é</p><p>insuficiente e ocorre déficit de água em toda a área, não se verificando percolação profunda.</p><p>Se os volumes infiltrados superarem IRN em toda a área, a irrigação será excessiva e</p><p>ocorrerá percolação profunda em área total. Diz-se que a irrigação é balanceada quando os</p><p>volumes infiltrados são maiores que IRN em uma fração da área e menores em outra. Para</p><p>descrever a relação entre o volume útil de irrigação infiltrado (VARM) e o volume de</p><p>irrigação total infiltrado durante o evento de irrigação (VINF), Hart, Peri e Skogerboe (1979)</p><p>e Wang, Zerihum e Feyen (1996) propuseram o parâmetro de desempenho ’eficiência de</p><p>distribuição’ (equação 13.19). O complemento de ED representa a percolação profunda na</p><p>parcela (PP = 1 – ED).</p><p>100</p><p>VINF</p><p>VARMED  (3.19)</p><p>A ED pode ser igual a 1 se a irrigação for deficitária em toda a área; caso a irrigação</p><p>seja excessiva a ED é muito baixa. Valores de ED são sugeridos por Hart, Peri e Skogerboe</p><p>(1979): excelente: 0,8; satisfatório: 0,5 e <0,8; insatisfatório: <0,5. Como se verifica, a</p><p>eficiência de distribuição reflete o impacto da irrigação excessiva; o seu complemento</p><p>representa a percolação profunda. A eficiência de distribuição depende da uniformidade de</p><p>distribuição de água pelo sistema de irrigação e dos critérios de manejo da irrigação. De</p><p>acordo com a Figura 3.1 pode-se expressar a ED pela equação (3.20):</p><p>100x</p><p>CBA</p><p>CAED</p><p></p><p></p><p> (3.20)</p><p>● Eficiência de aplicação em potencial– EAP%</p><p>Ao se prevenir o escoamento superficial e considerar que toda água que atingiu a</p><p>superfície do solo infiltrou,</p><p>a eficiência de aplicação em potencial representa a fração do</p><p>(3.20)</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A112</p><p>● Eficiência de aplicação em potencial– EAP%</p><p>Ao se prevenir o escoamento superficial e considerar que toda água que atingiu a superfície</p><p>do solo infiltrou, a eficiência de aplicação em potencial representa a fração do volume total de</p><p>água aplicada que permanece disponível para infiltração na parcela (HART; PERI; SKOGERBOE,</p><p>1979; BERNARDO; SOARES; MANTOVANI, 2006). O conceito de EPA é usado como uma medida de</p><p>desempenho para um simples evento de irrigação. (equação 3.21).</p><p>111</p><p>volume total de água aplicada que permanece disponível para infiltração na parcela (HART;</p><p>PERI; SKOGERBOE, 1979; BERNARDO; SOARES; MANTOVANI, 2006). O conceito de EPA é</p><p>usado como uma medida de desempenho para um simples evento de irrigação. (equação</p><p>3.21).</p><p>100</p><p>VA</p><p>VINFEAP  (3.21)</p><p>O complemento de EPA é uma medida da água de irrigação aplicada que deixou a</p><p>área cultivada por arrastamento pelo vento e por evaporação antes de atingir a superfície do</p><p>solo. O numerador da equação (3.21) representa o volume de água que atingiu a superfície</p><p>do solo e infiltrou (A + B + C). Já o denominador representa o volume de irrigação que foi</p><p>aplicado à parcela (VIA); considerando insignificante o escoamento superficial, esse volume</p><p>é representado pela soma do volume infiltrado com o volume que deixou a parcela por</p><p>evaporação mais deriva pelo vento (A + B + C + E), sendo E as perdas por evaporação mais</p><p>deriva. Esse volume pode ser calculado pelo produto entre a vazão do emissor e o tempo de</p><p>aplicação. De acordo com a Figura 3.1 obtém-se:</p><p>100x</p><p>ECBA</p><p>CBAEAP</p><p></p><p></p><p> (3.22)</p><p>Pelas definições de ED e EAP pode-se verificar que EA = ED x EAP. Para sistemas de</p><p>irrigação por gotejamento podem-se desconsiderar as perdas de água por evaporação, vento</p><p>e escoamento superficial, resultando VIF = VIA; EA = ED e EA + PP = 100%.</p><p>● Eficiência de armazenagem – ES%</p><p>A eficiência de aplicação é alta quando a quantidade de irrigação infiltrada no terreno</p><p>não é excessiva e o perfil do solo que contém as raízes não é completamente abastecido e,</p><p>como consequência tem-se pequena percolação, considerando que se previne o escoamento</p><p>superficial. Entretanto, o volume de água infiltrado no solo e armazenado na zona radicular</p><p>pode não ser suficiente para satisfazer toda a irrigação real necessária (uso benéfico) o que</p><p>poderá resultar em redução da produtividade. Uma alta EA pode, portanto, ser o resultado</p><p>de uma irrigação deficiente. A eficiência de armazenagem é o parâmetro apropriado para</p><p>considerar a adequação da irrigação quanto à satisfação da necessidade hídrica das plantas.</p><p>Hart, Peri e Skogerboe (1979) e Wang, Zerihum e Feyen (1996) definem ES como a razão</p><p>entre o volume útil de irrigação armazenado no perfil do solo disponível para contribuir com</p><p>o objetivo de satisfazer a quantidade meta e o volume de irrigação real necessário (meta),</p><p>equação (3.23):</p><p>(3.21)</p><p>O complemento de EPA é uma medida da água de irrigação aplicada que deixou a área</p><p>cultivada por arrastamento pelo vento e por evaporação antes de atingir a superfície do solo.</p><p>O numerador da equação (3.21) representa o volume de água que atingiu a superfície do solo</p><p>e infiltrou (A + B + C). Já o denominador representa o volume de irrigação que foi aplicado à</p><p>parcela (VIA); considerando insignificante o escoamento superficial, esse volume é representado</p><p>pela soma do volume infiltrado com o volume que deixou a parcela por evaporação mais deriva</p><p>pelo vento (A + B + C + E), sendo E as perdas por evaporação mais deriva. Esse volume pode</p><p>ser calculado pelo produto entre a vazão do emissor e o tempo de aplicação. De acordo com a</p><p>Figura 3.1 obtém-se:</p><p>100x</p><p>ECBA</p><p>CBAEAP</p><p>+++</p><p>++</p><p>= (3.22)</p><p>Pelas definições de ED e EAP pode-se verificar que EA = ED x EAP. Para sistemas de irrigação</p><p>por gotejamento podem-se desconsiderar as perdas de água por evaporação, vento e escoamento</p><p>superficial, resultando VIF = VIA; EA = ED e EA + PP = 100%.</p><p>● Eficiência de armazenagem – ES%</p><p>A eficiência de aplicação é alta quando a quantidade de irrigação infiltrada no terreno</p><p>não é excessiva e o perfil do solo que contém as raízes não é completamente abastecido e, como</p><p>consequência tem-se pequena percolação, considerando que se previne o escoamento superficial.</p><p>Entretanto, o volume de água infiltrado no solo e armazenado na zona radicular pode não ser</p><p>suficiente para satisfazer toda a irrigação real necessária (uso benéfico) o que poderá resultar em</p><p>redução da produtividade. Uma alta EA pode, portanto, ser o resultado de uma irrigação deficiente.</p><p>A eficiência de armazenagem é o parâmetro apropriado para considerar a adequação da irrigação</p><p>quanto à satisfação da necessidade hídrica das plantas. Hart, Peri e Skogerboe (1979) e Wang,</p><p>Zerihum e Feyen (1996) definem ES como a razão entre o volume útil de irrigação armazenado no</p><p>perfil do solo disponível para contribuir com o objetivo de satisfazer a quantidade meta e o volume</p><p>de irrigação real necessário (meta), equação (3.23):</p><p>112</p><p>100</p><p>VRN</p><p>VARMES  (3.23)</p><p>Não havendo outros usos benéficos, a irrigação real necessária é constituída apenas</p><p>pelo déficit admissível de água no solo (SMD) ou pela ET. O SMD representa a diferença</p><p>entre o armazenamento de água no solo à capacidade de campo e o armazenamento de</p><p>água no solo na umidade atual. Hart, Peri e Skogerboe (1979) sugerem os seguintes valores</p><p>para ES: excelente: 80%; satisfatório: 50% e <80%; insatisfatório: <50%.</p><p>Considerando-se as definições da Figura 3.1, obtém-se:</p><p>100x</p><p>DCA</p><p>CAES</p><p></p><p></p><p> (3.24)</p><p>● Percolação e déficit de água - PP</p><p>O volume de água percolado (VP) é a quantidade de água que ultrapassa a zona</p><p>radicular e não pode ser utilizada pelas plantas. Constitui não apenas perda de água de</p><p>irrigação na parcela, mas também um risco potencial de poluição das fontes de água</p><p>superficiais e subterrâneas. Ela expressa como uma fração da quantidade total de água</p><p>aplicada à parcela (equação 3.25).</p><p>100x</p><p>ECBA</p><p>B100x</p><p>VA</p><p>VPPP</p><p></p><p> (3.25)</p><p>Quando a zona radicular não é completamente irrigada, existe certa área na parcela</p><p>que está em déficit. No caso da irrigação com déficit haverá aumento da EA, mas ocorrerá</p><p>redução da produtividade nas áreas com deficiência de água. A quantidade relativa de déficit</p><p>(DEF) é definida como a razão entre a quantidade de déficit (VDEF) e a quantidade de água</p><p>real necessária (equação 3.26), de forma que ES + DEF = 100%.</p><p>100x</p><p>DCA</p><p>D100x</p><p>VRN</p><p>VDEFDEF</p><p></p><p> (3.26)</p><p>Quando ES = 100%, em geral significa que ocorreu excesso de irrigação em toda</p><p>área, resultando considerável perda por percolação. Quando EA = 100% a irrigação foi</p><p>realizada com déficit em praticamente toda a área.</p><p>EXEMPLO 3.1</p><p>Dados: Ensaio de campo com um sistema de gotejamento:</p><p>Volume médio infiltrado por planta (VIF) = 73,75 L planta-1 dia-1</p><p>Desvio padrão da média (SV) = 15,77 L planta-1 dia-1</p><p>Coeficiente de variação de vazão (CVq)= 21,38 %</p><p>(3.23)</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 113</p><p>Não havendo outros usos benéficos, a irrigação real necessária é constituída apenas</p><p>pelo déficit admissível de água no solo (SMD) ou pela ET. O SMD representa a diferença entre</p><p>o armazenamento de água no solo à capacidade de campo e o armazenamento de água no</p><p>solo na umidade atual. Hart, Peri e Skogerboe (1979) sugerem os seguintes valores para</p><p>ES: excelente: ≥ 80%; satisfatório: ≥ 50% e <80%; insatisfatório: <50%. Considerando-se as</p><p>definições da Figura 3.1, obtém-se:</p><p>112</p><p>100</p><p>VRN</p><p>VARMES  (3.23)</p><p>Não havendo outros usos benéficos, a irrigação real necessária é constituída apenas</p><p>pelo déficit admissível</p><p>de água no solo (SMD) ou pela ET. O SMD representa a diferença</p><p>entre o armazenamento de água no solo à capacidade de campo e o armazenamento de</p><p>água no solo na umidade atual. Hart, Peri e Skogerboe (1979) sugerem os seguintes valores</p><p>para ES: excelente: 80%; satisfatório: 50% e <80%; insatisfatório: <50%.</p><p>Considerando-se as definições da Figura 3.1, obtém-se:</p><p>100x</p><p>DCA</p><p>CAES</p><p></p><p></p><p> (3.24)</p><p>● Percolação e déficit de água - PP</p><p>O volume de água percolado (VP) é a quantidade de água que ultrapassa a zona</p><p>radicular e não pode ser utilizada pelas plantas. Constitui não apenas perda de água de</p><p>irrigação na parcela, mas também um risco potencial de poluição das fontes de água</p><p>superficiais e subterrâneas. Ela expressa como uma fração da quantidade total de água</p><p>aplicada à parcela (equação 3.25).</p><p>100x</p><p>ECBA</p><p>B100x</p><p>VA</p><p>VPPP</p><p></p><p> (3.25)</p><p>Quando a zona radicular não é completamente irrigada, existe certa área na parcela</p><p>que está em déficit. No caso da irrigação com déficit haverá aumento da EA, mas ocorrerá</p><p>redução da produtividade nas áreas com deficiência de água. A quantidade relativa de déficit</p><p>(DEF) é definida como a razão entre a quantidade de déficit (VDEF) e a quantidade de água</p><p>real necessária (equação 3.26), de forma que ES + DEF = 100%.</p><p>100x</p><p>DCA</p><p>D100x</p><p>VRN</p><p>VDEFDEF</p><p></p><p> (3.26)</p><p>Quando ES = 100%, em geral significa que ocorreu excesso de irrigação em toda</p><p>área, resultando considerável perda por percolação. Quando EA = 100% a irrigação foi</p><p>realizada com déficit em praticamente toda a área.</p><p>EXEMPLO 3.1</p><p>Dados: Ensaio de campo com um sistema de gotejamento:</p><p>Volume médio infiltrado por planta (VIF) = 73,75 L planta-1 dia-1</p><p>Desvio padrão da média (SV) = 15,77 L planta-1 dia-1</p><p>Coeficiente de variação de vazão (CVq)= 21,38 %</p><p>(3.24)</p><p>● Percolação e déficit de água - PP</p><p>O volume de água percolado (VP) é a quantidade de água que ultrapassa a zona radicular</p><p>e não pode ser utilizada pelas plantas. Constitui não apenas perda de água de irrigação na parcela,</p><p>mas também um risco potencial de poluição das fontes de água superficiais e subterrâneas. Ela</p><p>expressa como uma fração da quantidade total de água aplicada à parcela (equação 3.25).</p><p>112</p><p>100</p><p>VRN</p><p>VARMES  (3.23)</p><p>Não havendo outros usos benéficos, a irrigação real necessária é constituída apenas</p><p>pelo déficit admissível de água no solo (SMD) ou pela ET. O SMD representa a diferença</p><p>entre o armazenamento de água no solo à capacidade de campo e o armazenamento de</p><p>água no solo na umidade atual. Hart, Peri e Skogerboe (1979) sugerem os seguintes valores</p><p>para ES: excelente: 80%; satisfatório: 50% e <80%; insatisfatório: <50%.</p><p>Considerando-se as definições da Figura 3.1, obtém-se:</p><p>100x</p><p>DCA</p><p>CAES</p><p></p><p></p><p> (3.24)</p><p>● Percolação e déficit de água - PP</p><p>O volume de água percolado (VP) é a quantidade de água que ultrapassa a zona</p><p>radicular e não pode ser utilizada pelas plantas. Constitui não apenas perda de água de</p><p>irrigação na parcela, mas também um risco potencial de poluição das fontes de água</p><p>superficiais e subterrâneas. Ela expressa como uma fração da quantidade total de água</p><p>aplicada à parcela (equação 3.25).</p><p>100x</p><p>ECBA</p><p>B100x</p><p>VA</p><p>VPPP</p><p></p><p> (3.25)</p><p>Quando a zona radicular não é completamente irrigada, existe certa área na parcela</p><p>que está em déficit. No caso da irrigação com déficit haverá aumento da EA, mas ocorrerá</p><p>redução da produtividade nas áreas com deficiência de água. A quantidade relativa de déficit</p><p>(DEF) é definida como a razão entre a quantidade de déficit (VDEF) e a quantidade de água</p><p>real necessária (equação 3.26), de forma que ES + DEF = 100%.</p><p>100x</p><p>DCA</p><p>D100x</p><p>VRN</p><p>VDEFDEF</p><p></p><p> (3.26)</p><p>Quando ES = 100%, em geral significa que ocorreu excesso de irrigação em toda</p><p>área, resultando considerável perda por percolação. Quando EA = 100% a irrigação foi</p><p>realizada com déficit em praticamente toda a área.</p><p>EXEMPLO 3.1</p><p>Dados: Ensaio de campo com um sistema de gotejamento:</p><p>Volume médio infiltrado por planta (VIF) = 73,75 L planta-1 dia-1</p><p>Desvio padrão da média (SV) = 15,77 L planta-1 dia-1</p><p>Coeficiente de variação de vazão (CVq)= 21,38 %</p><p>(3.25)</p><p>Quando a zona radicular não é completamente irrigada, existe certa área na parcela que</p><p>está em déficit. No caso da irrigação com déficit haverá aumento da EA, mas ocorrerá redução da</p><p>produtividade nas áreas com deficiência de água. A quantidade relativa de déficit (DEF) é definida</p><p>como a razão entre a quantidade de déficit (VDEF) e a quantidade de água real necessária (equação</p><p>3.26), de forma que ES + DEF = 100%.</p><p>100x</p><p>DCA</p><p>D100x</p><p>VRN</p><p>VDEFDEF</p><p>++</p><p>== (3.26)</p><p>Quando ES = 100%, em geral significa que ocorreu excesso de irrigação em toda área,</p><p>resultando considerável perda por percolação. Quando EA = 100% a irrigação foi realizada com</p><p>déficit em praticamente toda a área.</p><p>EXEMPLO 3.1</p><p>Dados: Ensaio de campo com um sistema de gotejamento:</p><p>Volume médio infiltrado por planta (VIF) = 73,75 L planta-1 d-1</p><p>Desvio padrão da média (SV) = 15,77 L planta-1 d-1</p><p>Coeficiente de variação de vazão (CVq)= 21,38 %</p><p>Volume real necessário (VRN)= 65 L planta-1 d-1</p><p>Calcular: Os índices de eficiência da irrigação.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A114</p><p>Solução:</p><p>113</p><p>Volume real necessário (VRN)= 65 L planta-1 dia-1</p><p>Calcular: Os índices de eficiência da irrigação.</p><p>Solução:</p><p>5549,0</p><p>77,15</p><p>75,7365ZR </p><p></p><p></p><p>Conhecido o valor de ZR, em uma tabela de distribuição normal padrão, encontrada nos</p><p>livros textos de estatística, obtém-se um valor de probabilidade que corresponde a AR =</p><p>0,7588 (fração da área adequadamente irrigada) e (1 – AR) = 0,2412 (fração da área com</p><p>déficit). Com os valores de VIF, AR, ZR e SV é possível calcular os valores das áreas indicadas</p><p>na Figura (3.1) utilizando as equações correspondentes:</p><p>A (equação 3.13) = 49,38 L planta-1 dia-1</p><p>B (equação 3.14) = 12,04 L planta-1 dia-1</p><p>C (equação 3.16) = 12,38 L planta-1 dia-1</p><p>D (equação 3.18) = 3,30 L planta-1 dia-1</p><p>Aplicando-se os conceitos dos índices de eficiência, percolação e déficit, obtém-se:</p><p>ED = EA (equação 3.20) = 83,7 %</p><p>ES (equação 3.24) = 94,9 %</p><p>PP (equação 3.25) = 16,3 %</p><p>DEF (equação 3.26) = 5,1 %.</p><p>3.6.2 GRAU DE ADEQUAÇÃO</p><p>O grau de adequação (AR) refere-se à fração da área que recebe a quantidade de</p><p>água capaz de manter a qualidade do produto e a produtividade vegetal no nível econômico</p><p>desejado pelo produtor. Ou seja, é a parte da área abrangida pelo sistema de irrigação que</p><p>apresenta conformidade às necessidades do sistema de produção agrícola. Como essa</p><p>definição é muito ampla e requer especificação da cultura, do solo e das condições de</p><p>mercado, o grau de adequação é normalmente definido em relação à porcentagem da área</p><p>que recebe no mínimo o volume de irrigação necessário para satisfazer o déficit.</p><p>A avaliação do grau de adequação é feita utilizando-se uma distribuição acumulada</p><p>de frequências (Figura 3.1). Nessa figura mostra-se a porcentagem da área que recebe</p><p>déficit ou excesso de água. A curva de distribuição de frequências é construída a partir dos</p><p>volumes de irrigação medidos durante os ensaios de distribuição de água do sistema.</p><p>No manejo tradicional da irrigação, os níveis de eficiência preconizados são aqueles</p><p>possíveis de serem atingidos com grau mínimo de adequação de 90%, para culturas com</p><p>sistema radicular pouco profundo e de alta rentabilidade, 80% para culturas com</p><p>Conhecido o valor de ZR, em uma tabela de distribuição normal padrão, encontrada nos livros</p><p>textos de estatística, obtém-se um valor de probabilidade que corresponde a AR = 0,7588 (fração</p><p>da área adequadamente irrigada) e (1 – AR) = 0,2412 (fração da área com déficit). Com os valores</p><p>de VIF, AR, ZR e SV é possível calcular os valores das áreas indicadas na Figura (3.1) utilizando as</p><p>equações correspondentes:</p><p>daninhas – A infestação do terreno com</p><p>plantas daninhas pode ser minimizada uma vez que a microirrigação aplica água em apenas</p><p>uma fração da área cultivada, decorrendo redução de custos no controle das mesmas.</p><p>Positivamente, cita-se o pequeno risco de disseminação de novas espécies invasoras pela</p><p>água de irrigação, por se realizar a filtragem da água antes da aplicação em campo. Por outro</p><p>lado, muitos herbicidas têm sua ação reduzida em condições de alta umidade do solo, como</p><p>ocorre próximo dos emissores; nestas condições devem-se preferir herbicidas inertes.</p><p>(f) Reduz a exigência de mão-de-obra para operação – Pela possibilidade de</p><p>automação, parcial ou total, dos sistemas de microirrigação, há flexibilidade de operação</p><p>onde a mão-de-obra é limitada e de alto custo. A automação pode consistir desde um simples</p><p>conjunto de válvulas volumétricas e hidráulicas até válvulas solenóides que ativam válvulas</p><p>hidráulicas em intervalos de tempo definidos. Tecnologias mais avançadas de automação</p><p>utilizam sensores de umidade, interfaces de computador, controle remoto e sistemas de</p><p>acionamento cada vez mais sofisticados; além da economia de mão-de-obra resultante da</p><p>automação, pode-se conseguir maior eficiência de irrigação e outras operações agrícolas</p><p>podem ser realizadas enquanto se processa a irrigação. Os custos relativos à mão-de-obra</p><p>para aplicação de produtos químicos podem ser minimizados quando a aplicação desses</p><p>produtos é feita via fertirrigação, embora possam ocorrer aumentos nos custos operacionais</p><p>devido à necessidade de manutenções mais frequentes e substituição de peças do sistema,</p><p>por desgastes ocasionados pelos produtos aplicados.</p><p>(g) Reduz o consumo de energia – A microirrigação apresenta grande potencial para</p><p>redução dos custos de energia utilizada no bombeamento, uma vez que as pressões de</p><p>operação e vazões bombeadas são menores frente aos demais sistemas pressurizados. A</p><p>conservação de energia na microirrigação é uma consequência, principalmente, da pequena</p><p>vazão de água bombeada. A localização do recurso hídrico, relativamente à área irrigada,</p><p>tem grande influência no esquema de distribuição, manejo e custo do sistema de irrigação.</p><p>Quando possível, a escolha do local de captação deve ser procedida de maneira a minimizar</p><p>as distâncias de condução e distribuição da água a toda área, procurando utilizar ao máximo</p><p>o fluxo por gravidade. A altura de elevação da água, desde o manancial até a área irrigada,</p><p>constitui um dos principais fatores envolvidos no consumo de energia para irrigação. À</p><p>medida que aumenta essa altura, em relação à altura manométrica total, maior deverá ser</p><p>o nível de eficiência de aplicação de água dos sistemas de irrigação, para reduzir o consumo</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A20</p><p>energético. A potência absorvida pelo motor em um sistema de bombeamento para irrigação</p><p>pode ser calculada pela equação (1.1).</p><p>9</p><p>tem grande influência no esquema de distribuição, manejo e custo do sistema de irrigação.</p><p>Quando possível, a escolha do local de captação deve ser procedida de maneira a minimizar</p><p>as distâncias de condução e distribuição da água a toda área, procurando utilizar ao máximo</p><p>o fluxo por gravidade. A altura de elevação da água, desde o manancial até a área irrigada,</p><p>constitui um dos principais fatores envolvidos no consumo de energia para irrigação. À</p><p>medida que aumenta essa altura, em relação à altura manométrica total, maior deverá ser o</p><p>nível de eficiência de aplicação de água dos sistemas de irrigação, para reduzir o consumo</p><p>energético. A potência absorvida pelo motor em um sistema de bombeamento para irrigação</p><p>pode ser calculada pela equação (1.1).</p><p></p><p>  man2 H.</p><p>PI.NH.EA</p><p>TR.ETc.A10x722,2Pot (1.1)</p><p>sendo:</p><p>Pot - Potência absorvida pelo motor elétrico, kW;</p><p>A - área irrigada, ha;</p><p>ETc - evapotranspiração do cultivo, mm d-1;</p><p>TR - turno de rega, dias;</p><p>PI - período de irrigação, dias;</p><p>NH - número de horas que o sistema funcionará por dia, h d-1;</p><p>Hman - altura manométrica total, m;</p><p>EA - eficiência de aplicação de água pelo sistema de irrigação, em décimos; e</p><p> - eficiência global da unidade de bombeamento, incluindo a bomba hidráulica, a</p><p>unidade motora e o mecanismo de transmissão entre o motor e a bomba.</p><p>O consumo de energia no bombeamento (CE, em kWh), para irrigar uma área (A),</p><p>pode ser calculado pela equação (1.2), derivada da equação (1.1):</p><p></p><p>  man2 H.</p><p>PI.EA</p><p>TR.ETc.A10x722,2CE (1.2)</p><p>Da equação (1.2) pode-se inferir que para economizar energia ao irrigar uma</p><p>determinada área (A) é necessário alguma, ou várias, das seguintes alternativas: (a) reduzir</p><p>a lâmina líquida de irrigação (ETc); (b) reduzir a altura manométrica, Hman; (c) aumentar a</p><p>eficiência de aplicação de água, EA; (d) aumentar a eficiência de bombeamento, .</p><p>Para avaliar o efeito combinado de ETc, Hman, EA e , Gilley e Watts (1977)</p><p>utilizaram a seguinte expressão, derivada da aplicação da equação (1.2):</p><p>(1.1)</p><p>sendo:</p><p>Pot - Potência absorvida pelo motor elétrico, kW;</p><p>A - área irrigada, ha;</p><p>ETc - evapotranspiração do cultivo, mm d-1;</p><p>TR - turno de rega, dias;</p><p>PI - período de irrigação, dias;</p><p>NH - número de horas que o sistema funcionará por dia, h d-1;</p><p>Hman - altura manométrica total, m;</p><p>EA - eficiência de aplicação de água pelo sistema de irrigação, em décimos; e</p><p>η - eficiência global da unidade de bombeamento, incluindo a bomba hidráulica, a</p><p>unidade motora e o mecanismo de transmissão entre o motor e a bomba.</p><p>O consumo de energia no bombeamento (CE, em kWh), para irrigar uma área (A), pode ser</p><p>calculado pela equação (1.2), derivada da equação (1.1):</p><p>9</p><p>tem grande influência no esquema de distribuição, manejo e custo do sistema de irrigação.</p><p>Quando possível, a escolha do local de captação deve ser procedida de maneira a minimizar</p><p>as distâncias de condução e distribuição da água a toda área, procurando utilizar ao máximo</p><p>o fluxo por gravidade. A altura de elevação da água, desde o manancial até a área irrigada,</p><p>constitui um dos principais fatores envolvidos no consumo de energia para irrigação. À</p><p>medida que aumenta essa altura, em relação à altura manométrica total, maior deverá ser o</p><p>nível de eficiência de aplicação de água dos sistemas de irrigação, para reduzir o consumo</p><p>energético. A potência absorvida pelo motor em um sistema de bombeamento para irrigação</p><p>pode ser calculada pela equação (1.1).</p><p></p><p>  man2 H.</p><p>PI.NH.EA</p><p>TR.ETc.A10x722,2Pot (1.1)</p><p>sendo:</p><p>Pot - Potência absorvida pelo motor elétrico, kW;</p><p>A - área irrigada, ha;</p><p>ETc - evapotranspiração do cultivo, mm d-1;</p><p>TR - turno de rega, dias;</p><p>PI - período de irrigação, dias;</p><p>NH - número de horas que o sistema funcionará por dia, h d-1;</p><p>Hman - altura manométrica total, m;</p><p>EA - eficiência de aplicação de água pelo sistema de irrigação, em décimos; e</p><p> - eficiência global da unidade de bombeamento, incluindo a bomba hidráulica, a</p><p>unidade motora e o mecanismo de transmissão entre o motor e a bomba.</p><p>O consumo de energia no bombeamento (CE, em kWh), para irrigar uma área (A),</p><p>pode ser calculado pela equação (1.2), derivada da equação (1.1):</p><p></p><p>  man2 H.</p><p>PI.EA</p><p>TR.ETc.A10x722,2CE (1.2)</p><p>Da equação (1.2) pode-se inferir que para economizar energia ao irrigar uma</p><p>determinada área (A) é necessário alguma, ou várias, das seguintes alternativas: (a) reduzir</p><p>a lâmina líquida de irrigação (ETc); (b) reduzir a altura manométrica, Hman; (c) aumentar a</p><p>eficiência de aplicação de água, EA; (d) aumentar a eficiência de bombeamento, .</p><p>Para avaliar o efeito combinado de ETc, Hman, EA e , Gilley e Watts (1977)</p><p>utilizaram a seguinte expressão, derivada da aplicação da equação (1.2):</p><p>(1.2)</p><p>Da equação (1.2) pode-se inferir que para economizar energia ao irrigar uma determinada</p><p>área (A) é necessário alguma, ou várias, das seguintes alternativas:</p><p>A (equação 3.13) = 49,38 L planta-1 d-1</p><p>B (equação 3.14) = 12,04 L planta-1 d-1</p><p>C (equação 3.16) = 12,38 L planta-1 d-1</p><p>D (equação 3.18) = 3,30 L planta-1 d-1</p><p>Aplicando-se os conceitos dos índices de eficiência, percolação e déficit, obtém-se:</p><p>ED = EA (equação 3.20) = 83,7 %</p><p>ES (equação 3.24) = 94,9 %</p><p>PP (equação 3.25) = 16,3 %</p><p>DEF (equação 3.26) = 5,1 %.</p><p>3.6.2 GRAU DE ADEQUAÇÃO</p><p>O grau de adequação (AR) refere-se à fração da área que recebe a quantidade de água</p><p>capaz de manter a qualidade do produto e a produtividade vegetal no nível econômico desejado pelo</p><p>produtor. Ou seja, é a parte da área abrangida pelo sistema de irrigação que apresenta conformidade</p><p>às necessidades do sistema de produção agrícola. Como essa definição é muito ampla e requer</p><p>especificação da cultura, do solo e das condições de mercado, o grau de adequação é normalmente</p><p>definido em relação à porcentagem da área que recebe no mínimo o volume de irrigação necessário</p><p>para satisfazer o déficit.</p><p>A avaliação do grau de adequação é feita utilizando-se uma distribuição acumulada de</p><p>frequências (Figura 3.1). Nessa figura mostra-se a porcentagem da área que recebe déficit ou excesso</p><p>de água. A curva de distribuição de frequências é construída a partir dos volumes de irrigação</p><p>medidos durante os ensaios de distribuição de água do sistema.</p><p>No manejo tradicional da irrigação, os níveis de eficiência preconizados são aqueles possíveis</p><p>de serem atingidos com grau mínimo de adequação de 90%, para culturas com sistema radicular</p><p>pouco profundo e de alta rentabilidade, 80% para culturas com profundidade média de sistema</p><p>radicular e de médio valor econômico, ou de 75% para culturas com sistema radicular profundo.</p><p>Desse modo, a irrigação tradicional é definida em termos da quantidade de água a ser aplicada para</p><p>evitar déficit hídrico em 90%, 80% ou 75% da área. Hart, Peri e Skogerboe (1979) e Hsiao, Steduto</p><p>e Fereres (2007) propuseram intervalos de valores para alguns índices de desempenho da irrigação</p><p>na parcela.</p><p>C a p í t u l o 3 D E S E M p E N H o D a M I C R o I R R I G a Ç Ã o</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 115</p><p>3.6.3 INDICADORES DE UNIFORMIDADE</p><p>As medidas de uniformidade de distribuição de água expressam a variabilidade da lâmina</p><p>de irrigação aplicada na superfície do solo em relação ao valor médio. Uma forma usual de obtê-</p><p>las é por coeficientes de uniformidade que utilizam medidas de dispersão, expressas de forma</p><p>adimensional. Para sistemas de aspersão muitos coeficientes de uniformidade foram propostos</p><p>desde Christiansen (1942). Já para microirrigação utiliza-se comumente a uniformidade de</p><p>distribuição do menor quartil.</p><p>● Coeficiente de Uniformidade de Christiansen – CUC %</p><p>Christiansen (1942) adotou o desvio médio absoluto como medida de dispersão. O desvio</p><p>médio corresponde à média aritmética do valor absoluto da diferença entre cada lâmina de irrigação</p><p>aplicada na superfície do solo e a lâmina média. A expressão de CUC adaptada para microirrigação</p><p>é a seguinte:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−</p><p>−=</p><p>∑</p><p>=</p><p>qN</p><p>qq</p><p>1100CUC</p><p>N</p><p>1i</p><p>i</p><p>(3.27)</p><p>sendo: N – o número de observações; qi – vazão de água aplicada no ponto i, sobre a superfície do</p><p>solo; q – vazão média aplicada.</p><p>Esse coeficiente é o mais conhecido e largamente utilizado em sistemas de irrigação por</p><p>aspersão, sendo que em geral, 80% é seu valor mínimo aceitável. Valores inferiores podem ser</p><p>admitidos se a precipitação pluvial tem um valor significativo durante a estação de cultivo, ou se os</p><p>custos do sistema são suficientemente reduzidos com a redução da uniformidade, compensando a</p><p>diminuição do lucro devido à redução da produção da cultura. Quando CUC é utilizado em sistemas de</p><p>microirrigação, as lâminas de água aplicadas na superfície do solo e a lâmina média são substituídas</p><p>por vazões dos emissores.</p><p>● Coeficiente de Uniformidade de Wilcox-Swailes – CUE %</p><p>Wilcox e Swailes (1947) utilizaram o desvio padrão como medida de dispersão e propuseram</p><p>outro coeficiente de uniformidade, denominado coeficiente de uniformidade estatístico, para uso</p><p>na avaliação de sistemas de irrigação por aspersão (equação 3.28). Bralts, Edward e Wu (1987)</p><p>propuseram uma abordagem estatística idêntica para a avaliação de sistemas de microirrigação</p><p>por considerarem que esta abordagem resulta em uma combinação probabilística dos fatores que</p><p>influenciam a variação das vazões dos emissores (fatores hidráulicos, processos de fabricação,</p><p>entupimento e agrupamento de emissores).</p><p>115</p><p>Wilcox e Swailes (1947) utilizaram o desvio padrão como medida de dispersão e</p><p>propuseram outro coeficiente de uniformidade, denominado coeficiente de uniformidade</p><p>estatístico, para uso na avaliação de sistemas de irrigação por aspersão (equação 3.28).</p><p>Bralts, Edward e Wu (1987) propuseram uma abordagem estatística idêntica para a</p><p>avaliação de sistemas de microirrigação por considerarem que esta abordagem resulta em</p><p>uma combinação probabilística dos fatores que influenciam a variação das vazões dos</p><p>emissores (fatores hidráulicos, processos de fabricação, entupimento e agrupamento de</p><p>emissores).</p><p> q</p><p>q CV1100</p><p>q</p><p>S</p><p>1100CUE </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (3.28)</p><p>sendo, q a vazão média aplicada pelos emissores, Sq o desvio padrão das vazões dos pontos</p><p>de emissão, em relação à média e CVq o coeficiente de variação de vazão.</p><p>Marek, Undersander e Ebeling (1986) relatam que o CUC não é sensível ao efeito dos</p><p>volumes de irrigação muito dispersos em relação à média por utilizar o desvio absoluto</p><p>médio como medida de dispersão. Os autores sugerem o uso do desvio padrão conforme a</p><p>equação proposta por Wilcox e Swailes (1947), pois essa medida de dispersão permite</p><p>enfatizar os desvios maiores em relação à média, aumentando a sensibilidade do coeficiente</p><p>de uniformidade, sendo útil especialmente para sistemas de microirrigação quando</p><p>apresentam problemas de obstrução ou danos físicos em emissores.</p><p>O critério geral para interpretação de CUE é:</p><p>90 % ou maior: excelente (CVq de 10% ou menor)</p><p>80 % a 90 %: muito bom (CVq entre 10 % e 20 %)</p><p>70 % a 80 %: regular (CVq entre 20 % e 30 %)</p><p>60 % a 70 %: ruim (CVq entre 30 % e 40 %)</p><p>menor que 60 %: inaceitável (CVq de 40 % ou maior).</p><p>O CUE pode ser utilizado tanto para dimensionamento de sistemas de microirrigação</p><p>como para sua avaliação em campo. Para avaliação de sistemas instalados, estimam-se o</p><p>desvio padrão e a média de uma amostra de valores de vazão de emissores medidos em</p><p>campo. Bralts e Kesner (1983) propuseram que uma amostra padrão de tamanho igual a 18</p><p>vazões observadas aleatoriamente na subunidade é suficiente para estimar o coeficiente de</p><p>variação de vazão, utilizando-se o método de Lathrop (1961) que considera a diferença</p><p>entre dois valores retirados das extremidades da curva de distribuição (equação 3.29):</p><p>infsup</p><p>infsup</p><p>q QQ</p><p>QQ</p><p>667,0CV</p><p></p><p></p><p> (3.29)</p><p>(3.28)</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A116</p><p>sendo, q a vazão média aplicada pelos emissores, Sq o desvio padrão das vazões dos pontos de</p><p>emissão, em relação à média e CVq o coeficiente de variação de vazão.</p><p>Marek, Undersander e Ebeling (1986) relatam que o CUC não é sensível ao efeito dos</p><p>volumes de irrigação muito dispersos em relação à média por utilizar o desvio absoluto médio</p><p>como medida de dispersão. Os autores sugerem o uso do desvio padrão conforme a equação</p><p>proposta por Wilcox e Swailes (1947), pois essa medida de dispersão permite enfatizar os desvios</p><p>maiores em relação à média, aumentando a sensibilidade do coeficiente de uniformidade, sendo</p><p>útil especialmente para sistemas de microirrigação quando apresentam problemas de obstrução</p><p>ou danos físicos em emissores.</p><p>O critério geral para interpretação de CUE é:</p><p>90 % ou maior: excelente (CVq de 10% ou menor)</p><p>80 % a 90 %: muito bom</p><p>(a) reduzir a lâmina líquida de</p><p>irrigação (ETc); (b) reduzir a altura manométrica, Hman; (c) aumentar a eficiência de aplicação de</p><p>água, EA; (d) aumentar a eficiência de bombeamento, η .</p><p>Para avaliar o efeito combinado de ETc, Hman, EA e η , Gilley e Watts (1977) utilizaram a</p><p>seguinte expressão, derivada da aplicação da equação (1.2):</p><p>10</p><p>100..</p><p>H</p><p>H.</p><p>EA</p><p>EA.</p><p>ETc</p><p>ETc1100.</p><p>CE</p><p>CECEPEE</p><p>2</p><p>1</p><p>1man</p><p>2man</p><p>2</p><p>1</p><p>1</p><p>2</p><p>1</p><p>21</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> (1.3)</p><p>sendo PEE a porcentagem de energia economizada ao se passar da condição operacional 1</p><p>para a condição operacional 2.</p><p>Como exemplo, considere que em uma condição operacional (1) se tem: ETc1 = 4</p><p>mm d-1, EA1 = 90 %, 1 = 0,61 e Hman1 = 60 m. Qual a porcentagem de energia</p><p>economizada ao se passar da condição de operação (1) para a condição de operação (2),</p><p>sabendo-se que: ETc2 = 3,2 mm d-1, EA2 = 90 %, 2 = 0,70 e Hman2 = 51 m? Aplicando-se a</p><p>equação (1.3) para ETc2/ETc1= 0,8, EA1/EA2 = 1; 21 /  = 0,87 e Hman2/Hman1 = 0,85,</p><p>encontram-se reduções de consumo de energia da ordem de 41%. Sem redução da altura</p><p>manométrica (Hman2/Hman1 = 1) pode-se economizar 32% de energia. É importante observar</p><p>que grandes reduções da altura manométrica não são possíveis onde ocorrem grandes</p><p>alturas de elevação.</p><p>A evapotranspiração do cultivo (ETc) pode ser reduzida em sistemas de</p><p>microirrigação, uma vez que a localização da água proporciona redução da área molhada e,</p><p>por consequência, da evaporação direta do solo. Também, em microirrigação a eficiência de</p><p>aplicação da água é aumentada por se reduzirem as perdas por percolação, escoamento</p><p>superficial, evaporação da água no ar e deriva pelo vento e, portanto, reduz a razão ETc/EA</p><p>que representa a lâmina bruta de irrigação, significando um potencial para economia de</p><p>energia. A irrigação por gotejamento tem um grande potencial para economizar água</p><p>mediante o aumento da eficiência de aplicação. Já na irrigação por microaspersão a</p><p>evaporação da água aspergida no ar e o arraste pelo vento podem representar entre 5% e</p><p>10% do total de água aplicada e, em condições de clima mais severo, essas perdas podem</p><p>ser maiores. Para evitar essas perdas, os sistemas de irrigação deveriam ser desligados</p><p>automaticamente quando a velocidade do vento fosse elevada. Esse tipo de automatismo já</p><p>existe, mas não é comumente empregado. Os sistemas de microirrigação, com elevado nível</p><p>de automação, ainda são de alto custo inicial, porém os constantes aumentos nos preços da</p><p>energia podem justificar o investimento.</p><p>(h) Facilita as práticas culturais – as operações de pulverização, desbaste, poda, controle</p><p>de plantas daninhas e colheita são possíveis sem interrupção da irrigação. Em cultivos com</p><p>maiores espaçamentos, o solo nas entrelinhas permanece seco, facilitando a movimentação</p><p>de máquinas e trabalhadores.</p><p>Ressalta-se a necessidade de um maior cuidado quando são realizadas essas</p><p>operações na linha de plantio, principalmente em se tratando das capinas, pois as</p><p>tubulações de polietileno estarão sobre a superfície do solo, geralmente encobertas pela</p><p>(1.3)</p><p>sendo PEE a porcentagem de energia economizada ao se passar da condição operacional 1 para a</p><p>condição operacional 2.</p><p>Como exemplo, considere que em uma condição operacional (1) se tem: ETc1 = 4 mm d-1,</p><p>EA1 = 90 %, 1η = 0,61 e Hman1 = 60 m. Qual a porcentagem de energia economizada ao se passar</p><p>da condição de operação (1) para a condição de operação (2), sabendo-se que: ETc2 = 3,2 mm d-1,</p><p>EA2 = 90 %, 2η = 0,70 e Hman2 = 51 m? Aplicando-se a equação (1.3) para ETc2/ETc1= 0,8, EA1/EA2 =</p><p>1; 21 / ηη = 0,87 e Hman2/Hman1 = 0,85, encontram-se reduções de consumo de energia da ordem de</p><p>41%. Sem redução da altura manométrica (Hman2/Hman1 = 1) pode-se economizar 32% de energia. É</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 21</p><p>importante observar que grandes reduções da altura manométrica não são possíveis onde ocorrem</p><p>grandes alturas de elevação.</p><p>A evapotranspiração do cultivo (ETc) pode ser reduzida em sistemas de microirrigação,</p><p>uma vez que a localização da água proporciona redução da área molhada e, por consequência,</p><p>da evaporação direta do solo. Também, em microirrigação a eficiência de aplicação da água é</p><p>aumentada por se reduzirem as perdas por percolação, escoamento superficial, evaporação da</p><p>água no ar e deriva pelo vento e, portanto, reduz a razão ETc/EA que representa a lâmina bruta de</p><p>irrigação, significando um potencial para economia de energia. A irrigação por gotejamento tem</p><p>um grande potencial para economizar água mediante o aumento da eficiência de aplicação. Já na</p><p>irrigação por microaspersão a evaporação da água aspergida no ar e o arraste pelo vento podem</p><p>representar entre 5% e 10% do total de água aplicada e, em condições de clima mais severo,</p><p>essas perdas podem ser maiores. Para evitar essas perdas, os sistemas de irrigação deveriam ser</p><p>desligados automaticamente quando a velocidade do vento fosse elevada. Esse tipo de automatismo</p><p>já existe, mas não é comumente empregado. Os sistemas de microirrigação, com elevado nível de</p><p>automação, ainda são de alto custo inicial, porém os constantes aumentos nos preços da energia</p><p>podem justificar o investimento.</p><p>(h) Facilita as práticas culturais – as operações de pulverização, desbaste, poda, controle</p><p>de plantas daninhas e colheita são possíveis sem interrupção da irrigação. Em cultivos com</p><p>maiores espaçamentos, o solo nas entrelinhas permanece seco, facilitando a movimentação</p><p>de máquinas e trabalhadores.</p><p>Ressalta-se a necessidade de um maior cuidado quando são realizadas essas operações</p><p>na linha de plantio, principalmente em se tratando das capinas, pois as tubulações de polietileno</p><p>estarão sobre a superfície do solo, geralmente encobertas pela vegetação rasteira, o que dificulta a</p><p>visualização das mesmas com consequência de danos físicos por cortes e amassamentos.</p><p>(i) Justifica o uso de terras marginais na agricultura – A terra é considerada o meio</p><p>para a interação entre os insumos (sementes, fertilizantes e água), tendo como resultado</p><p>a produção da cultura. Comparando-se com as tecnologias tradicionais de irrigação, a</p><p>microirrigação possibilita maior benefício quando utilizada em terras de baixa qualidade,</p><p>potencializando a exploração das mesmas. A Figura 1.4 mostra esquematicamente, como o</p><p>lucro do agricultor, com um determinado sistema de irrigação, depende da qualidade da terra.</p><p>Observa-se, que antes da introdução de uma tecnologia moderna de irrigação, é vantajoso</p><p>irrigar terras com qualidades superiores a B utilizando sistemas de irrigação por sulcos. Com</p><p>a adoção de sistemas de microirrigação, podem-se incorporar à base agrícola as terras com</p><p>qualidades entre A e B. Para qualidades de terra entre B e C, a irrigação por sulcos pode ser</p><p>convertida para microirrigação e, terras com qualidade maior que C, podem continuar sendo</p><p>irrigadas por sulcos. Estando o valor da terra, no seu uso agrícola, diretamente relacionado</p><p>à sua lucratividade, seu preço dependerá, além da sua qualidade, do tipo de sistema de</p><p>irrigação utilizado.</p><p>(j) Redução de impactos ambientais – Sendo adequadamente projetados e manejados,</p><p>os sistemas de microirrigação têm maior potencial para reduzir os impactos ambientais,</p><p>dentro e fora da área irrigada, sobre o habitat de animais selvagens e de ecossistemas</p><p>aquáticos, em comparação com outros sistemas de irrigação. A utilização de pesticidas é,</p><p>muitas vezes, reduzida porque a eficácia de pesticidas sistêmicos é aumentada. Em regiões</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A22</p><p>de clima seco, as despesas com herbicidas são normalmente menores, porque somente</p><p>uma fração da área é molhada e, assim, a germinação das sementes</p><p>de plantas daninhas é</p><p>dificultada. Nas áreas irrigadas por microirrigação, frequentemente, há pequena infestação</p><p>de ocorrência de doenças fúngicas e o uso de fungicidas é menor (SCHERM; Van BRUGGEN,</p><p>1995). Filmes plásticos (biodegradáveis e não biodegradáveis) e outras coberturas do solo,</p><p>em geral funcionam muito bem em culturas irrigadas por gotejamento para controlar ervas</p><p>daninhas sem a utilização de herbicidas e reduzir perdas por evaporação do solo. As perdas</p><p>de água e nutrientes por percolação na parcela são reduzidas em decorrência da elevada</p><p>eficiência de aplicação e uniformidade de distribuição de água.</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I Z Z O N E , F R E I T A S , R E Z E N D E E F A R I A22</p><p>de clima seco, as despesas com herbicidas são normalmente menores, porque somente</p><p>uma fração da área é molhada e, assim, a germinação das sementes de plantas daninhas é</p><p>di cultada. Nas áreas irrigadas por microirrigação, frequentemente, há pequena infestação</p><p>de ocorrência de doenças fúngicas e o uso de fungicidas é menor (SCHERM; Van BRUGGEN,</p><p>1995). Filmes plásticos (biodegradáveis e não biodegradáveis) e outras coberturas do solo,</p><p>em geral funcionam muito bem em culturas irrigadas por gotejamento para controlar ervas</p><p>daninhas sem a utilização de herbicidas e reduzir perdas por evaporação do solo. As perdas</p><p>de água e nutrientes por percolação na parcela são reduzidas em decorrência da elevada</p><p>e ciência de aplicação e uniformidade de distribuição de água.</p><p>Marginal A B C Excelente</p><p>Irrigação por sulcos</p><p>Microirrigação</p><p>Qualidade da terra</p><p>Lu</p><p>cr</p><p>o</p><p>po</p><p>r</p><p>he</p><p>ct</p><p>ar</p><p>e</p><p>Figura 1.4 - In uência da qualidade da terra na seleção de um sistema</p><p>de irrigação.</p><p>Fonte: Adaptado de Caswell, Zilberman e Goldman (1984).</p><p>A contaminação de águas subterrâneas também pode ser reduzida com o uso de microirrigação,</p><p>uma vez que a percolação profunda pode ser reduzida, minimizando o carreamento de nutrientes</p><p>e resíduos contaminantes ao longo do per l do solo. Esta situação somente é possível com sistema</p><p>operado com alta e ciência de aplicação e uniformidade de distribuição de água.</p><p>1.2.2 LIMITAÇÕES</p><p>Mesmo com a grande quantidade de benefícios apresentados pelos sistemas de microirrigação,</p><p>muitos problemas têm sido encontrados para alguns tipos de solo, qualidade de água e condições</p><p>ambientais. Tem-se observado que a maioria dessas limitações e os efeitos resultantes destas são</p><p>decorrência do uso inadequado dos sistemas de microirrigação em campo. A seguir são discutidas</p><p>algumas das principais limitações destes sistemas.</p><p>(a) Permanente necessidade de manutenção – Pelo tamanho relativamente pequeno</p><p>dos orifícios, os emissores de microirrigação podem ser facilmente obstruídos por processos</p><p>físicos, químicos e biológicos. A obstrução afeta negativamente a uniformidade de distribuição</p><p>de água e pode anular os benefícios da microirrigação, constituindo a grande preocupação no</p><p>liv-rezende cap_01.indd 22 05/11/2012 08:47:51</p><p>Figura 1.4 - Influência da qualidade da terra na seleção de um sistema</p><p>de irrigação.</p><p>Fonte: Adaptado de Caswell, Zilberman e Goldman (1984).</p><p>A contaminação de águas subterrâneas também pode ser reduzida com o uso de microirrigação,</p><p>uma vez que a percolação profunda pode ser reduzida, minimizando o carreamento de nutrientes</p><p>e resíduos contaminantes ao longo do perfil do solo. Esta situação somente é possível com sistema</p><p>operado com alta eficiência de aplicação e uniformidade de distribuição de água.</p><p>1.2.2 LIMITAÇÕES</p><p>Mesmo com a grande quantidade de benefícios apresentados pelos sistemas de microirrigação,</p><p>muitos problemas têm sido encontrados para alguns tipos de solo, qualidade de água e condições</p><p>ambientais. Tem-se observado que a maioria dessas limitações e os efeitos resultantes destas são</p><p>decorrência do uso inadequado dos sistemas de microirrigação em campo. A seguir são discutidas</p><p>algumas das principais limitações destes sistemas.</p><p>(a) Permanente necessidade de manutenção – Pelo tamanho relativamente pequeno</p><p>dos orifícios, os emissores de microirrigação podem ser facilmente obstruídos por processos</p><p>físicos, químicos e biológicos. A obstrução afeta negativamente a uniformidade de distribuição</p><p>de água e pode anular os benefícios da microirrigação, constituindo a grande preocupação no</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 23</p><p>manejo desses sistemas (NAKAYAMA; BUCKS, 1991). Em situações onde não são adotadas</p><p>medidas preventivas, a obstrução dos emissores é considerada como o mais sério problema</p><p>em microirrigação, podendo comprometer todo o processo produtivo, por afetar a taxa de</p><p>aplicação e a uniformidade de distribuição de água, aumentando os custos de manutenção,</p><p>de reposição de peças, de recuperação e com inspeções.</p><p>Três alternativas têm sido apresentadas para minimizar o problema: (i) desenvolvimento de</p><p>emissores menos sensíveis à obstrução; (ii) melhoria da qualidade da água utilizada na irrigação;</p><p>(iii) adoção de medidas preventivas. A primeira é mais dependente da indústria, do processo de</p><p>fabricação, da qualidade do produto e de testes prévios, antes da comercialização. A segunda, embora</p><p>muitas vezes utilizada, dependendo da sua complexidade pode inviabilizar o uso da microirrigação por</p><p>representar alto custo para o tratamento da água. Por fim, a terceira, a mais viável economicamente</p><p>no campo e a mais utilizada, compreendendo a filtragem da água, tratamento químico, lavagem das</p><p>linhas laterais e frequentes inspeções de campo.</p><p>Outros problemas que podem ocorrer são rompimento de tubulações, falhas em acessórios</p><p>e em equipamentos. Filtros e injetores químicos, controladores de tempo, reguladores de pressão,</p><p>válvulas hidráulicas, volumétricas, pilotos, medidores de água, chaves de comando para acionamento</p><p>elétrico, sensores de fluxo, de nível ou de pressão e conjunto motobomba também estão sujeitos a</p><p>defeitos e falhas durante a operação.</p><p>Descuidos humanos podem ocasionar danos físicos a todo sistema, principalmente nas</p><p>tubulações de polietileno localizadas na superfície do solo, as quais ainda podem sofrer a ação de</p><p>roedores e outros animais, geralmente em busca de água.</p><p>Nos emissores, os danos são similares aos ocorridos na tubulação de polietileno, sendo</p><p>relatadas ações danosas de pequenos animais (insetos, aranhas, formigas, etc.) entupindo e alargando</p><p>os orifícios dos emissores. Plantas daninhas altas, teias de aranha e grandes insetos podem impedir</p><p>a rotação dos microaspersores.</p><p>A ação de insetos também se estende até os equipamentos de controle, onde são comuns</p><p>a construção de casulos, caixas de marimbondos, abelhas e etc. Estes locais são preferidos como</p><p>abrigos, por estarem geralmente livres de umidade, protegidos, aquecidos e não abertos com</p><p>frequência.</p><p>Kahlown e Kemper (2007) apresentam um estudo onde relatam os fatores que afetam o</p><p>sucesso e as falhas de sistemas de microirrigação instalados em Balochistan (Pakistan). Foram</p><p>analisados 106 sistemas instalados em diferentes épocas e locais. Destes, 76 (72%) encontravam-</p><p>se abandonados e 30 (28%) estavam operando total ou parcialmente. Quatro sistemas (4,0%)</p><p>foram abandonados durante primeiro ano e 42 (40%) durante o segundo e o terceiro anos após</p><p>a instalação. Outros 18 sistemas (17%) foram revertidos para a irrigação por superfície durante</p><p>o quarto e o quinto anos após a instalação. Outros 12 sistemas (11%) permaneceram operando</p><p>durante 6 a 9 anos antes de serem abandonados. Apenas 6 sistemas permaneceram em operação</p><p>por mais de 9 anos.</p><p>O sucesso dos seis sistemas de microirrigação foi atribuído à qualidade dos materiais</p><p>importados, a disponibilidade de componentes de reposição e acessórios para substituições, mão de</p><p>obra qualificada e experiente. Os emissores, linhas laterais, motobombas,</p><p>medidores de pressão e</p><p>tanques de fertilizantes foram devidamente mantidos e substituídos quando necessário. Já as razões</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A24</p><p>para o abandono dos sistemas foram várias, mas a pouca formação dos irrigantes para os processos de</p><p>operação e manutenção do sistema foi uma das principais causas, representando 25% dos irrigantes</p><p>entrevistados. Mesmo dentro do grupo dos 30 irrigantes que utilizavam com sucesso microirrigação,</p><p>43% relataram que enfrentam diversos problemas com manutenção, seja por falta de um programa</p><p>específico de manutenção ou por indisponibilidade de componentes e acessórios no mercado.</p><p>(b) Acumulação de sais próximo às plantas - Quando a água de irrigação tem alta</p><p>concentração salina, o sal tende a se acumular na superfície do solo e na periferia do volume</p><p>de solo molhado. A precipitação pluvial pode levar certa quantidade desses sais para dentro</p><p>da zona radicular e causar estresse às plantas pela redução do potencial osmótico. Elevadas</p><p>concentrações de sais na superfície do solo podem se constituir em grande problema para</p><p>a germinação das sementes em cultivos posteriores. Nesses casos, frequentemente é</p><p>necessária a aplicação de grande quantidade de água por aspersão antes da semeadura para</p><p>mover os sais para baixo do leito de plantio. Dessa forma, a possibilidade de acumulação de</p><p>sais próximo às plantas afetará o projeto e o manejo do sistema de microirrigação.</p><p>Irrigações deficitárias podem elevar a salinidade no perfil do solo a níveis indesejáveis,</p><p>exigindo periódicas aplicações de água em excesso para a lixiviação dos sais em profundidade. O uso</p><p>de filmes plásticos para reduzir a evaporação do solo também tem sido recomendado para reduzir</p><p>a salinidade na superfície do solo. A injeção de ácidos (por exemplo, sulfúrico), às vezes, pode ser</p><p>necessária para aumentar a solubilidade dos sais e facilitar a lixiviação. A máxima lixiviação de sais</p><p>ocorrerá nas proximidades dos emissores, com a eficácia reduzida conforme aumenta a distância em</p><p>relação aos emissores e, em áreas de baixa pluviosidade, pode ser necessária a aplicação periódica</p><p>de uma lâmina de irrigação em área total (via aspersão), chamada de ’lâmina de lixiviação’.</p><p>Outra técnica de controle da salinidade é irrigar durante o período de chuvas, deslocando</p><p>os sais para o exterior do volume molhado. A formação de um leito de semeadura mais elevado</p><p>também tem sido utilizada para reduzir o efeito da salinidade. Nesse caso, o sistema de gotejamento</p><p>é operado de forma a acumular os sais na superfície do solo. Estes sais da superfície são deslocados</p><p>para o lado das fileiras das plantas de forma que o cultivo se dá nas regiões do leito de cultivo com</p><p>menor salinidade.</p><p>(c) Limitação do desenvolvimento do sistema radicular – A interação entre os fatores</p><p>relativos ao solo (textura, velocidade de infiltração, heterogeneidade), a planta (capacidade de</p><p>absorção, evapotranspiração), ao manejo da irrigação (quantidade e frequência de aplicação)</p><p>e ao projeto do sistema (número de emissores por planta, localização e vazão dos emissores)</p><p>afeta a distribuição da água no solo e o desenvolvimento radicular. Esta interação complexa</p><p>associada ao pequeno volume de água disponível no solo, decorrente do menor volume de</p><p>solo irrigado pelos sistemas de microirrigação, pode afetar negativamente o desenvolvimento</p><p>e distribuição do sistema radicular da planta.</p><p>O pequeno volume de solo molhado pode reduzir a área explorada pelas raízes por limitar</p><p>a disponibilidade água e de nutrientes no solo tornando as plantas mais suscetíveis ao estresse</p><p>hídrico e menos estáveis fisicamente. Além disso, pode aumentar a dificuldade de manter um ótimo</p><p>equilíbrio do estado nutricional, porque o acesso das raízes aos nutrientes armazenados no solo</p><p>adjacente não irrigado é limitado.</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 25</p><p>(d) Exigência de elevado nível de manejo para operação e manutenção - Um elevado</p><p>nível de manejo é necessário para operar e manter um sistema de microirrigação. Pela</p><p>exigência de mão-de-obra mais qualificada, os salários dos operadores do sistema devem</p><p>ser maiores e a mão-de-obra é, normalmente, empregada durante todo o ano, devido à</p><p>necessidade de conservar as suas competências. Entretanto, um operador pode cuidar de</p><p>uma área irrigada três a quatro vezes maior que aquela irrigada por métodos convencionais,</p><p>principalmente devido à automação. O nível mais elevado de manejo exige também adoção</p><p>de tecnologias auxiliares com os seus custos associados, tais como calendários de irrigação,</p><p>monitoramento da água do solo e frequentes análises de teores de nutrientes em solo,</p><p>plantas e tecidos vegetais para programar a fertirrigação.</p><p>(e) Geração de resíduos não biodegradáveis - Após o término da vida útil das linhas</p><p>laterais, que em geral são feitas em polietileno, há a necessidade de troca por novas linhas.</p><p>Essa rotina é muito comum em culturas rápidas como melão e morango, que a cada certa</p><p>quantidade de safras, retiram-se os tubogotejadores da área para serem substituídos por</p><p>material novo. Esse procedimento ainda não dispõe de coleta específica, como no caso das</p><p>embalagens de agrotóxicos, que geram grande volume de plástico na propriedade. A situação</p><p>se agrava em projetos onde o tubo está instalado em subsuperfície, pois seu recolhimento</p><p>ainda é inviável economicamente.</p><p>1.3 CONSIDERAÇÕES TÉCNICAS, ECONÔMICAS E AMBIENTAIS</p><p>Os sistemas de microirrigação são fixos, possuem grande quantidade de tubulações e</p><p>acessórios e apresentam alto custo de investimento e manutenção, semelhantes aos custos para a</p><p>maioria dos sistemas permanentes e mecanizados de irrigação por aspersão de alta tecnologia. Para</p><p>maiores áreas irrigadas (por exemplo, maior que 10 ha), com espaçamento de plantas relativamente</p><p>pequeno, o custo é comparável ao sistema permanente de aspersão, cobrindo a mesma área,</p><p>embora os sistemas de filtragem e de tratamento químico representem grandes despesas que</p><p>podem variar muito dependendo das condições e tamanho do sistema. Cultivos de alta densidade</p><p>exigem grandes quantidades de tubulação, podendo não ser econômico o uso da microirrigação. Os</p><p>custos operacionais poderão ser elevados devido à necessidade de tratamento químico, filtragem da</p><p>água e mão de obra para as manutenções rotineiras do sistema, embora esses custos possam ser</p><p>compensados, em parte, pelo menor gasto energético e economia de água. Podem também existir</p><p>alguns custos significativos associados com a recuperação, substituição e remoção de fitas ou tubos</p><p>gotejadores não biodegradáveis.</p><p>Os custos dos sistemas de microirrigação são variáveis e podem ser calculados em função da</p><p>cultura, das condições topográficas, da qualidade da água disponível, da quantidade de tubulações</p><p>necessária, do sistema de filtragem, da injeção de produtos químicos, do nível de automação e</p><p>da qualidade e disponibilidade da mão de obra. Geralmente, esses sistemas são mais econômicos</p><p>quando utilizados em culturas de maiores espaçamentos. No Brasil, os custos iniciais desses sistemas</p><p>podem variar de US$ 1000 a US$ 4000 por hectare, dependendo da cultura. Um sistema de irrigação</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A26</p><p>por gotejamento, para 1 ha de hortaliças, pode ter um custo inicial até três vezes maior do que um</p><p>sistema para 1 ha de citros.</p><p>Dentro do custo total de um sistema de microirrigação, os tubos e conexões podem</p><p>representar entre 25 e 30%, dos quais 50% podem ser atribuídos às linhas laterais e 20 a 25% à</p><p>estação de controle com automação. A manutenção pode custar anualmente</p><p>até US$500 por hectare.</p><p>Nakayama (1986) relata um estudo econômico no nordeste dos Estados Unidos, com a cultura do</p><p>algodão irrigado por gotejamento e por sulcos, em que os custos operacionais diferiram em apenas</p><p>5%, mas os custos fixos anuais, por unidade de área, foram 2,3 vezes superiores em irrigação por</p><p>gotejamento. Nessas condições, o autor afirma que a irrigação do algodoeiro por gotejamento só</p><p>seria econômica se a produção aumentasse em 108% em relação à obtida com irrigação por sulcos.</p><p>Há necessidade de constantes aperfeiçoamentos técnicos no projeto de emissores, sistemas</p><p>de filtragem e de controle. O desenvolvimento de técnicas para prevenir ou corrigir os problemas</p><p>de obstrução dos emissores e falhas de equipamentos nem sempre tem alcançado sucesso. Outras</p><p>dificuldades são encontradas no desenvolvimento de métodos para injeção de fertilizantes e outros</p><p>produtos químicos. Além disso, são necessários melhores programas de manejo e de manutenção</p><p>e melhores projetos. Como esses sistemas operam a baixa pressão, pequenas variações na pressão</p><p>dos emissores podem causar grandes variações de vazão e, como consequência, a uniformidade de</p><p>distribuição de água pode ser reduzida a níveis indesejáveis.</p><p>Como regra geral, os sistemas de microirrigação são menos tolerantes ao projeto e ao</p><p>manejo deficientes do que os demais métodos de irrigação. Os problemas causados por sistemas</p><p>inadequadamente projetados e manejados vão desde o excesso de água e lixiviação de substâncias</p><p>químicas até grandes estresses hídricos e de nutrientes, salinidade e contaminação ambiental. Vale</p><p>destacar aqui que, a distribuição pouco uniforme de água, de nutrientes e de raízes em um campo</p><p>pode criar problemas específicos para a microirrigação.</p><p>Os problemas com pragas e doenças podem ser diferentes daqueles que comumente ocorrem</p><p>em áreas irrigadas por outros métodos (por exemplo, ácaros que são favorecidos por condições secas</p><p>e por poeira). Irrigações frequentes também poderão criar condições ótimas para o desenvolvimento</p><p>de algumas doenças de plantas que exigem um manejo especial (por exemplo, fumigações antes ou</p><p>após a estação de crescimento para minimizar o desenvolvimento de inóculos).</p><p>A salinização e as alterações no pH do solo podem acontecer por causa da qualidade da água</p><p>ou como resultado de vários tratamentos químicos da água e de programas de fertirrigação. O pH do</p><p>solo pode ter grande efeito sobre a disponibilidade de nutrientes do solo para as plantas e, em alguns</p><p>casos, pode causar toxicidade. Correções do solo (por exemplo, uso de gesso e calcário) devem ser</p><p>realizadas antes do plantio para corrigir os problemas atuais ou prevenir os futuros, embora alguma</p><p>suplementação pode ser feita com produtos especiais através do sistema de microirrigação. Os</p><p>produtores devem monitorar anualmente as características químicas do solo no volume que contém</p><p>as raízes, durante a vida do sistema de irrigação.</p><p>O potencial hídrico da propriedade agrícola deve ser avaliado em função da vazão, do volume</p><p>total disponível e da qualidade da água. Deve-se considerar a necessidade de construção de um</p><p>reservatório para suprir a vazão descontínua ou insuficiente. Para determinar a confiabilidade dos</p><p>sistemas de abastecimento de água em longo prazo empregam-se critérios probabilísticos utilizando-</p><p>se registros históricos. O nível de segurança a ser adotado depende do valor econômico das culturas</p><p>C a p í t u l o 1 S I S t E M a S D E M I C R o I R R I G a Ç Ã o E S E u S C o M p o N E N t E S</p><p>F R I z z o N E , F R E I t a S , R E z E N D E E F a R I a 27</p><p>irrigadas. Culturas de elevado valor econômico justificam um fornecimento adequado de água com</p><p>menor risco de déficit. As necessidades sazonais de irrigação para muitas culturas podem variar de</p><p>100 mm a 2000 mm ou mais. Em alguns casos o sistema de distribuição de água foi projetado para</p><p>atender a demanda de irrigação por superfície ou por aspersão (por exemplo, 1,0 L s-1 ha-1 com base</p><p>na área total irrigada), ou para atender a distribuição de água com base em calendários com turno</p><p>de rega fixo (por exemplo, a cada 7 dias) que são inadequados para os projetos de microirrigação.</p><p>Em alguns períodos a demanda de água por evapotranspiração poderá ser maior com microirrigação</p><p>pela manutenção de um reduzido estresse hídrico, embora, na maior parte do tempo, seja menor do</p><p>que com outros métodos de irrigação, devido à reduzida taxa de perda por evaporação do solo.</p><p>Na microirrigação, o balanço entre água aplicada e evapotranspirada é mantido, geralmente,</p><p>em períodos compreendidos entre 24 e 72h. A limitada capacidade dos sistemas requer cuidado</p><p>especial na estimativa da necessidade de água da cultura e no controle da irrigação. Ao reduzir o</p><p>volume de solo molhado e, portanto, o volume de água armazenado, deve-se operar com a frequência</p><p>necessária para manter no solo um alto grau de umidade.</p><p>A uniformidade de distribuição de água depende basicamente da uniformidade de vazão</p><p>dos emissores. Assim, a estratégia de dimensionamento do sistema deve focar a obtenção de uma</p><p>elevada uniformidade de distribuição. Embora se possa conseguir alta uniformidade de distribuição</p><p>de água por sistemas de microirrigação, nunca se pode conseguir uma irrigação perfeitamente</p><p>uniforme. Como resultado, algumas parcelas do terreno serão irrigadas em excesso e outras em</p><p>déficit de água.</p><p>O uso de águas residuais em irrigações excessivas causará perda por percolação profunda e</p><p>poderá contaminar águas subterrâneas. Perdas por percolação podem ocorrer pela superestimativa</p><p>da evapotranspiração, pela baixa uniformidade de distribuição, pelo excesso de irrigação devido</p><p>a um inadequado calendário de irrigação ou por falta de automatização. Também podem ocorrer</p><p>pela necessidade de manejar a irrigação para lixiviar sais do perfil de solo. Irrigações deficitárias</p><p>resultarão em redução da produtividade e podem causar acumulação indesejável de sais no solo.</p><p>Um sistema de microirrigação deve ser projetado e manejado de acordo com o tipo de solo</p><p>em que será utilizado. Solos arenosos proporcionam pequena movimentação lateral de água no</p><p>perfil e grande movimentação vertical, exigindo várias irrigações de pequeno volume em cada dia</p><p>ou emissores do tipo microaspersores para molhar um maior volume de solo e permitir a expansão</p><p>do sistema radicular. Uma inadequada programação da irrigação, devido a um projeto deficiente do</p><p>sistema ou a um manejo inadequado da irrigação, pode resultar em excessiva percolação profunda</p><p>e lixiviação de nutrientes. Quando a taxa de aplicação de água excede a capacidade de infiltração,</p><p>o solo se torna saturado e o desenvolvimento de ervas daninhas e outros problemas fitossanitários</p><p>podem ser potencializados pelo aumento da área molhada, podendo ocorrer escoamento superficial</p><p>em áreas com declives excessivos. A saturação do solo pode resultar no aumento das doenças de</p><p>plantas e induzir distúrbios fisiológicos e nutricionais.</p><p>Vantagens ambientais importantes são resultantes de sistemas de microirrigação bem</p><p>projetados, mantidos e operados. Essas vantagens decorrem dos pequenos volumes de água</p><p>derivados, reduzido uso de produtos químicos e reduzida contaminação de águas subterrâneas</p><p>por percolação de sais e outros produtos químicos. Entretanto, aplicações inadequadas de alguns</p><p>pesticidas e fumigantes podem afetar negativamente a biota benéfica do solo, incluindo minhocas,</p><p>bactérias, fungos e insetos. O escoamento da água de lavagem de filtros e de linhas laterais,</p><p>M I C R O I R R I G A Ç Ã O : G O T E J A M E N T O E M I C R O A S P E R S à O</p><p>F R I z z O N E , F R E I T A S , R E z E N d E E F A R I A28</p><p>às vezes, pode constituir um problema, especialmente se o efluente contém fertilizantes ou</p><p>defensivos agrícolas.</p><p>1.4 COMPOSIÇÃO DO SISTEMA</p><p>Sistema de microirrigação refere-se ao conjunto dos componentes físicos necessários para</p><p>aplicar água ao</p>