473254-APOSTILA_IRRIGACAO_LOCALIZADA

Prévia do material em texto

CURSO: TECNOLOGIA EM IRRIGAÇÃO E DRENAGEM 
DISCIPLINA: IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 
 
 
 
 
 
 
 
ROTEIRO SIMPLIFICADO PARA DIMENSIONAMENTO 
DE UM SISTEMA DE IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 
 
 
 
 
 
 
Professor: Luiz Alberto Freire Maia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Limoeiro do Norte-CE 
Outubro – 2010 
 
 1.
 
S U M Á R I O 
 Página 
1. DIMENSIONAMENTO AGRONÔMICO........................................................................2 
 1.1. Seleção da Evapotrasnpiração potencial-ETo..............................................................2 
 1.2. Seleção do coeficiente da cultura – KC........................................................................2 
 1.3. Cálculo da evapotrasnpiração da cultura - ETC...........................................................2 
 1.4. Cálculo do coeficiente de cobertura - KR.....................................................................2 
 1.5. Cálculo da evapotrasnpiração da cultura para a irrigação localizada - ETG................2 
 1.6. Eficiência de aplicação de água pelo sistema - Ef.......................................................3 
 1.7. Cálculo da lâmina bruta de irrigação - LB...................................................................3 
 1.8. Volume de água a ser aplicado em cada planta por dia - V.........................................3 
 1.9. Definição do tipo de emissor(microaspersão ou gotejamento), vazão 
 do emissor e número de emissores por planta nta por dia - V.....................................3 
 1.10. Cálculo do número de horas de funcionamento por setor por dia – HS....................3 
 1.11. Cálculo do número de setores do projeto – NS.........................................................4 
 1.12. Cálculo da área de cada setor – AS...........................................................................4 
2. DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO...........................................................................5 
 2.1. Cálculo da linha lateral................................................................................................5 
 2.2. Cálculo da linha de derivação......................................................................................6 
 2.3. Cálculo da linha principal............................................................................................7 
3. OUTRAS INFORMAÇÕES PARA O DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO...........8 
 3.1. Equação do emissor....................................................................................................8 
 3.2. Encontrando a equação do emissor a partir de dois pontos de vazão e pressão..........8 
4. CRITÉRIO DE DIMENSIONAMENTO...........................................................................9 
5. EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE IRRIGAÇÃO 
LOCALIZADA.................................................................................................................10 
 
 2.
 
TECNOLOGIA EM IRRIGAÇÃO E DRENAGEM 
DISCIPLINA: IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 
 
Prof.: Luiz Alberto Freire Maia 
 
ROTEIRO SIMPLIFICADO DE DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE 
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 
 
 
1 – DIMENSIONAMENTO AGRONÔMICO 
 
1.1 – Seleção da evapotranspiração potencial de referência do mês mais crítico-ETO(mm/dia) 
1.2 – Seleção do maior coeficiente da cultura - KC(adimensional) 
1.3 – Cálculo da evapotrasnpiração da cultura - ETC(mm/dia) 
 
 
 
1.4 – Cálculo do coeficiente de cobertura - KR(adimensional) 
Obs.: Usado para corrigir a ETC para a irrigação localizada 
Equação de KELLER e KARMELI(1974) sugerida por VERMEIREN e JOBLING(1980). 
 
 
GC – Porcentagem de área coberta em relação a área total(%) 
Obs.: KR deve ser no máximo 1. Se GC for maior do que 85%, considerar KR=1. 
1.5 – Cálculo da evapotrasnpiração da cultura para a irrigação localizada - ETG(mm/dia) 
 
 
 
 
COC KETET .=
85,0
100/GCK R = 
RCG KETET .= 
 
 3.
 
1.6 – Eficiência de aplicação de água pelo sistema - Ef(%) 
Considera-se empiricamente: Ef = 90% para microaspersão 
 Ef = 95% para gotejamento 
 
1.7 – Cálculo da lâmina bruta de irrigação - LB(mm/dia) 
 
 
 
 
 
1.8 – Volume de água a ser aplicado em cada planta por dia - V(litros/planta/dia) 
 
 
 
E1 – Espaçamento entre linhas de plantio(m); 
E2 – Espaçamento entre plantas na linha(m). 
 
1.9 – Definição do tipo de emissor(microaspersão ou gotejamento), vazão do emissor e 
número de emissores por planta 
 
1.10– Cálculo do número de horas de funcionamento por setor por dia – HS(h/dia) 
 
 
 
 
 
QE – Vazão do emissor(l/h); 
n – Número de emissores colocado por planta. 
 
 
 
 
 
 
100/f
G
B E
ET
L =
 
21.. EELV B= 
nQ
VHS
E .
=
 
 
 4.
 
1.11 – Cálculo do número de setores do projeto – NS 
 
 
 
 
HT – Horas totais do dia, disponíveis para irrigação(h). 
 
 
1.12 – Cálculo da área de cada setor – AS 
 
 
 
 
AT – Área total à ser irrigada(ha). 
 
Obs.: Dependendo do tamanho, topografia e formato da área dos setores, assim como do tipo 
de emissor escolhido, às vezes se faz necessário sub-dividir os mesmos em parcelas(ou 
bloco) devido a dificuldade de se conseguir o ajuste da uniformidade de distribuição 
permitida(10%). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HS
HTNS =
 
 
NS
ATAS =
 
 
 
 5.
 
2 – DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO 
 
2.1 – Cálculo da linha lateral 
• Equação utilizada � Darcy-Weisbach com “f” de Blasius 
 
 
 
 
 
 
 
 
hf – Perda de carga na linha lateral(mca); 
Q – Vazão da linha lateral(l/h); 
D – Diâmetro interno da linha lateral(mm); 
F – Fator de Christiansen(1942), de acordo com o Número de saídas(Tabelado); 
L – Comprimento real da linha lateral(m); 
LT – Comprimento teórico da linha lateral(m) � para compensar as perdas localizadas; 
NE – Número de emissores na linha lateral. 
 
 
# - Hidráulica de uma linha lateral em nível: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PE 
 
Linha Lateral 
 
PS 
 
PF 
 
0,267hf 
 
0,733hf 
 
0,38L
 
0,62L
 
 
FL
D
Qh Tf ...465,0 75,4
75,1
=
 
 
).35,0( ET NLL +=
75,4
1
75,1
...465,0








=
f
T
h
FLQD
 
 
 6.
 
2.2 – Cálculo da linha de derivação(ou distribuição) 
• Equação utilizada � Veronese-Datei 
• Método de cálculo � Trecho a trecho 
 
 
 
 
 
 
 
hf – Perda de carga no trecho da derivação(mca); 
Q – Vazão do trecho da derivação(l/h); 
D – Diâmetro interno do trecho da derivação(mm); 
L – Comprimento do trecho da derivação(m). 
Obs.: 1,05 � 5% de acréscimo para compensar as perdas localizadas das conexões. 
 
 
- Sugestão de tubulação “telescópica” pelo método da velocidade máxima(PIZARRO-1996) 
 Pelo método, sugere-se como padrão uma velocidade máxima de 1,5 m/s nos trechos. 
 
Utilizado tubos de PVC LF PN40, teremos: 
 
Diâmetro(mm) Vazão Máxima 
Nominal Interno (m3/h) 
35 35,7 5,41 
50 48,1 9,81 
75 72,5 22,29 
100 97,6 40,40 
125 120 61,07 
150 144 87,94 
 
 
 
 
 
 
05,1...355,0 8,4
8,1
L
D
Qh f = 
 
 
 7.
 
2.3 – Cálculo da linha principal 
• Equação utilizada � Hazen-Willians 
 
 
 
 
 
 
 
hf – Perda de carga na linha principal(mca); 
Q – Vazão da linha principal(m3/s); 
D – Diâmetro da linha principal(m); 
L – Comprimento da linha principal(m); 
C – Coeficiente que depende da natureza das paredes e estado de conservação das paredes 
internas da tubulação(Tabelado).852,1
852,1
87,4 ..646,10 C
Q
D
Lh f = 
 
 
 8.
 
3 - OUTRAS INFORMAÇÕES PARA O DIMENSIONAMENTO 
HIDRÁULICO 
 
 
3.1 - Equação do emissor: 
 
 
 
 
Q – Vazão do emissor(l/h); 
K – Coeficiente de descarga(constante); 
H – Pressão na entrada do emissor(mca); 
X – Expoente de descarga. 
 
3.2 – Encontrando a equação do emissor a partir de dois pontos de vazão e pressão: 
 Q1 � H1 e Q2 � H2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ou 
 
 
 
X = 1,0 � Regime laminar(geralmente vazões pequenas) 
X = 0,5 � Regime turbulento 
X = 0,0 � Autocompensante 
 
 
 
 
 
XHKQ .=
 
 
2
1
2
1
H
HLog
Q
QLog
X =
 
XH
QK
1
1
=
 
 
XH
QK
2
2
=
 
 
 
 9.
 
 
4 – CRITÉRIO DE DIMENSIONAMENTO: 
 
 
No dimensionamento de sistemas de irrigação localizada, são fixadas variações máximas da 
pressão para uma aplicação uniforme de água. Keller e Karmeli(1975) recomendam que, no 
dimensionamento de um sistema de irrigação localizada, o critério adotado seja permitir uma 
variação máxima de 10% na vazão dos emissores funcionando simultaneamente. 
Segundo Olitta(1976), a perda de carga permissível para produzir esta variação na vazão, 
dependerá do tipo de emissor e seu regime de fluxo, ou seja, para produzir uma diferença de 
vazão de 10% dos emissores de regime laminar(x=1), a perda de carga máxima deverá ser da 
ordem de 10% da pressão de serviço. Nos emissores de fluxo turbulento(x=0,5) está perda de 
carga máxima sobe para 20% da pressão de serviço. Quanto aos emissores 
autocompensantes(x=0), teoricamente não há limite quanto a perda de carga. Esse limite é 
imposto por outros fatores, tais como: faixa de pressão do emissor, classe de pressão da linha 
lateral e de derivação, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 10.
 
EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DE UM 
SISTEMA DE IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 
 
 
1- Dimensionamento Agronômico; 
2 – Dimensionamento Hidráulico; 
3 – Relacionar Material. 
 
LAYOUT DA ÁREA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DADOS: 
Cultura.................................................: Goiaba 
Espaçamento........................................: 6,0 x 5,0 m 
Kc.........................................................: 0,8 
% Área coberta.....................................: 80% 
Eto do mês mais crítico(novembro).....: 200,00 mm/mês 
Horas máxima de funcionamento/dia...: 16h 
Sistema de irrigação..............................: Microaspersão 
Obs.: Usar 1 microaspersor por planta. 
 
 
700 m 
300m 
Rio Jaguaribe 
Declividade 
0 % 
Declividade: 0 % 
300m 
Sentido de plantio 
Aclive de 5m 
 
 11.
 
EMISSORES USADOS NA IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 
 
 
1 – GOTEJADOR: 
1.1 – Características: 
 
• Integrado a linha(“IN-LINE”’); 
 
 
• Sobre a linha(“ON-LINE”) – “De botão”; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 12.
 
 
• Autocompensante; 
 
 
• Não autocompensante; 
 
 
• Anti-drenante; 
• Anti-sifão; 
• Anti-raiz; 
 
 
 
 
 
 13.
 
 
2 – MICROASPERSORES: 
 
1.1 – Partes componentes: 
• Ponte � Tipos: Dupla ponte, ponte simples ou sem ponte; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 14.
• Gancho � Tipos: Com ou sem gancho; 
• Bocal � Tipos: rosca 3/8” ou rosca p/ microtubo – Diferenciação por cor; 
• Difusor � Tipos:Bailarina, placa fixa dentada(jet) e placa fixa lisa(nebulização); 
 
 
 
 15.
 
• Haste(Estaca) � Tipos: Plástica de 30 – 60cm ou metálica: 0,6 – 1,2m; 
• Microtubo(DI=4-8mm) � 0,6 – 1,0m de comprimento; 
• Conector para polietileno. 
 
 
 
1.2 – Características: 
• Autocompensante ou não autocompensante; 
• Quanto a projeção do jato: Bailarina, jet ou nebulizador; 
• Enroscado na estaca ou no microtubo; 
• Anti-inseto ou não anti-inseto; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 16.
 
 
3 – MINIASPERSOR: 
 
1.1 – Características: 
• Autocompensante; 
• Não autocompensante; 
• De bocal � 1 ou 2 bocais; 
• Bailarina livre; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 17.
 
• Bailarina com freio de silicine.