6 Aula 4.2 IRRIGACAO E DRENAGEM AGRONOMIA

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Irrigação e Drenagem 
 
Tecnologias para medir o estado da água no 
solo 
Curso: Agronomia 
Professor: Matheus de F. B. Colares 
•Há diversos métodos para a determinação do conteúdo de água do solo. Estes 
métodos vêm evoluindo ao longo do tempo, adequando-se aos avanços da 
tecnologia. 
 
•Um sensor de umidade do solo é um instrumento que, quando colocado no solo 
durante um período de tempo, fornece informação relacionada com o estado da 
água atual do solo. 
 
•O método gravimétrico, é a forma direta para determinar o quanto de água há 
no solo. 
 
•Todas as outras técnicas são métodos indiretos que medem outras propriedades 
do solo que variam de acordo com o teor de água. 
Tecnologias para medir o estado da água no solo 
 Pesa-se o solo úmido + cápsula (precisão de 0,01g); 
 Leva-se a cápsula destampada a uma estufa até constância de 
peso, à temperatura de 105° C a 110 °C. 
 Tampar e transferir a cápsula da estufa para o dessecador, onde 
deve permanecer até atingir a temperatura ambiente. 
 Pesa-se o conjunto solo seco + cápsula. 
 
onde : 
 P1 = massa original da amostra + tara; 
 P2 = massa seca da amostra + tara; 
 Pt = tara da cápsula. 
Método Gravimétrico - Padrão de Estufa 
U =
( P1− P2 )
(P2−Pt)
 x 100 
 
U =
M−Ms
M
 = 
Ma
Ms
 
onde : 
 M = Massa total (g); 
 Ms = Massa seca (g); 
 Ma = Massa da água (g); e 
 U = umidade com base em massa (g.g-1 ou %) 
Método Gravimétrico - Padrão de Estufa 
 Neste método pesa-se uma amostra de solo ao natural (PN) e coloca-se em 
uma frigideira, em seguida encharca-se este solo com álcool e coloca-se fogo. 
Depois de cessado o fogo pesa-se essa amostra, conseguindo desta maneira 
o peso do solo seco (PS). 
 
 
 
Onde: 
PN - peso do solo ao natural, g; 
PS - peso do solo seco, g; 
U - umidade do solo em percentagem, %. 
Método da Frigideira 
U =
( PN − PS )
(PN)
 x 100 
 
Sonda de Nêutrons 
Usa uma fonte radioativa que emite nêutrons rápidos. 
Os nêutrons rápidos colidem com elementos do solo e 
desaceleram. 
 
Um detector “conta” o número de nêutrons lentos. A 
densidade de nêutrons lentos é diretamente proporcional 
a quantidade de hidrogênio presente no solo, permitindo 
correlacioná-la com a umidade volumétrica do solo 
através de uma calibração prévia. 
 
Método caro e radioativo. 
 
TDR (Time Domain Reflectometry) 
 Essa técnica envolve a medida da constante dielétrica do solo por meio da 
medida do tempo decorrido por um pulso eletromagnético. 
 
 Através da introdução de hastes de aço inoxidável no solo. 
 O tempo decorrido para a resposta do pulso varia de acordo com o conteúdo 
de água no solo. 
 
 Requer calibração específica e com alto custo 
 
Tensiômetro 
 Equipamento para medição Direta da Tensão de água no solo, sendo a Umidade 
determinada de forma indireta. 
 
 Constituído por uma cápsula de cerâmica ligada por meio de um tubo a um 
vacuômetro, em que a tensão é lida. 
 Antes de instalar deve-se fazer a escorva e preenchido com água destilada ou 
fervida e deixar imerso a água por 24 horas. 
Tensiômetro 
 Os tipos mais utilizados: 
 Tensiômetro com vacuômetro metálico; 
 Tensiômetro de mercúrio; e 
 Tensiômetro digital. 
Tensiômetro 
 A capacidade de leitura do tensiômetro vai até tensões de aproximadamente 70 
kPa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Para transformar os resultados de tensão, necessário traçar a curva de retenção 
de água no solo. 
Tensiômetro 
 Medidores com uma cápsula geralmente de gesso, onde são inseridos os 
eletrodos; 
 medem a condutividade elétrica, que tem relação com o potencial de água no 
solo. 
 Trabalham de baixa a alta tensão no solo. 
 Muito operacionais e de fácil automação. 
Medidores Eletrométricos/Blocos de Resistência 
Medidores Eletrométricos/Blocos de Resistência 
Determinação da curva de retenção de água no 
solo 
 Retira-se amostras de solo e as enviam para laboratório; 
 
 As amostras são submetidas a diferentes tensões e pesadas. 
 Mesa de Tensão ou Membrana de “Richards” (panela de pressão) 
Mesa de tensão: 
Membrana de “Richards” (panela de pressão) 
Determinação da curva de retenção de água no 
solo 
 Tem-se uma relação pressão exercida e umidade final; 
 
 Traça-se com os resultados uma curva de retenção de água no solo. 
 Por regressão potencial obtém-se a equação do tensiômetro. 
Curva de retenção de água no solo 
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0 1 10 100 1000 10000 100000Umid
ad
e
 (
cm
3
 c
m
3
) 
Potencial matricial (kPa) 
0
25
50
75
100
125
150
175
200
10-may. 9-jun. 9-jul. 8-ago. 7-sep.
T
en
sã
o
 (
k
P
a
) 
0
25
50
75
100
125
150
175
200
10-may. 9-jun. 9-jul. 8-ago. 7-sep.
T
en
sã
o
 (
k
P
a
) 
DISPOSITIVO COMO FUNCIONA COMENTÁRIOS
Tensiômetro
Medidas de tensão de água no solo 
estão relacionadas com conteúdo de 
água no solo
Requer instalação e manutenção de campo cuidadosa. Mais 
aplicável quando a umidade do solo está entre 50-75 por 
cento da capacidade de campo, e em solos com textura 
média a pesada sob irrigações frequentes
Blocos de 
Resistência 
Elétrica
Medidas de resistência elétrica estão 
relacionadas com o conteúdo de água 
no solo através de uma curva de 
calibração.
Barato. Simples de usar. Com leituras precisas sobre uma 
escala de umidade mais ampla do que tensiômetros, mas 
limitados a solos médios a arenosos. Mais precisos quando 
o solo está abaixo da capacidade de campo. 
Sonda de 
Neutrons
Medidas de nêutrons termalizadas 
(nêutrons rápidos que são retardados 
por colisões com moléculas de 
hidrogênio em água) que estão 
relacionadas com o conteúdo de água 
no solo volumétrica através de uma 
curva de calibração
É um dos métodos mais precisos. Requer uma calibração 
cuidadosa utilizando dados de umidade gravimétrica. 
Requer uma licenã para exposição à radiotivo. Tem alto 
custo.
TDR Avalia a propriedade dielétrica do solo, 
que está relacionada com o teor de água
Requer instalação cuidadosa. TDR funciona em uma ampla 
gama de texturas do solo, densidade do solo e salinidade.
Método 
Gravimétrico
Amostras de solo do campo são 
pesadas, secas e pesadas novamente 
em laboratório.
medidas precisas de conteúdo de água no solo. Necessita 
de método de secagem, conhecimento do valor de 
densidade do solo para estimar o volume de água contido 
no solo.
Métodos encontrados por aí... 
Quantidade de água a aplicar por um 
sistema de irrigação. 
Disponibilidade de água no solo 
Água de percolação 
Água disponível 
Água não disponível 
Limite superior máximo 
Te
n
são
 
U
m
id
ad
e
 
Solo Saturado 
Capacidade de Campo 
(na faixa de -0.05 a -
0,033 atm) 
Ponto de murcha 
permanente 
(-15 atm) 
 Diagrama dos parâmetros de disponibilidade de água no solo: 
Limite inferior 
Cálculo da disponibilidade de água no solo 
 Disponibilidade total de água no solo (DTA) 
 Capacidade total de água no solo (CTA) 
 Capacidade real de água no solo (CRA) 
 Fator de disponibilidade de água no solo (f) 
 Irrigação real necessária (IRN) 
 Irrigação total necessária (ITN) 
Disponibilidade total de água no solo (DTA) 
 Parte da água total armazenada que está disponível para as plantas 
 Definida pelo intervalo entre a capacidade de campo e o ponto de murcha 
permanente 
Cálculo da água disponível: 
 
 
𝐷𝑇𝐴 =
𝐶𝑐−𝑃𝑚𝑝 
10
 . Da 
Capacidade total de água no solo (CTA) 
 Representa aquantidade total de água armazenada na zona radicular (Z). 
 Z representa a profundidade efetiva do sistema radicular (cerca de 80%) das 
raízes. 
Cálculo dessa capacidade: 
 
 𝑪𝑻𝑨 = 𝑫𝑻𝑨. 𝒁 Onde: CTA em mm 
 Z em cm 
Capacidade real de água no solo (CRA) 
 Representa uma parte da CTA. 
 É a quantidade de água disponível no solo considerando a profundidade efetiva 
do sistema e a sensibilidade da planta a ser irrigada. 
 Define-se um fator de disponibilidade (f). 
Grupos de Culturas Fator f 
Faixa comum 
Verduras e legumes 0,2 a 0,4 
Frutas e forrageiras 0,3 a 0,5 
Grãos e algodão 0,4 a 0,6 
 Parâmetro que limita a parte da água disponível que a planta pode utilizar, 
sem causar maiores prejuízos à produtividade. 
 Definido segundo o valor econômico e a sensibilidade da cultura ao déficit 
hídrico. 
Capacidade real de água no solo (CRA) 
 Assim: 
𝑪𝑹𝑨 = 𝑪𝑻𝑨. 𝒇 
𝑪𝑹𝑨 = 𝑫𝑹𝑨. 𝒁 
𝑪𝑹𝑨 = 𝑫𝑻𝑨. 𝒇. 𝒁 
CRA em mm ou 
ou 
Limite superior máximo 
Capacidade de Campo 
Ponto de murcha 
permanente 
Limite inferior 
Fator de disponibilidade (f) 
CRA 
DTA 
ou 
CTA 
Irrigação real necessária (IRN) 
 
 É a quantidade real de água necessária requerida pelo sistema para que a cultura 
se desenvolva sem déficit naquele determinado solo. 
 
 Deve ser sempre menor que a Capacidade real de água no solo (𝐼𝑅𝑁 ≤ 𝐶𝑅𝐴) 
 
𝑰𝑹𝑵 ≤
𝑪𝒄 − 𝑷𝒎𝒑 
𝟏𝟎
𝑫𝒂 . 𝒁 . 𝒇 (𝒎𝒎) 
 Assim: 
 
Irrigação total necessária (ITN) 
 É a quantidade total de água necessária à aplicação por irrigação, 
mas, durante a aplicação existem perdas como evaporação, arraste, 
desuniformidade.... 
 
 Deve-se acrescentar certa quantidade de água para compensar estas 
perdas. 
 
Assim: 
𝑰𝑻𝑵 =
𝑰𝑹𝑵
𝑬𝒂
 
Sistema de Irrigação Eficiência de aplicação média (%) 
Irrigação Localizada 90 a 95 
Pivô Central 85 a 95 
Aspersão Convencional 80 a 90