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MINISTERIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI DIAMANTINA – MINAS GERAIS APOSTILA Irrigação e Drenagem Prof. Dr. Cláudio Márcio P. de Souza Diamantina-MG Agronomia Janeiro/2013 Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 2 de 77 2 Relações água solo planta O manejo da irrigação é uma etapa muito importante na produção agrícola. A aplicação de água no momento e quantidade adequados para o desenvolvimento das culturas envolve uma série de conhecimentos sobre os parâmetros de solo e a relação destes com a água. O estudo destas relações é muito importante para que o manejo inadequado da irrigação (excesso ou deficiência hídrica) não seja fator limitante da produção. 1.0 Conteúdo de água no solo. 1.1 Densidade1 absoluta ou Massa especifica do solo (Ds) É a relação entre a massa das partículas do solo seco e o volume total da amostra. )(.. )(sec... ).( 3 3 cmcilindrodovolume gosolodemassa cmgDs 1.2 Densidade2 de partículas ou Massa especifica do solo (Dp) É a relação entre a massa das partículas do solo seco e o respectivo volume das partículas (excluído os poros). )(... )(sec... ).( 3 3 cmparticulaspelasocupadovolume gosolodemassa cmgDp 1.3 Porosidade3 do solo ( α ) Calculada em função da densidade do solo e da densidade de partículas, refere-se ao volume de vazios existentes no solo. 100*1(%) Dp Ds 1 Obs: varia de 0,7 g cm -3 , até 1,8 g cm -3 para solos arenosos. 2 Obs: a densidade das partículas dos solos é quase constante e igual a 2,6 g cm -3 . 3 Obs: em geral a porosidade dos solos minerais varia entre 25% e 60%, normalmente 40-50%. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 3 de 77 3 1.4 Umidade do solo É a quantidade de água contida numa amostra de solo. Pode ser expressa com base em massa de solo (gravimetricamente) ou com base no volume de solo (volumetricamente). Pode ser determinada por vários procedimentos: Gravimetria (Padrão de Estufa): consiste em tomar uma amostra de solo úmido, pesar e secá-lo a 105 o C até peso constante. O conteúdo de água se calcula por diferença de peso, é o procedimento mais exato, também usado para calibração de outros.O inconveniente é o tempo gasto para secar a amostra. Método dos blocos de resistência elétrica (Bouyoucos): Baseia-se na medida da resistência elétrica do solo, por meio de dois eletrodos inseridos em um bloco de gesso, nylon ou fibra de vidro. Sonda de nêutrons: Este método se baseia na propriedade do H de reduzir a velocidade dos nêutrons rápidos (cuja massa e tamanho são parecidos com o H) emitidos por uma fonte radioativa. Reflectometria: Também conhecido como TDR (Time Domain Reflectometry), se baseia na relação que existe entre o conteúdo de água no solo e sua constante dielétrica. Aplica-se uma onda eletromagnética de alta freqüência ao solo e mede-se a velocidade de propagação. 1.4.1 Umidade gravimétrica 100* )(sec... )(.. (%) gosolodemassa gaguademassa Ug Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 4 de 77 4 1.4.2 Umidade volumétrica 100* )(...... )(..... (%) 3 3 cmnaturalestruturasuacomsolodevolume cmamostranacontidaaguadevolume Uv Obs: conhecendo-se a densidade do solo (Ds), é possível calcular a umidade volumétrica (Uv) com o uso da expressão: Uv (cm 3 cm -3 ) = Ug (%) * Ds (g cm -3 ) Logo o volume de poros ocupados por ar (Ea) = α – Uv Obs: Também chamado de volume de vazios. A lamina de água (h), a umidade volumétrica (Uv) e a profundidade do solo (p) estão relacionados pela expressão: 100 * pUv h Infiltração da Água no Solo É o nome dado ao processo pelo qual a água penetra no solo, através de sua superfície. É um fator muito importante na irrigação, visto que ela determina o tempo em que se deve manter a água na superfície do solo ou a duração da aspersão, de modo que se aplique uma quantidade desejada de água. É expressa em termos de lâmina de água mm h -1 , cm h -1 ou l h -1 . A velocidade de infiltração (VI) depende diretamente da textura e da estrutura dos solos. Em um mesmo tipo de solo a VI varia em função: da umidade do solo na época da irrigação; a porosidade do solo; existência ou não de camadas permeáveis, ao longo do perfil. Há vários métodos e varias maneiras de determinar a VI de um solo. Para que seu valor seja significativo, o método de determiná-la deve ser condizente com o tipo de Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 5 de 77 5 VI inicial VI básica (VIB) VI (cm h -1 ) 4 3 2 1 0,5 1,0 1,5 2,0 Tempo (hora) Figura: Velocidade de infiltração de água no solo versus tempo. irrigação que será usado naquela área. Portanto podemos classificar os diversos tipos de irrigação, segundo a infiltração, em dois grupos: -Infiltração somente na vertical (aspersão e inundações). -Infiltração ocorrendo na vertical e na horizontal: (sulco). Sendo assim, ao se fazer irrigação em sulco, a VI deve ser determinada pelo método da “Entrada- Saída” de água no sulco, pelo método do “Infiltrômetro de Sulco”, ou pelo método do balanço de água no sulco. No caso de irrigação por aspersão ou por inundação deve-se determinar a VI pelo método das “Bacias”, do “Infiltrômetro de Anel” ou do “Infiltrômetro de Aspersor”. Segundo a VIB de um solo, pode-se classificá-lo em: Classificação da VIB em função da velocidade de infiltração. Muito alta > 3,0 cm h -1 Alta 1,5-3,0 cm h -1 Media 0,5-1,5 cm h -1 baixa <0,5 cm h -1 OBS: Na irrigação por aspersão a intensidade de precipitação dos aspersores não deve ultrapassar a velocidade básica de infiltração do solo, para evitar encharcamento do terreno e escoamento superficial. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 6 de 77 6 Lista 1 Exercício 1: Solo Ds=1,4g cm -3 . Qual será sua porosidade? Resp. 46% Exercício 2: Supondo a 1m de profundidade, quanto pesa 1ha de solo do exemplo 1, quando está totalmente seco? E quando saturado? Resp.: Massa = 14000 ton. ha -1 . E quando saturado 18600 ton. ha -1 . Exercício 3: No solo dos exemplos anteriores considere Uv=15%. Choveu 20mm que se infiltraram em 40cm de profundidade. Calcular as novas umidades (Ug e Uv). Exercício 4: Um solo de Ds=1,25g cm -3 , Dp=2,6g cm -3 se encontra saturado, pretende-se drenar a 80cm de profundidade. Considerando Ea=20%. Pergunta-se: Qual a umidade (Uv) do solo? Resp.: 32%. Quanto de água vai ser eliminado por ha? Resp.: 1600m 3 de água ha -1 . Exercício 5: Se colocar um volume de 150L de água em um reservatório de base 60x80cm, qual será a lamina formada? Resp.: 312,5mm. Exercício 6: Se 1L de água for colocado em um recipiente de base 100x100cm, qual será a altura de água (lamina)?. Resp.: 1mm. Exercício 7: Preciso irrigar uma área de 8ha com uma lamina de 10mm, qual seria o volume de água necessário? Resp.: 800m 3 . Exercício 8: Um tanque classe A evaporou 10mm em 2 dias. Qual o volume de água em litros evaporado por dia? Resp.: 22,8L. Exercício 9: Qual o volume de um tanque classe A? Resp.: 285 L. Irrigação eDrenagem Parte 1 Página 7 de 77 7 Exercício 10: Qual o armazenamento de água à profundidade de 60cm para as umidades Uv% 35,8; 42,3; 44,1; respectivamente para as profundidades 0-20, 20-40 e 40-60cm. Resp.: 244,4mm. Ou seja, cada m 2 desse solo ate a profundidade de 60cm contem 244,4L de água. Exercício 11: Qual a composição ideal dos solos visando o desenvolvimento vegetal? Exercício 12: O que são textura e estrutura? Exercício 13: Através de um anel amostrador de diâmetro interno igual a 7cm, de altura de 5cm determinou-se o peso de um solo seco em estufa igual a 198,19g. Qual a densidade desse solo? Resp.: Ds=1,03 g cm -3 Exercício 14: A densidade aparente de um solo é 1,3g cm -3 e o peso da amostra seca em estufa 105-110 o C é 150g. Determinar a porosidade desse solo. Considerando a umidade volumétrica média do exercício 7, determinar o volume de vazios. Exercício 15: Quais solos são mais pesados: os argilosos ou os arenosos? Por quê? Exercício 16: Supondo-se um teor de umidade volumétrica de 0,25 numa camada de profundidade de solo de 40cm, quanto de água está armazenado no solo? Resp.: 100mm. Obs: Valores de VIB em função da textura do solo Arenosa: 25 a 250 mm h -1 . Franco arenosa: 13 a 76 mm h -1 . Franco arenosa argilosa: 5 a 20 mm h -1 . Franco argilosa: 2,5 a 15 mm h -1 . Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 8 de 77 8 Estado energético da Água no Solo Depois da umidade, o estado de energia da água é, provavelmente, a característica mais importante do solo. A água sempre se movimenta dos pontos de maior energia para os de menor energia, ou seja, a tendência universal de toda matéria na natureza a assumir um estado de menor energia. Formas de energia Para definir o estado da energia da água, podem-se utilizar as seguintes formas de expressão: Energia Cinética: a energia cinética na maioria dos casos é desprezível g Vm Ec .2 . 2 Sendo Ec= Energia cinética da água em kg m, m= massa da água em kg, V= velocidade da água, m.s -1 ; g= aceleração da gravidade em ms -2 . Energia Potencial: é de suma importância na caracterização do estado de energia (função de posição e condição interna da água no ponto em consideração). E= m.g.h Sendo h = altura em que se encontra o corpo em m. Movimento da água Figura 1: Movimento água. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 9 de 77 9 Unidades de potencial Os potenciais de água no solo, tendo sido definidos a partir do conceito de potencial químico de uma substância, têm como unidade energia por unidade de massa de água (J.kg -1 ) ou energia por unidade de volume (J.m -3 ). )..( . 233 pressaodeunidadePa m N m mN m J V E Além de serem expressos em Pascal, é muito importante e convencional expressar os potenciais da água em termos de altura de coluna de água. Neste caso considera-se que: hg V E a .. portanto gV E h a .. Podemos facilmente deduzir que: gmV VaE h a .. . portanto gm E h a . Para converter energia com base em peso para energia com base em volume: m E V E a Algumas unidades: 1 atm=760 mm de Hg = 1 kgf cm -2 = 10,33 metros de coluna d’água mca. 1 bar= 10 5 newtons.m -2 = 10 5 Pa 1 atm=101,354 kPa = 0,101354 M Pa que é a unidade atualmente recomendada. 1 atm=1 013 548 baria 1 PSI=0,068 atm = 0,68 mca Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 10 de 77 10 Potencial total da água no solo (ψt) Do ponto de vista de extração de água do solo pelas plantas, não basta somente conhecer o conteúdo de água presente neste solo, e sim a energia com que esta água esta retida. Por definição ψt é “ Quantidade de trabalho que é preciso aplicar para transportar reversível e isotermicamente uma quantidade de água desde uma situação padrão de referencia a um ponto do solo considerado”. O estado de energia em que se encontra a água pode ser descrito pela função termodinâmica da “Energia Livre de Gibbs” que no sistema solo-planta-atmosfera recebe o nome de potencial total de água. Devido às baixas velocidades com que a água se desloca no solo, a energia cinética é desprezada. As diferenças de energia potencial ao longo dos diferentes pontos no sistema dão origem ao movimento da água no solo. Componentes do potencial total da água no solo Composto basicamente por quatro componentes, e representados pela letra grega Ψ. Onde: Ψt= Potencial total; Ψm= Potencial matrico; Ψo= Potencial osmótico; Ψg= Potencial gravitacional; Ψp= Potencial de pressão. Ψt = Ψm + Ψos + Ψg + Ψp *A *B *C *D Se ψA>ψB logo A – B ψA<ψB logo B – A ψC>ψA logo C – A Figura 2: Representação esquemática do potencial total da água no solo Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 11 de 77 11 Potencial gravitacional (Ψg). Está relacionado com a força da gravidade. Potencial matricial(Ψm). Refere-se aos estados de energia da água e suas interações com as partículas sólidas do solo. Depende da textura, estrutura, superfície específica, afinidade da água com as partículas do solo, etc. Na pratica é determinada pelo tensiômetro (campo), placas de Richards e Funis (Laboratório). O potencial matricial esta intimamente relacionado com os fenômenos de adsorção e capilaridade. *A Referencia - + 20 cm Logo ψg A=-20cm Figura 3: Potencial gravitacional. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 12 de 77 12 Os valores de potencial mátrico podem ser calculados pelas seguintes equações: -Tensiômetro com manômetro de mercúrio: Ψm= -12,6 * h + x + P Onde: Ψm = potencial matricial de água no solo (cmca) H = altura da coluna de mercúrio (cm). x = altura da cuba de mercúrio ate nível do solo (cm). P = centro da cápsula ate o nível do solo (cm). -Tensiômetro com manômetro de Bourbon Ψm= -L + 0,098 C Onde: Ψm= potencial matricial de água no solo em kPa C= distancia da cápsula ao manômetro (cm). L= é a leitura do manômetro em cbar ou kPa. -Tensiômetro com manômetro digital (Tensímetro) Ψm= L + 0,098 C Onde: Ψm= potencial matricial de água no solo em cbar ou kPa C= distancia da cápsula ao manômetro (cm). L= é a leitura do manômetro em cbar ou kPa. A relação entre potencial matricial e o teor de umidade é dado pela curva característica de retenção de água no solo, fundamental no manejo da irrigacao (Figura 4). Figura 4. Curva característica de água no solo. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 13 de 77 13 Curva característica de água no solo. O tensiômetro é um equipamento que permite se determinar o potencial matricial da água no solo e não a umidade diretamente. Por isso, a sua utilização deve ser acompanhada de uma curva característica ou curva de retenção de água no solo, a qual relaciona valores de potencial matricial (ψm) com o conteúdo de água no solo. Conhecendo-se a curva característica de água do solo, pode-se estimar o potencial matricial conhecendo-se umidade e vice-versa. Existem vários modelos utilizados para se justar os dados de umidade do solo com potencial matricial, destacando-se entre os demais, o modelo de van Genuchen 1980: mn m rs r ]).(1[ Sendo: ψ=Potencial matricial (cmca). θs= Umidade saturação (cm3.cm-3). θr= Umidade residual (cm3.cm-3). θ= Umidadeatual (cm3.cm-3). α, m, n= parâmetros de ajuste do modelo. Exemplo: Considere uma curva de retenção com os seguintes valores: θr=0,039, θs=0,484, ψm=50,8cmca, α, m, n=16,353; 0,2681; 0,213 respectivamente. Qual é a umidade do solo neste momento? Resp.: 0,325 cm 3 .cm -3 Exemplo: Para um tensiômetro instalado a 30cm de profundidade, distancia da cuba ate o solo de 5cm e altura da coluna de mercúrio de 20cm, umidade volumétrica na capacidade de campo de 0,35 e ponto de murcha permanente de 0,20 (volume). Deseja-se saber se está no momento de proceder à irrigação. Obs considere: irrigar toda vez que a umidade atingir 40% da água disponível. Obs: Ui=Ucc-40%(Ucc-Upmp). As plantas possuem diferentes capacidades de extrair água do solo, algumas são capazes de retirar água sob altas tensões (algodão). Outras retiram a baixas (alface). Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 14 de 77 14 Tabela 1: Potenciais de água no solo indicado para algumas culturas: Cultura Tensão de água no Solo (kPa) Cultura Tensão de água no Solo (kPa) Alface 40-60 Couve-flor 60-70 Batata 20-40 Melão 30-80 Cebola 15-45 Tomate 30-100 Obs: Os tensiômetros operam nas faixas de no máximo até 80kPa. Pegando a maioria das faixas de manejo das culturas, correspondendo a mais de 50% da água útil (CC e PMP) contida no solo, nos arenosos essa porcentagem pode-se elevar ate 75%. Potencial osmótico (Ψo): Está relacionado com o total de sais no solo. Muito importante em solos salinos. Dependendo do nível de salinidade do solo, Ψos=-0,36*CE Onde: Ψos= potencial osmótico, em atm. CE= condutividade elétrica do extrato de saturação do solo (mmhos/cm) determinado em laboratório. Potencial de Pressão (Ψp): Decorrente da pressão externa sobre a água, é uma pressão hidrostática, normalmente maior que a atmosférica, portanto maior que zero: é positiva em muitas células de plantas como, também, num solo saturado abaixo da linha do lençol freático. Nesse componente de pressão somente serão consideradas as pressões positivas, e, portanto elas só existem em condições de solos saturados na presença de uma lamina de água sobre a superfície do solo. Ψp = d g h Onde: d= densidade do fluido. g= aceleração da gravidade h= diferença entre o ponto considerado e a superfície do fluido. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 15 de 77 15 Exemplo: Qual o sentido de movimento da água? Sendo o caminhamento da água dos pontos de maior energia para os de menos: A-B, ΨA = ΨB; não existe movimento. B-C,ΨC > ΨB; C – B. D-B, ΨD > ΨB; D-B. C-D, ΨC > ΨD; C-D. Exemplo 1: Determinar o potencial total da água no solo a 1,20m de profundidade em atm, sabendo-se que há um lençol freático, cujo nível fica a 50cm da superfície.Resp.: - 50cmca=-0,048atm. Disponibilidade de água no solo A freqüência de irrigação requerida para uma cultura, sob determinado clima, depende grandemente da quantidade d’água que pode ser armazenada no solo, após uma irrigação. Ponto Ψg(cm) Ψm(cm) Ψ(cm) A 0 -100 -100 B -20 -80 -100 C -40 -30 -70 D -20 -60 -80 A Referencia - + 20 cm Logo ψg A=-2cm B C D 20 cm Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 16 de 77 16 Saturação: Um solo está saturado quando todos os seus poros estão cheios de água. No estado de saturação o potencial matricial da água no solo é zero. Capacidade de campo (CC): Terminado o processo de drenagem chega um ponto em que o solo não perde mais água, neste estado disse-se que o solo esta na capacidade de campo “ou seja, é máximo de água que o solo pode reter sem que haja percolação”. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 17 de 77 17 Determinação no campo: O solo é completamente umedecido, até uma profundidade de mais ou menos 1,5m, por meio de irrigação normal ou de represamento d’água, em uma bacia de 2m de diâmetro, durante o tempo necessário. Após o umedecimento do solo, sua superfície é coberta com um plástico para evitar evaporação. O teor de umidade é então determinado, em intervalos de 24h por amostragens em cada camada de 5cm, até a profundidade desejada. A amostragem e determinação da umidade deve continuar ate que se note que a variação do teor de umidade, no período de 24h, tenha se tornado mínima, ao longo do perfil. Um gráfico de teor de umidade versus tempo ajuda a decidir qual é o teor de umidade que melhor representa a capacidade de campo. Este método é mais preciso e funciona como método padrão. Uma única amostragem, em determinado tempo, em geral após 24h, em solos arenosos e 48 em argilosos, é muito usado na prática, porém pode causar sérios erros. Determinação no Laboratório: Método da curva de tensão (curva característica). A tensão, que foi considerada como equivalente a “CC”, é de 1/10 de atmosfera, para solo de textura grossa, e de 1/3 de atmosfera, para solos de textura fina. A tensão geralmente usada é de 1/3 de atmosfera, para qualquer tipo de solo. Esta curva de tensão é determinada em laboratório com “panela” e “membrana” de pressão ou funil de “Bukner”, podendo ser usados solos sem estrutura ou com estrutura natural, sendo este ultimo mais trabalhoso, porem mais preciso. O teor de umidade na “CC” pode variar de 8%, em peso, para solos arenosos, ate mais de 30%, em solo argilosos. Ponto de murcha permanente (PMP): Em condições de campo, é comum notar que pela tarde alguns vegetais murcham, mesmo estando o solo com teor de umidade relativamente alto. Eles recuperam a turgidez durante a noite e permanecem túrgidos até a tarde do dia seguinte. Este caso é chamado de “murchamento temporário”, e é mais comum durante os dias muitos quentes. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 18 de 77 18 PMP é aquele em que a planta que murcha durante a tarde não recupera a sua turgidez durante a noite, e na manhã seguinte permanece murcha. Somente recuperará sua turgidez após irrigação ou chuva. Este conceito é usado para representar o teor de umidade no solo abaixo do qual a planta não conseguira retirar água do solo na mesma intensidade que ela transpira, aumentando a cada instante a deficiência de água na planta, o que a levará a morte, caso não seja irrigada. “PMP” é o limite mínimo da água armazenada no solo que será usada pelas vegetais. Determinação do PMP: É muito difícil determiná-lo em condições de campo, porque o teor de umidade no solo, ou a sua tensão, varia com a profundidade, e sempre haverá movimente d’água de outros pontos para a zona do sistema radicular da planta indicadora do PMP. A pratica comum é cultivar girassol em vasos fechados. Quando as folhas inferiores murcham, as plantas são colocadas em câmara úmida e escura, ate que elas restabeleçam sua turgidez, sendo então recolocadas sob a luz. Este processo será repetido ate que as folhas inferiores não consigam restabelecer sua turgidez, sendo então determinado o teor de umidade do solo, o qual será o “ponto de murcha permanente”. Verificou-se em pesquisas que o teor de umidade de uma amostra de solo destorroado e submetido a uma tensão de 15 atmosferas é bem próximo do valor encontrado com o método de indicação do “PMP”, pelo girassol. A tensão de 15 atm é obtida colocando-se o solo em membrana de celulose (membrana de pressão) ou em prato de cerâmica poroso (panela de pressão) colocando-as na câmara e aumentando a pressão sobre a membrana ou prato até atingir 15 atmosferas. A amostra ficará sobre esta tensão até que dela não saia mais água, ou seja, a água retida pelo solo está com tensão igual ou maior doque 15 atmosferas. O teor de umidade determinado nestas amostras representa o Ponto de Murchamento. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 19 de 77 19 Água útil: Independente das dificuldades encontradas nas determinações de CC e PMP, esses tem um grande significado agronômico, e representam os limites máximos e mínimos da umidade do solo que pode ser utilizada pelas culturas. A quantidade de água compreendida entre esses valores é definida como “Água Útil”. Pode ser expressa em termos de umidade gravimétrica ou volumétrica. PMPCCAu Exemplo: Uma análise de um solo tem as seguintes características: ds=1,45, dp=2,6, CC=36% e PMP=20%. Calcular os conteúdos de água nos estados de saturação, capacidade de campo e ponto de murchamento, expressando em mm e m 3 ha -1 de água útil. Resp.: Estado θv(%) h (mm) m3 ha-1 Saturação 44 220 2200 CC 36 180 1800 PMP 20 100 1000 A.u 36-20 80 800 Exemplo: Considerando que se queira drenar o solo do exemplo anterior, quanto de água se obteria? Resp.: 400m 3 ha -1 ou 400mm. Exemplo: Um solo de 70cm de profundidade tem CC=28%, PMP=11%. Supondo uma evapotranspiração de 6mm dia -1 . Se o solo esta na CC, quantos dias serão necessários para a umidade desse solo alcançar o PMP? Resp.: 20 dias. Exemplo: No solo do exemplo anterior pretende-se irrigar quando o conteúdo de água atingir 70% da água útil.Sem considerar eficiência da irrigação, calcule o intervalo de irrigação. Resp.: 6 dias. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 20 de 77 20 Disponibilidade Total de Água do Solo (DTA) É uma característica do solo, a qual corresponde à quantidade de água que o solo pode reter ou armazenar por determinado tempo. ds PMPCC DTA * 10 ( Onde: DTA: disponibilidade total de água, em mm cm -1 de solo; CC: capacidade de campo, % em peso. PMP: ponto de murchamento, % em peso. Ds: densidade aparente do solo, em g cm -3 . Ou ainda: DsPMPCCV *)( Sendo V= m3 de água disponível, por ha, em cada cm de profundidade do solo. Capacidade Total de Água no Solo (CTA) Tanto a quantidade de chuva quanto a irrigação só devem ser consideradas disponíveis para a cultura no perfil do solo que esteja ocupado pelo seu sistema radicular. ZDTACTA * Em que: CTA= capacidade total de água no solo em mm; Z= profundidade efetiva 4 do sistema radicular, em cm. Tabela: Profundidade efetiva das raízes crescendo em solos homogêneos (cm) Alfafa 90-180 Milho 30-100 Feijão 30-60 Cana 50-150 Citrus 50-150 Hortaliças 20-40 4 A profundidade efetiva do sistema radicular (Z) deve ser tal que, pelo menos, 80% do sistema radicular da cultura esteja nela contida. Ela depende da cultura e da profundidade do solo na área. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 21 de 77 21 Capacidade Real de Água no Solo (CRA) Em irrigação, nunca se deve permitir que o teor de umidade do solo atinja o ponto de murchamento, isto é, deve-se somente usar, entre duas irrigações sucessivas, uma fração da capacidade total de água do solo, ou seja: fCTACRA * sendo: CRA= capacidade real de água no solo, em mm; f= fator de disponibilidade, sempre menor que 1. O fator de disponibilidade ( f ) varia entre 0,2 e 0,8. Os valores menores são usados para culturas mais sensíveis ao déficit de água no solo, e os maiores para as culturas mais resistentes. De modo geral, podem-se dividir as culturas irrigadas em três grandes grupos. Tabela: Fator de disponibilidade de água no solo ( f ) Grupo de culturas Valores de f Verduras e legumes 0,2-0,6 Frutas e forrageiras 0,3-0,7 Grãos e algodão 0,4-0,8 Dentro de cada grupo o valor de f a ser usado dependerá da maior ou menor sensibilidade da cultura ao déficit de água no solo e da demanda evapotranspirométrica da região. É comum o uso do valor fé f = 0,4 para verduras e legumes; f = 0,5 para frutas e forrageiras e f = 0,6 para grãos e algodão. Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 22 de 77 22 Irrigação Real Necessária (IRN) É a quantidade real de água que se necessita aplicar por irrigação, cada vez que se irriga. Pela definição de IRN, consideram-se dois casos distintos: Com irrigação total Quando toda água necessária à cultura foi suprida pela irrigação. Neste caso a IRN deverá ser igual ou menor do que a capacidade real de água no solo. CRAIRN que substituindo nas equações anteriores fica: 10 ***)( fZDsPMPCC IRN Com irrigação suplementar Quando parte da água necessária à cultura for suprida pela irrigação e outra parte pela precipitação efetiva (Pe). PeCRAIRN que substituindo nas equações anteriores fica: Pe fZDsPMPCC IRN 10 ***)( Irrigação Total Necessária (ITN) É a quantidade total de água que se necessita aplicar por irrigação, cada vez que se irriga, ou seja: Ea IRN ITN sendo: ITN= quantidade total de irrigação necessária, em mm ou m 3 ha -1 . Ea= eficiência de aplicação da irrigação, em decimal. Exemplo: Calcular a disponibilidade de água para a seguinte condição: Local: Ribeirão Preto, Irrigação total, solo: CC=32% em peso, PMP=18% em peso, Ds=1,2gcm -3 , cultura: milho, Z=50cm, f = 0,5. Resp.: IRN<=42mm. Ef.100%. Exemplo: Considerando que houve uma chuva de 14 mm, Qual seria a irrigação real necessária? Resp.: 28mm ou 280m 3 ha -1 . Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 23 de 77 23 A disponibilidade de água geralmente aumenta à medida que a textura do solo vai diminuindo. Na tabela abaixo se tem os limites comumente encontrados nas texturas básicas, em mm de água, por cm de solo. Tabela: Limites de disponibilidade total de água (DTA), em mm de água por cm de solo, para as diferentes texturas. Textura Disponibilidade total de água (DTA) mm cm -1 do solo m 3 ha -1 por cm de solo Grossa 0,4-0,8 4-8 Media 0,8-1,6 8-16 Fina 1,2-2,4 12-24 Necessidade Hídrica das Culturas A evapotranspiração - Coeficiente de cultivo O conhecimento dos fatores climáticos é de fundamental importância para o manejo racional da irrigação. Estes fatores permitem com uma aproximação bastante boa estimar a evapotranspiração, que é o consumo de água de um determinado local, através da evaporação da água do solo e pela transpiração das plantas, ocorrida durante o processo de fotossíntese. É a somatória de dois termos: transpiração (a água que penetra pelas raízes das plantas, utilizada na construção dos tecidos ou emitida pelas folhas, reintegrando-se à atmosfera) e evaporação (a água é evaporada pelo terreno adjacente às plantas, por uma superfície de água ou pela superfície das folhas quando molhadas por chuva ou irrigação for evaporada sem ser usada pela planta). Existem três formas ou conceitos de evapotranspiração da cultura geralmente empregados, que são: Evapotranspiração real ou efetiva (ETr): Quantidade de água realmente consumida por uma cultura determinada (conjunto solo-cultura) em um intervalo de tempo considerado Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 24 de 77 24 Evapotranspiração potencial ou máxima (ETp): Quantidade de água realmente consumida, em um determinado intervalo de tempo pela cultura em plena atividade vegetativa, livre de enfermidades, em um solo cujo conteúdo de água se encontra próximo à capacidadede campo. Evapotranspiração de referencia (ETo): Chamamos de evapotranspiração de referência (ETo), a evapotranspiração estimada através das diferentes fórmulas empíricas obtidas por diferentes autores. Essas fórmulas baseiam-se em dados meteorológicos e apresentam-se em grandes variações, necessitando desde poucos dados, até modelos mais complexos, que exigem um grande número de elementos climáticos. Uma maneira bastante prática e barata de se estimar a ETo, é através do Tanque Classe A. Trata-se de um evaporímetro (tanque) circular, com 1,21 metros de diâmetro, por 0,254 metros de altura e construído em chapa galvanizada número 22. É assentado no solo sobre um estrado de caibros de 0,10 x 0,05 x 1,24 metros, nivelado sobre o terreno. O Tanque Classe A é cheio de água limpa até 5 cm da borda superior e se permite um nível mínimo de água de 7,5 cm, a partir da borda, ou seja, a cada 25 mm (2,5 cm) de evaporação devemos restaurar o volume do tanque. Sua operação é bastante simples e a variação do nível da água é medida com o auxílio de uma ponta de medida, tipo gancho, assentada em cima do poço tranquilizador, também devidamente nivelado, sendo a precisão da medida de cerca de 0,02 mm. A leitura do nível de água é realizada diariamente e a diferença entre leituras caracteriza a evaporação no período. Com as leituras diárias ainda não temos a evapotranspiração, portanto torna-se necessária a conversão da evaporação do Tanque Classe A, para evapotranspiração de referência (ETo). A ETo é definida como a perda de água sofrida por uma superfície coberta de vegetação rasteira, em fase de desenvolvimento ativo, cobrindo totalmente o terreno, no qual a umidade não limita o desenvolvimento ótimo da planta. Estas condições observadas determinam que somente os parâmetros externos à superfície (parâmetros climáticos) sejam os responsáveis pelo processo de evapotranspiração. Assim, a ETo pode ser calculada pela expressão: Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 25 de 77 25 ETo = ECA x Kp Kp = f (vento, umidade relativa, bordadura) sendo: Kp = coeficiente de Tanque. O coeficiente do Tanque Classe A (Kp) depende da velocidade do vento, da umidade relativa e do tamanho da bordadura formada por grama batatais plantada em volta do Tanque Classe A. Para a nossa região, a maior parte do ano se apresenta com um Kp da ordem de 0,75. Para estufas adotar Kp=1. No entanto, o que realmente se deseja é a evapotranspiração da cultura, ou seja, devemos repor a água que foi consumida pela cultura de interesse econômico e este consumo varia em função do estágio de desenvolvimento da cultura e de cultura para cultura. Assim, a evapotranspiração da cultura é obtida multiplicando-se a evapotranspiração de referência pelo coeficiente de cultura (Kc). ETc=ETo x Kc Onde: Kc = f (espécie, estádio) O ciclo da cultura é dividido em fases fenológicas e cada fase assume valores distintos de Kc. Para a cultura da uva na região noroeste do Estado de São Paulo estes valores variam entre 0,3 e 0,7. Assim, estas fases são chamadas de período de crescimento (ou período vegetativo) cultura, floração, formação da colheita (aumento da tamanho dos frutos) e maturação. Os valores de Kc devem ser multiplicados pela ETo para a obtenção da evapotranpiração cultural (ETc). Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 26 de 77 26 Exercício: Determinar a Etc (tomate) no período intermediário de desenvolvimento, considerando uma evaporação no tanque classe A de 5mm dia -1 . E se a cultura do tomate estiver em estufa? Resp.: Etc=Eto*Kc=(ECA*Kp)*Kc=5*075*1,05= Resp.: tomate estufa só muda Kp de 0,75 para 1,0. Tabela: Coeficiente de cultura (Kc) Cultura FASES DE DESENVOLVIMENTO DA CULTURA Inicial Desenvolvimento da Cultura Período Intermediário Final do Ciclo Colheita Algodão 0,4 0,7 1,05 0,8 0,65 Amendoim 0,4 0,7 0,95 0,75 0,55 Arroz 1,1 1,1 1,1 0,95 0,95 Banana tropical 0,4 0,7 1,0 0,9 0,75 Batata 0,4 0,7 1,05 0,85 0,7 Cana-de-Açucar 0,4 0,7 1,0 0,75 0,5 Citros com tratos culturais 0,65 Citros sem tratos culturais 0,85 Girassol 0,3 0,7 1,05 0,7 0,35 Milho doce 0,3 0,7 1,05 1,0 0,95 Milho grão 0,3 0,7 1,05 0,8 0,55 Pimentão verde 0,3 0,6 0,95 0,85 0,8 Tomate 0,4 0,7 1,05 0,8 0,6 Trigo 0,3 0,7 1,05 0,65 0,2 Uva 0,3 0,6 0,7 0,6 0,55 Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 27 de 77 27 Freqüência de Irrigação Também conhecida como turno de rega, é a duração em dias entre as sucessivas irrigações: ).(1 )(1 )( 1 diammN mmL diasFr A freqüência Fr, para cada período da campanha de irrigação , deve ser menor ou igual ao turno de rega máximo (Fmax.), dado pela equação: 1 max 1 N L F m Em que: Fmax= turno de rega máximo para o período considerado, em dias; L1m= lamina de irrigação liquida máxima, em mm; N1= necessidade de irrigação liquida, em mm dia -1 . A freqüência, ou intervalo máximo de irrigação , é variável ao longo do ciclo da cultura, e seu mínimo valor corresponde ao período de Maximo déficit hídrico (período crítico), no qual a necessidade de irrigação liquida é máxima. Os projetos de irrigação se realizam em função da freqüência de irrigação no período critico, quando a necessidade de irrigação liquida (N1) corresponde à evapotranspiração máxima da cultura. A freqüência máxima de projeto (Fmax) no período critico será: ).( )( )max( 1 1 diammEtp mmL diasF m Exemplo: determinar a freqüência de irrigação (Fmax) para um solo cultivado, cuja evapotranspiração máxima (ETp), no período critico (de máxima demanda), é igual a 6,5mm.dia -1 , e a lamina de irrigação máxima é de 50mm. Resp.: 7,7=7 dias Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 28 de 77 28 Necessidade de Lixiviação Grande parte das águas utilizadas para irrigação contem sais dissolvidos de origem natural, que se acumulam no solo cultivado, aumentando a concentração dos minerais já existentes no mesmo, à medida que a água se evapora e é consumida pelas plantas. Para se evitar prejuízos às culturas irrigadas, decorrentes da concentração excessiva de sais na solução do sol, é necessário se adotar um manejo adequado conjunto de irrigação e drenagem. A irrigação deve prover uma quantidade suplementar de água para drenar o excesso de sais, transportando-os para as camadas inferiores do solo não alcançadas pelas raízes da cultura. É indispensável também que exista um sistema de drenagem na área cultivada (natural ou artificial), para facilitar o escoamento da irrigação excedente e evitar a ascensão do lençol freático à zona radicular. A fração de irrigação, que deve percolar para lavar ou lixiviar os sais acumulados no solo depende da salinidade da água de irrigação e da salinidade tolerada pela planta, sendo obtidas então pelas seguintes equações: -Para irrigação por aspersão de baixa freqüência ou por inundação: CEaCEe CEa LR .5 - Para irrigação de alta freqüência (gotejamento e microaspersão): CEe CEa LR .2 Onde: LR= fração de água mínima destinada a lavar os sai acumulados no solo. CEa = condutividade elétrica da água de irrigação em dS.m -1 (mmhos.cm -1 ), medida a 25 o C. CEe= valor estimado da condutividade elétrica do extrato do solo saturado em dS.m -1 (mmhos.cm -1 ), que acarreta uma determinada redução no potencial da cultura considerada. Para irrigação por superfície e por aspersão convencional se recomenda que o valorde CEe a utilizar na equação seja o valor estimado da condutividade elétrica do extrato de saturação do solo que possa provocar uma redução máxima de 10% no rendimento potencial da cultura considerada. Para irrigação por gotejamento e microaspersão, recomenda-se admitir o valor estimado de CEe que reduz a zero o rendimento da cultura. Página 29 de 77 29 A água de irrigação requerida para suprir a necessidade da cultura e a lixiviação dos sai se obtém por meio do quociente entre a necessidade de irrigação liquida (Nl) e o fator 1- LR. Se o valor de LR é menor do que 0,1 admite-se que as perdas por percolação profunda, que ocorrem anualmente na irrigação são suficientes para lavar os sais. Em tal caso não será necessário aumentar a lâmina de irrigação líquida para atender a lixiviação dos mesmos. Considera-se também que em zonas cultivadas abundantes, não será necessário lixiviar os sais com água de irrigação, já que as chuvas que caem com freqüência se encarregam de realizá-lo. Tabela: Valores estimados de CEe em dS m -1 Cultura Redução no rendimento potencial abacate 1,8 6,0 alface 2,1 9,0 batata 2,5 10,0 feijão 1,5 6,5 laranja 2,3 8,0 milho 2,5 10,0 tomate 3,5 12,5 Obs.: millimhos per centimeter (mmhos/cm), deci-Siemens per meter (dS/m) or micromhos per centimeter (mmhos/cm) e 1000 mmhos/cm = 1 mmho/cm = 1 dS/m Página 30 de 77 30 Quantidade de água requerida para o sistema de irrigação A. 10 *)( dapmpcc DTA B. CTA= DTA * Z CRA = CTA * f Onde: Z em cm f é fator disponibilidade da cultura. C. VIB D. Etpc = kc * Eto E. IRN <= CRA IRN <= CRA –Pe Pe= precipitação efetiva em projetos pode ser substituída pela precipitação provável com 75-80 % de probabilidade de ocorrência. F. Turno de rega ETpc CRA TR ou )( PeETpc CRA TR G. Período de irrigação (PI) Numero de dias necessários para completar uma irrigação em determinada área. Deve ser igual ao TR, ou um dia menor. H. Irrigação total necessária (ITN) Ea IRNmm ITN I. Máxima demanda de irrigação. É a máxima demanda evapotranspirométrica da cultura. J. Intensidade de aplicação de água. IA<VIB )(2*)(1 3600*)/( )/( mSmS slq hmmIA K. Tempo por posição Ti (hora). O tempo de funcionamento do sistema por posição é função da ITN e da intensidade de aplicação. OBS: ideal é que cada linha lateral irrigue 1,2 ou 3 posições por dia. L. No de horas de funcionamento por dia (H). Em geral os sistemas de irrigação por aspersão deveria trabalhar 18h por dia. Obs custo de energia. M. Numero de posições por dia. O no de posições que cada LL cobrira por dia é função do numero de horas em que o sistema funcionará por dia, e do tempo necessário por posição. N. Capacidade requerida para o sistema. PIHEcEa IRNA Q *** * *78,2 ou PIHEcEa TRAPpETpc Q *** **)( *78,2 onde: Q= vazão necessária l/s; A= área projeto em há; ETpc= evapotransp. Cultura no período de maior demanda, em mm/dia; Pp= precipitação provável, mm/dia; TR= turno de rega, em dias; IRN= irrigação real necessária, em mm; Ea= eficiência de aplicação de irrigação, em decimal; Ec= eficiência de condução da água, em decimal H= n o de horas funcionamento do sistema por dia; PI= período de irrigação , em dias. Em geral sistemas de irrigação por aspersão necessitam de 1 litro/s/ha (24 horas de funcionamento) ou 2 litros/s/há (12 horas de func.). Onde: DTA= em mm/cm de solo; Cc % em peso; Pmp % peso; Da em g/cm 3 . Página 31 de 77 31 Irrigação por Aspersão 1. Vantagens e Desvantagens 2. Componentes do sistema: Bombas, tubulações, derivações, aspersores 3. Características dos apersores 3.1 Vazão (Q) 3.2 Raio de Alcance ( R ) 3.3 Pulverização (Pd, Ip) 3.4 Índice de eficiência (Ie) 3.5 Índice de precipitação (I) 3.6 Índice de erodibilidade Id) 4. Distribuição dos aspersores 4.1 Disposição dos aspersores 4.2 Espaçamentos convencionais 4.3 Catálogo dos fabricantes 5. Grau de uniformidade de precipitação 6. Eficiência de Irrigação 7. Distribuição das linhas laterais: Topografia, geometria da parcela, vento, fileiras das plantas, tomada d’água. 8. Dimensionamento das linhas laterais e principais 8.1 Conceitos básicos 8.2 Equações da continuidade e da energia 8.3 Cálculo da pressão na linha lateral 8.4 Cálculo da pressão na linha principal 1. Vantagens e Desvantagens do sistema de irrigação por Aspersão Vantagens: não exige sistematização do terreno : economia mantém a fertilidade natural do solo: não lixivia pode ser empregada em qualquer tipo de solo, mesmo os com altas taxas de infiltração terrenos com qualquer declividade (até 30%) permite a aplicação de defensivos e de fertilizantes permite uma maior economia de água : eficiência de 70 a 95% elimina (praticamente) as perdas por condução permite a irrigação durante à noite : economia energia elétrica praticamente não prejudica a aeração do solo, resultando em melhor desenvolvimento radicular é fácil de ser implantada em plantações permanentes já estabelecidas Página 32 de 77 32 Desvantagens: requer mão de obra habilitada exige bombeamento para atingir a pressão de serviço: gastos de energia propicia uma evaporação mais intensa. Minorado com irrigação noturna (menor temperatura e menos vento) impacto das gotas nas flores e frutos pode : propagar doenças prejudicar polinização queda flores e frutos no início desenvolvimento causar erosão no solo pode lavar os defensivos aplicados na parte aérea chuvas desuniformes (vento > 4 m/s), minimiza com irrigação a noite custo inicial elevado entupimento dos aspersores. Minimiza com filtros 2. Componentes do sistema Bomba: motor elétrico, diesel ou gasolina Tubulações: tubulação de adução, tubulação de distribuição (linhas principais e laterais). Comprimentos fixos de 6m. Para sistemas convencionais móveis utiliza-se encaixes com engates rápidos e boa vedação (sem roscas nem colas). Para sistemas convencionais fixos utiliza-se juntas para união dos tubos. Estas juntas podem ser flexíveis ou rígidas (soldas, cola ou parafusos). Os tipos de materiais mais utilizados nas tubulações são: PVC (cloreto de polivinil), polietileno, cimento amianto, aço galvanizado, alumínio. - PVC. Diâmetros menores que 300 mm. Baixo peso (economia em transporte e melhor manejo), baixa rugosidade das paredes do tubo. Os engates de PVC não têm grande resistência. Uma alternativa é usar tubos de PVC com engates de aço galvanizado. - Polietileno. Tubulações flexíveis, uso limitado a diâmetros inferiores a 50 mm por questão econômica. Mais resistentes e fáceis de manejar que os de PVC. Empregados em microaspersão e gotejamento. - Cimento amianto. Diâmetros entre 250 e 800 mm. Rompem-se com facilidade quando submetidos a impactos. - Aço galvanizado e alumínio. Os de alumínio são mais leves que os de aço, mais resistentes à corrosão, mais caros e menos resistentes aos choques externos. Problema de esquentar muito com o sol, sendo necessário luvas para manejá-los. Derivações: registros, curvas e cotovelos (mudança de direção das tubulações, podendo ter ângulos internos de 45 o , 60 oe 90 o), Tê (une duas linhas de tubulação em forma de ‘T”, como a conexão da linha principal à lateral), redução (une um tubo de diâmetro maior com outro de diâmetro menor), cruzeta (une duas linhas de tubulação em forma de cruz), tampão (utilizado para tapar os trechos finais das linhas laterais e principais. Aspersores: peças principais do sistema de irrigação por aspersão. Operam sob pressão, lançam o jato d’água no ar. Este é fracionado em gotas caindo no solo em forma de chuva. Eles podem ter giros completos (360 o ) ou parciais (90 o , 180 o ).A velocidade de rotação é baixa (de 1 a 2 rotações por minuto). A pressão de serviço do aspersor varia de 0,2 a 15 atm. A pressão de serviço não é cumulativa na linha. A pressão no aspersor 1 será igual a pressão no aspersor 10 menos a perda de carga ao longo da linha. Diferente da vazão, que é cumulativa. Os aspersores podem tem 1 ou 2 bocais com diversos diâmetros. Quanto maior o diâmetro do boca, maior o Página 33 de 77 33 Raio de alcance do aspersor. O quadro abaixo mosta uma classificaçào dos aspersores quanto a sua pressão de serviço e algumas características. Classificação dos aspersores quanto a pressão de serviço Classe Ps (m.c.a.) No. bocais Raio de Alcance (m) Micro pressão 4 < Ps < 10 1 5 < R < 10 Baixa pressão 10 < Ps < 20 1 6 < R < 12 Média pressão 20 < Ps < 40 1 ou 2 12 < R < 36 Alta pressão 40 < Ps < 80 1 ou 2 36 < R < 60 Canhão 50 < Ps < 100 1 ou 2 40 < R < 140 3. Características hidráulicas dos aspersores 3.1 Vazão (Q) ghCdxSQ 2 , onde: Q = vazão do aspersor (m 3 /s) Cd = coef.descarga do bocal aspersor (0,65 a 0,95) S = Área da seção transversal do bocal ( S= d2/4, d = diâmetro do bocal em m) G = 9,8 m/s 2 h = pressão de serviço (m.c.a) Exemplo: determinar o coeficiente de descarga de um aspersor dotado de um bocal de diamentro igual a 4mm, que lança uma vazão de 1,00m 3 /h, submetido a uma pressão de funcionamento de 2,8 kg/cm 2 . Resp.: Cd=0,96 3.2 Raio de Alcance ( R ) dhxR 35,1 , onde: R = raio de alcance do aspersor (m) d = diâmetro do bocal (mm) h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.) Exemplo: Estimar o alcance de um aspersor, submetido a uma pressão de 42mca, cujo diâmetro do bocal é de 7,14mm. 3.3 Pulverização (Pd, Ip) Chuva normal tem gotas com diâmetros entre 0,1 e 1 mm Tormentas têm gotas com diâmetros > 3 mm Em irrigação por aspersão as gotas mais finas caem próximo ao aspersor. 65% R 0,5 < d < 2 mm onde, R = Raio de alcance, d = diâmetro das gotas de chuva 35% R d>2 a) Índice de Tanda (1957) (Pd) 4,0)10( q h Pd onde: Página 34 de 77 34 h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.) q = vazão do aspersor (l/s) Quanto maior o Pd menor o tamanho das gotas Pd > 4 pulverização excessiva (gotas muito finas) 2 < Pd < 4 pulverização adequada Pd < 2 gotas muito grossas b) Índice de pulverização (Ip) h d Ip onde, d = diâmetro do bocal (mm) h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.) Quanto maior o Ip maior o tamanho das gotas Segundo Lozano (1965) Ip < 0,3 gotas finas : flores, hortaliças, algodão, fumo 0,3 < Ip < 0,5 gotas médias: frutíferas Ip > 0,5 gotas grossas: milho, forrageiras 3.4 Índice de eficiência (Oelher, 1964) (Ie) Parâmetro que representa a eficiência de um aspersor com relação ao seu alcance h R Ie ou onde: R = alcance do aspersor IpIe 35,1 h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.) Ip = índice de pulverização Em termos econômicos quanto maior R maior Ie para uma determinada Pressão de serviço do aspersor. Mas, quanto maior Ie maoir o Ip (gotas são mais grossas). Uma alta eficiência do aspersor compromete a qualidade de irrigação devido a as gotas muito grossas. Ie varia entre 0,4 e 1,0 . Ideal Ie entre 0,7 e 0,8 (economia e qualidade de irrigação). 3.5 Índice de precipitação (I) (intensidade precipitação, tx de aplicação da dose) Convencional 21 SxS Q I , onde: I = m/s (distribuição dos aspersores retangular) Q=vazão do aspersor (m 3 /s) S1 = espaço entre os aspersores (m) S2 = espaço entre as linhas laterais (m) 2 15,1 3 xS Q I (distribuição dos aspersores triangular) Página 35 de 77 35 4. Distribuição dos aspersores 4.1 Disposição dos aspersores e espaçamentos A distribuição de um aspersor é desuniforme. A precipitação é mais concentrada no local do aspersor, no centro da área molhada. Por isso, devemos superpor as áreas molhadas pelos aspersores, para uniformizar mais a precipitação que chega ao solo. As disposições dos aspersores podem ser quadradas (S1 =S2), retangulares e triangulares. Dependendo do espaçamento entre aspersores (S1) e linhas laterais (S2), cada aspersor terá uma área molhada diferente. Para uma uniformidade aceitável da precipitação os seguintes espaçamentos são recomendados: Disposição S1 (distância entre aspersores, m) S2 (distância entre linhas, m) Quadrada 2R 2R Retangular R 1,3 R Triangular 3R 1,5 R A disposição retangular é usada para corrigir o efeito do vento. Dispõem-se as linhas laterais perpendiculares a direção predominante do vento. O vento tende a dar um formato elíptico à área molhada do aspersor. Diminui-se então o espaçamento entre os aspersores para compensar. 4.2 Espaçamentos convencionais dos aspersores Comprimento dos tubos comercializados 6 metros Espaçamentos : S1 x S2 Pequenos espaçamentos: 6x6, 6x12 Médios espaçamentos: 12x12, 24x24 Grandes espaçamentos: 24x30, 24x36, 30x30, 30x36, .. Pequenos espaçamentos: boa uniformidade de precipitação, baixa pressão de serviço, baixo consumo de energia, em compensação mais mão de obra para deslocar as linhas laterais (convencional móvel) e maior investimento inicial em tubulações e aspersores. S1 S2 Página 36 de 77 36 Grandes espaçamentos: Menor uniformidade de precipitação, maior pressão de serviço, alto consumo em energia, em compensação necessita de menos mão de obra e menor gasto com tubulações. Médios espaçamentos: São mais empregados na prática. Espaçamentos recomendados em função da pressão de serviço do aspersor (Clément-Galant, 1986). Espaçamento (m) Pressão de serviço (m.c.a.) 6 x 6 15 12 x 12 20 18 x 18 25 24 x 24 30 30 x 30 35 42x42 40 4.3 Catálogo dos fabricantes Os fabricantes de aspersores fornecem catálogos com características técnicas de cada tipo de aspersor. Em função do diâmetro do bocal e da pressão de serviço, as características se modificam (Q, R, P, S1xS2). Quanto maior a Pressão de serviço do aspersor (h), maior o alcance, maior a vazão. 5. Grau de uniformidade de Precipitação (Coeficiente de precipitação ou Coeficiente de Christiansen, 1942 – Cuc) xn xxi xCuc 1100 (%) onde, Cuc = coeficiente de uniformidade de precipitação (%) xi = altura das precipitações (mm) x = média das alturas das precipitações (mm) n = número de observações xi = área volume volume = volume de água captado no pluviômetro (mm 3 ) área = área do bocal do pluviômetro (mm 2 ) = A =d2/4, sendo d = diâmetro do bocal do pluviômetro Valores aceitáveis 85% < Cuc < 95%Cuc < 80% : aceitáveis para culturas de raízes longas, com chuva no período de irrigaçãoSegundo Pillsbury e Degan (1968) o Cuc pode ser aceitável para diferentes espaçamentos das plantas: Espaçamento entre plantas (m) cuc (%) mínimo 0 – 2 85 2 – 4 80 4 – 6 75 6 – 8 65 Página 37 de 77 37 6. Eficiência de Irrigação Dose bruta: Precipitação que aplica-se na área. Dose líquida: Precipitação que é armazenada no solo e pode ser aproveitada pelas plantas. Dose bruta = Dose líquida + Perdas Dose bruta = Dose líquida/eficiência do sistema. A dose bruta é sempre maior que a dose líquida pois ocorrem perdas Perdas durante a aplicação: interceptação vegetal, evaporação direta das gotas da chuva antes de atingirem o solo, escoamento superficial, percolação, ... Perdas por condução: vazamentos nas linhas A eficiência do sistema de irrigação por aspersão varia entre 60 e 95%. 60% Irrigação durante o dia em regiões semi-áridas (alta evaporação) 75% Irrigação durante o dia em regiões de clima moderado 90% Irrigação a noite (minimiza perdas por evaporação) 95% Irrigação por microaspersão e gotejamento 7. Distribuição das linhas laterais A distribuição das laterais deve ser feita considerando vários fatores. Topografia: condição principal. As linhas laterais devem ser paralelas as curvas de nível, para evitar diferença grande de pressão na linha, devido as perdas de carga, evitando assim desuniformidade de precipitação. Comprimento máximo da linha lateral: Ajusta-se o comprimento das linhas laterais de modo a obter-se as menores perdas de carga. - declividade descendente: O ganho de energia por diferença de cota tende a compensar as perdas de carga ao longo da linha. Em geral podem ser linhas mais compridas que as de declividade ascendente. - declividade ascendente: Laterais menores pois haverá uma perda de energia por diferença de cota que será somada as perdas de carga ao longo da linha. Critério de projeto: perda de carga máxima em uma linha menor ou igual a 20% da pressão de serviço requerida pela linha. Página 38 de 77 38 Para uma distribuição uniforme das Pressões ao longo da linha, adota-se o critério de aumentar a pressão (+ 25%) no início da linha e diminui-se no final da linha (-25%). Desta forma a linha terá pressão ideal no meio. Geometria da parcela: Preferencialmente adotar parcelas retangulares para facilitar o manejo da irrigação. Direção predominante do vento: As linhas laterais devem estar dispostas na direção perpendicular ao vento, para favorecer a uniformidade de irrigação. Direção das fileiras das plantas: As plantas devem ser cultivadas na direção paralela as laterais para facilitar o deslocamento dos condutos portáteis. Ponto de tomada d’água: O ponto de tomada d’água deve ser preferencialmente no interior da parcela quando a irrigação é feita somente nesta parcela, ou fora das parcelas, em posição intermediária quando a irrigação é feita em várias parcelas. 8. Dimensionamento das laterais e linhas principais As tubulações (linhas) têm a função de transportar e abastecer em cada tomada d´água a vazão de projeto à pressão adequada para irrigação em cada aspersor, já posicionado. Equação da continuidade: Q = A.V = cte ao longo do conduto, onde: Q = vazão (m 3 /s) A = área da seção transversal do conduto (A=d2/4), d = diâmetro do Conduto (m 2 ) V = Velocidade da água dentro do conduto (m/s) Dimensionamento da linha lateral O diâmetro interno e o comprimento da linha lateral devem ser projetadas de forma que a diferença de vazão entre o primeiro e ultimo aspersor não exceda em 10%, isto representa uma variação da pressão em 20%. Existem varias equações para dimensionamento de tubulações, entretanto, a de Hazen- Willians é a mais utilizada no dimensionamento de linhas laterais, deverá ser utilizada para diâmetros acima de duas polegadas. 87,4 85,1 641,10. D L C Q LJhf Onde: hf= perda de carga, mca J= perda de carga unitária, mca m -1 ; Q= vazão na linha lateral em m 3 s -1 ; C= coeficiente de Hazen Willians, empírico; D= diâmetro interno da linha lateral, m; L= comprimento da linha lateral. Página 39 de 77 39 A perda de carga hf é função da perda de carga fictícia hf’, logo: hf=F.hf’ Resolvendo a equação de Hazen-Willians em função do diâmetro, tem-se: 205,0 1 85,1 205,0 85,1 . 641,10 ' 641,10 Fhf L C Q hf L C Q D O fator F pode ser calculado pela seguinte equação: 2.6 1 .2 1 1 1 N m Nm F Em que m = coeficiente que depende do expoente da velocidade na equação em uso (se Hazen Willians, m=1,85, se Darcy Weisbach m=2) N = numero de saidas ao longo da tubulação. Dimensionamento de linhas laterais de dois diâmetros Visando simplificar e agilizar o dimensionamento de linha lateral com dois diâmetros Denículi et al 1992 apresentam a seguinte equação: 21 1 2 1 1 1 2 1 1 LLL L D D D D L m n n Onde: L= comprimento total da linha lateral, m; L1= trecho da linha lateral correspondente ao maior diâmetro-D1, m; L2= trecho da linha lateral correspondente ao menor diâmetro-D2, m; D= diâmetro interno da linha lateral, m; D1= diâmetro interno comercial superior, m; D2= diâmetro interno comercial inferior, m; m= coeficiente de Hazen-Willians, m=1,85 n= 4,87. Dimensionamento da Linha secundaria e principal O principal objetivo no dimensionamento no dimensionamento da linha principal é selecionar os diâmetros das tubulações de modo que ela possa cumprir sua função (conduzir água em quantidade e pressão requeridas para o funcionamento das LL em qualquer posição) economicamente. Página 40 de 77 40 Dimensionamento baseado no Método do limite de velocidade É o mais utilizado, devido a sua praticidade. Consiste em limitar a velocidade de escoamento na tubulação entre 1 e 2 m/s. uma vez fixada a velocidade, determina-se o diâmetro da linha principal utilizando a equação da continuidade. 5,0 . .4 V Q D Obs. Existem ainda outros métodos para determinação do diâmetro de linha principal, por exemplo, método da analise econômica. Linhas de recalque e sucção As linhas de recalque são dimensionadas semelhantemente à linha principal, logo, deverão ter o mesmo diâmetro do primeiro trecho da linha principal. Já as linhas de sucção devem ter o diâmetro comercial imediatamente superior ao da linha de recalque. Altura manométrica do sistema (Hm em mca) A altura manométrica do sistema corresponde a pressão máxima que a bomba deve fornecer e pode ser assim determinada: Hm = Pin + hfp + DNp + hfr + DNr + hfs + DNs + hfl Onde: Pin = pressão no inicio da LL, mca; hfp = perda de carga na LP, mca; DNp = diferença de nível ao longo da LP,m; hfr = perda de carga na tubulação de recalque, mca; DNr = diferença de nível de recalque, m; hfs = perda de carga na tubulação de sucção, mca; DNs = altura de sucção, m; hfl = perda de carga localizada, mca. Conjunto Motor-Bomba As bombas centrifugas são as mais utilizadas em sistemas de irrigação,a seleção da bomba é feita com base na vazão a ser recalcada e na altura manométrica total da instalação. Com a vazão a a altura manométrica so sistema pode-se selecionar aquela que ofereça maior rendimento, usando o catalogo do fabricante. Geralmente, o catalogo traz a potencia necessária no eixo da bomba ou a potencia a ser fornecida pelo motor (Pm) . .75 . onde Rb HmQs Pm Pm = potencia do motor, cv; Qs = vazão do sitema L.s -1 ; Rb = rendimento da bomba Página 41 de 77 41 Fonte de energia Unidade Consumo por cv hora -1 Óleo diesel Litro 0,22 a 0,32 Mono e bifásico Kilowatt-hora 0,96 a 1,13 Trifásico Kilowatt-hora 0,82 a 1,01 Para estimativa do consumo de energia por safra é necessário determinar o numero de horas provável (NHP) para o qual o sistema vai operar. 3600... . QsEAEc AETs NHO Onde Ets= evapotranspiracao da cultura por safra, mm; A = área a ser irrigada, m 2 ; Ec = eficiência de condução, decimal; Qs = vazão do sistema de irrigação, L.s -1 . Motores fabricados ate o ano de 1996 necessitavam de um acréscimo de potencia de 10 a 30% em função da potencia do motor. Os motores fabricados após esta data não necessitam de tais folgas, pois já incorporam reserva de potencia, que multiplica a potencia nominal e permite que o motor suporte níveis de sobrecarga em regime continuo, cujo limite é denominado fator de serviço (FS). A potencia consumida (Pc) pelo conjunto motobomba é função do rendimento do motor (Rm) e pode ser assim determinada: Rm Pm Pc O consumo de energia (CTE) por ano ou por safra em kwh pode ser estimado por: CTE = Pc.NHP.0,736 Para determinar o custo de bombeamento é só multiplicar o consumo total de energia ou combustível pelos respectivos custos unitários. Página 42 de 77 42 Irrigação por superficie Os métodos de irrigação podem ser divididos em pressurizados e nao pressurizados. Nos não-pressurizados (irrigação por superficie) a agua é conduzida por gravidade diretamente sobre a superficie do solo até o ponto de aplicação, exigindo, portanto, areas sistematizadas e com declividades de 0 a 6 %, de acordo com o tipo de irrigação. A escolha do método de irrigação a ser utilizado em cada área deve ser baseada na viabilidade tecnicca, econômica, amiental do projeto e nos seus benefícios sociais. Os métodos de irrigação por tabuleiros e sulcos são os mais utilizados. Os tabuleiros consistem de quadras com tamanhos de ate 0,8 ha onde a água fica contida por taipas (leiras de terra de cerca de 50 cm de altura e 50 cm de largura). Os tabuleiros podem ser em nivel ou desnível maximo equivalente a 2/3 da altura da amina de água no tabuleiro que por sua vez depende da planta a ser irrigada. A lamina permanente é em geral no maximo de 20 cm. Neste caso o desnível maximo n o tabuleiro seria de apenas 1 cm. A preparação dos tabuleiros requer o emprego do trator de laminas ou motoniveladoras. Como a superfície do terreno é em geral irregular, é preciso fazer um levantamento planialtimetrico detalhado e depois determinar os pontos onde haverá os cortes ou aterros. Este procedimento é conhecido como sistematização do terreno. Página 43 de 77 43 Os sulcos são preparados com sulcadores acoplados ao trator. Sua largura é de 25 a 30 cm e possuem profundidade de 20 a 30 cm. A vazão no sulco é em geral inferior a 3 l s -1 e a faixa molhada resultante tem largura que varia dependendo da textura do solo. Em geral varia de 0,9 a 2,0 metros. A velocidade da água no sulco não pode ser erosiva e pode ser estimada como: Qmax.(l s -1 ) = C / S a onde: C e a são constantes (tabela abaixo)e S é a declividade longitudinal do sulco (%). Textura C a Muito fina (argiloso) 0,892 0,937 Fina 0,988 0,550 Media 0,613 0,733 Grossa (arenoso) 0,644 0,704 Muto grossa (arenoso) 0,665 0,548 Por exemplo, para um sulco com declividade de 1% num solo de textura fina, Qmax.(l s -1 ) = C / S a Qmax.(l s -1 ) = 0,988 / 1 0,55 = 0,99 l/s. Página 44 de 77 44 TABELA 1. Profundidade efetiva do sistema radicular (Z) de algumas culturas no estágio de máximo desenvolvimento vegetativo. CULTURA Z (cm) CULTURA Z (cm) Abacate 60 - 90 Laranja 60 Abacaxi 20 - 40 Linho 20 Abóbora 50 Maçã 60 Alcachofra 70 Mangueira 60 Alface 20 - 30 Melancia 40 - 50 Alfafa 60 Melão 30 - 50 Algodão 60 Milho 40 Alho 20 - 30 Morango 20 - 30 Amendoim 30 Nabo 55 - 80 Arroz 20 Pastagem 30 Arroz 30 - 40 Pepino 35 - 50 Aspargo 120 - 160 Pêssego 60 Aspargo 120 - 160 Pimenta 50 Aveia 40 Pimentão 30 - 70 Banana 40 Rabanete 20 - 30 Batata 25 - 60 Rami 30 Batata-doce 50 - 100 Soja 30 - 40 Berinjela 50 Tabaco 30 Beterraba 40 Tomate 40 Café 50 Trigo 30 - 40 Café 40 - 60 Vagem 40 Cana-de-açucar 40 Videira 60 Cebola 20 - 40 Cenoura 35 - 60 Couve 25 - 50 Couve – flor 25 - 50 Ervilha 50 - 70 Espinafre 40 - 70 Feijão 40 Fontes: Manual IRRIGA LP – TIGRE CNPH/EMBRAPA Página 45 de 77 45 TABELA 2. Tensão de água no solo na qual deve-se promover a irrigação para obter- se rendimento máximo em várias culturas. Cultura Tensão (kPa) Cultura Tensão (kPa) Abacate 50 Limoeiro 400 Aipo 20 - 30 Mangueira 30 Alface 40 - 60 Melão 30 - 80 Alfafa 150 Milho 50 Algodão 100 - 300 Morango 20 - 30 Alho 15 - 30 Pepino 100 - 300 Aspargo 50 Repolho 60 - 70 Banana 30 - 150 Soja 50 - 150 Batata 20 - 40 Sorgo 60 - 130 Batata doce 240 Tabaco 30 - 80 Batatinha 30 - 50 Tomate industrial 30 Beterraba 40 - 60 Tomate salada 30 - 100 Brócolos 40 - 70 Trigo 80 - 150 Café 30 - 60 Vagem 25 - 70 Cana-de-açúcar 25 - 30 Videira 40 - 60 Cantaloupe 35 - 40 Capim 30 - 100 Cebola 15 – 45 Cenoura 20 – 30 Couve 30 - 70 Couve–flor 60 - 70 Ervilha 100 - 200 Feijão 60 - 100 Laranjeira 30 - 100 Lentilha 200 - 400 Fontes: 1. MILLAR (1984); 2. SILVA, PINTO & AZEVEDO (1996) 3.CNPH/EMBRAPA (1996); 4. JÚNIOR (1997) Obs.: (atmosférica técnica – usualmente empregada para transformações de unidades de pressão) 10 mca = 1.000 cmca = 100 kPa = 1 atm = 1 bar = 14,22 lb/in2 ou 14,22 psi = 1 kgf/cm2 = 10.000 kgf/m 2 Página 46 de 77 46 TABELA 3. Fator de disponibilidade de água no solo (f) de acordo com grupos de culturas e evapotranspiração da cultura (Etc). Grupo Culturas 1 cebola, pimenta, batata 2 banana, repolho, uva, ervilha, tomate 3 alfafa, feijão, cítricas, amendoim, abacaxi, girassol, melancia, trigo 4 algodão, milho, azeitona, açafrão, sorgo, soja, beterraba, cana-de-açúcar, fumo Grupo da Cultura Etc (mm/dia) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 0,500 0,425 0,350 0,300 0,250 0,225 0,200 0,200 0,175 2 0,675 0,575 0,475 0,400 0,350 0,325 0,275 0,250 0,225 3 0,800 0,700 0,600 0,500 0,450 0,425 0,375 0,350 0,300 4 0,875 0,800 0,700 0,600 0,550 0,500 0,450 0,425 0,400 Figura: Tanque Classe A. Figura: Infiltrômetro de anel. Figuras: Manometros e equipamentos para construçao da curva retenção de água no solo. Página 47 de 77 47 TABELA 4. Coeficiente do tanque tipo classe “A” (Kt) para diferentes coberturas do terreno, níveis de umidade relativa média e velocidade total do vento em 24 horas. Vento(km/dia) Bordadura (m) Tanque colocado em área cultivada com grama verde de pouca altura Tanque colocado em área sem vegetação UR média (%) UR média (%) Baixa < 40 Médi a 40-70 Alta > 70 Baix a < 40 Méd ia 40-70 Alta > 70 Fraco < 175 1 0,55 0,65 0,75 0,70 0,80 0,85 10 0,65 0,75 0,85 0,60 0,70 0,80 100 0,70 0,80 0,85 0,55 0,65 0,75 1000 0,75 0,85 0,85 0,50 0,60 0,70 Moder ado 175- 425 1 0,50 0,60 0,65 0,65 0,75 0,80 10 0,60 0,70 0,75 0,55 0,65 0,70 100 0,65 0,75 0,80 0,50 0,60 0,65 1000 0,70 0,80 0,80 0,45 0,55 0,60 Forte 425- 700 1 0,45 0,50 0,60 0,60 0,65 0,70 10 0,55 0,60 0,65 0,50 0,55 0,65 100 0,60 0,65 0,70 0,45 0,50 0,60 1000 0,65 0,70 0,75 0,40 0,45 0,55 Muito forte > 700 1 0,40 0,45 0,50 0,50 0,60 0,65 10 0,45 0,55 0,60 0,45 0,50 0,55 100 0,50 0,60 0,65 0,40 0,45 0,50 1000 0,55 0,60 0,65 0,35 0,40 0,45 Página 48 de 77 48 TABELA 5. Coeficiente de cultivo (Kc) Cultura Fases de desenvolvimento da cultura Período vegetativo total Inicial Desenvol- vimento da cultura Período interme- diário Final do ciclo Na colheita Alfafa 0,3-0,4 1,05-1,2 0,85-1,05 Algodão 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,8-0,9 0,65-0,7 0,8-0,9 Amendoim 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,75-0,85 0,55-0,6 0,75-0,8 Arroz 1,1-1,15 1,1-1,5 1,1-1,3 0,85-1,05 0,95-1,05 1,05-1,2 Banana Tropical 0,4-0,5 0,7-0,85 1,0-1,1 0,9-1,0 0,75-0,85 0,7-0,8 Subtropical 0,4-0,65 0,8-0,9 1,0-1,2 1,0-1,15 1,0-1,15 0,85-0,95 Batata 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,85-0,95 0,7-0,75 0,75-0,9 Beterraba açucareira 0,4-0,5 0,75-0,85 1,05-1,2 0,9-1,0 0,6-0,7 0,8-0,9 Cana-de-açúcar 0,4-0,5 0,7-1,0 1,0-1,3 0,75-0,8 0,5-0,6 0,85-1,05 Cártamo 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,7 0,2-0,25 0,65-0,7 Cebola Seca 0,4-0,6 0,7-0,8 0,95-1,1 0,85-0,9 0,75-0,85 0,8-0,9 Verde 0,4-0,6 0,6-0,75 0,95-1,05 0,95-1,05 0,95-1,05 0,7-0,8 Citros Com tratos culturais 0,65-0,75 Sem tratos culturais 0,85-0,9 Ervilha, verde 0,4-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95 Feijão Verde 0,3-0,4 0,65-0,75 0,95-1,05 0,9-0,95 0,85-0,95 0,85-0,9 Seco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,75 0,25-0,3 0,7-0,8 Girassol 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,7-0,8 0,35-0,45 0,75-0,85 Melancia 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,8-0,9 0,65-0,75 0,75-0,85 Milho Doce 0,3-0,5 0,7-0,9 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95 Grão 0,3-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 0,8-0,95 0,55-0,6 0,75-0,9 Oliveira 0,4-0,6 Pimentão verde 0,3-0,4 0,6-0,75 0,95-1,1 0,85-1,0 0,8-0,9 0,7-0,8 Repolho 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,9-1,0 0,8-0,95 0,7-0,8 Soja 0,3-0,4 0,7-0,8 1,0-1,15 0,7-0,8 0,4-0,5 0,75-0,9 Sorgo 0,3-0,4 0,7-0,75 1,0-1,15 0,75-0,8 0,5-0,55 0,75-0,85 Tabaco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,0-1,2 0,9-1,0 0,75-0,85 0,85-0,95 Tomate 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,8-0,95 0,6-0,65 0,75-0,9 Trigo 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,75 0,2-0,25 0,8-0,9 Uva 0,35-0,55 0,6-0,8 0,7-0,9 0,6-0,8 0,55-0,7 0,55-0,75 Primeiro valor: com umidade elevada (UR min > 70%) e vento fraco (U < 5 m/s). Segundo valor: com umidade baixa (UR min < 20%) e vento forte (U > 5 m/s). Obs.: Abacaxi (EPAMIG/Janaúba) de 60 a 150 dias Kc = 0,5, de 150 a 300 dias Kc = 0,7 e de 300 a 400 dias Kc = 0,5. Página 49 de 77 49 TABELA 6. Coeficiente de cultura (Kc) em diferentes estádios de desenvolvimento, em função da umidade relativa e velocidade do vento, para diversas hortaliças. Hortaliça Estádios de desenvolvimento I * II III IV Abóbora 0,4-0,5 0,65-0,75 0,9-1,0 0,7-0,8 Aipo 0,3-0,5 0,7-0,85 1,0-1,15 0,9-1,05 Alcachofra 0,3-0,5 0,65-0,75 0,95-1,05 0,9-1,0 Alface 0,5-0,6 0,7-0,8 0,95-1,05 0,9-1,0 Batata 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,7-0,75 Berinjela 0,3-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,8-0,9 Beterraba 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,6-0,7 Brássicas ** 0,4-0,5 0,75-0,85 0,95-1,1 0,8-0,95 Cebola 0,4-0,6 0,7-0,8 0,95-1,1 0,75-0,85 Cenoura 0,5-0,6 0,7-0,8 1,0-1,15 0,7-0,85 Ervilha seca 0,4-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 0,25-0,3 Ervilha seca *** 0,4-0,5 0,7-0,85 0,7-0,8 0,25-0,3 Ervilha verde 0,4-0,5 0,65-0,75 1,05-1,2 0,95-1,1 Espinafre 0,4-0,5 0,7-0,85 0,95-1,05 0,9-1,0 Lentilha 0,4-0,5 0,75-0,85 1,05-1,15 0,25-0,3 Melancia 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,65-0,75 Melão 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,65-0,7 Milho-doce 0,3-0,5 0,7-0,9 1,05-1,2 0,95-1,1 Pepino 0,4-0,5 0,65-0,75 0,9-1,0 0,7-0,8 Pimentão 0,4-0,5 0,60-0,65 0,95-1,1 0,8-0,9 Rabanete 0,5-0,6 0,55-0,65 0,8-0,9 0,75-0,85 Repolho 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,8-0,95 Tomate 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,6-0,65 Tomate indust *** 0,5-0,6 0,6-0,65 0,75-0,85 0,6-0,65 Vagem 0,3-0,5 0,65-0,75 0,95-,105 0,85-0,9 Primeiro valor: sob alta umidade (URmin > 70%) e vento fraco (U < 5 m/s). Segundo valor: sob baixa umidade (UR min < 50%) e vento forte (U > 5 m/s). * Para turno de rega de 1 e 2 dias consultar item 3.2 para estimativa de Kc. ** Brócolos, couve-flor, couve-de-bruxelas etc. *** Para condições edofoclimáticas da região de cerrados do Brasil Central. Estádio I: germinação ate 10% do desenvolvimento vegetativo Estádio II: de 10 a 80% do desenvolvimento vegetativo Estádio III: 80% do desenvolvimento vegetativo até o inicio da maturação Estádio IV: do inicio do amadurecimento ate a colheita. Fonte: Adaptado de Doorenbos & Pruit (1977) e Doorenbos & Kassam (1979). Página 50 de 77 50 Tabela 7. Tubos de engate rápido para irrigação por aspersão. Tubos de Aço Zincado (ASBRASIL) Diâmetro externo (nominal) (mm) Diâmetro Interno (mm) 50 48 70 68 89 87 108 106 133 130 159 156 200 196 Tubos de Alumínio Diâmetro externo (nominal) (polegada) Diâmetro Interno (mm) 3 73,5 4 98,5 5 124,4 Tubos de PVC Diâmetro externo (nominal) (polegada) Diâmetro Interno (mm) 2 46,8 3 70,7 4 94,4 Obs. Verificar catálogos para outros fabricantes. Tabela 8. Fator de múltiplas saídas (F) para correção da perda de carga em linhas laterais. Número da aspersores na linha (saídas) F Número da aspersores na linha (saídas) F 1 1,000 9 0,408 2 0,639 10 0,402 3 0,534 11 0,397 4 0,485 12 0,393 5 0,457 13 0,390 6 0,438 14 0,387 7 0,425 15 0,385 8 0,416 16 0,382 Tabela 9. Acréscimo de potência para motores em relação à potência necessária na bomba. Potência necessária na bomba (CV) Acréscimo de potência para o motor(%) < 2 30 2 a 5 25 5 a 10 20 10 a 20 15 >20 10 Página 51 de 77 51 Tabela 10. Valores coeficiente C da equação de Hazen-Williams para tubos usados em irrigação. Material do tubo Valor de C Aço Zincado 130 Alumínio 140 PVC 150 Tabela 11. Tubos de polietileno de alta densidade (PEAD) utilizados em autopropelidos do tipo carretel enrolador (hidro-roll). Diâmetro externo (mm) Classe de Pressão de Serviço Diâmetro Interno (mm) 75 PN - 08 63,8 90 PN - 08 76,6 110 PN - 08 93,8 110 PN- 10 90,0 125 PN - 08 106,4 125 PN- 10 102,2 125 PN - 12 98,2 Fonte - Tubos e Conexões TIGRE. Tabela 12. Diâmetros de mangotes “spiraflex - sucção leve”utilizados em sucção de bombas. Diâm. Externo Diâm. Interno Raio Curvatura Pressão Trabalho Vácuo (mm) (pol) (mm) (mm) (mca) (mca) 32 1 25,40 95 63,3 20,4 38 1 1/4 31,75 120 56,2 20,4 44 1 1/2 38,10 130 56,2 20,4 57 2 50,80 160 56,2 20,4 73 2 1/2 63,50 210 53,0
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