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Irrigação Álvaro M. Rota ÍNDICE 41 Introdução 1.1 Definição 4 1.2 Exceções 4 1.3 Importância da irrigação 4 1.4 Irrigação no Brasil 5 1.4.1 Irrigação de arroz 5 1.4.2 Irrigação estatal 5 1.4.3 Irrigação de outras culturas do setor privado 5 2 Água para irrigação 5 2.1 Origem 5 2.1.1 Subterrânea 5 2.1.2 Superficial 5 2.2 Qualidade 5 2.2.1 Físicas 6 2.2.2 Químicas 6 Desagregação do solo 6 2.3 Classificação da água de irrigação 7 2.3.1 Perigo de salinidade 7 2.3.2 Perigo de alcalinidade 7 2.4 Quantidade de água 8 2.4.1 Necessidade de Lixiviação 8 2.4.2 Tolerância das culturas à salinidade 9 2.4.3 Evapotranspiração 10 2.4.3.1 Determinação da evapotranspiração 10 2.4.4 Chuva efetiva 11 2.4.5 Déficit hídrico (DH) 12 2.4.6 Necessidade hídrica (NH) 13 2.4.7 Perdas e eficiência de irrigação 13 2.4.7.1 Perdas na condução e eficiência de condução 13 2.4.7.2 Determinação das perdas 14 2.4.8 Perdas na aplicação e eficiência de aplicação 15 2.4.8.1 Aspersão e gotejamento 15 2.4.8.2 Sulcos e faixas 15 2.4.8.3 Submersão 15 2.4.9 Determinação das necessidades hídricas 16 3 Quantidade de Água e Oportunidade de Irrigação 18 3.1 Dose de rega, Lâmina de irrigação ou dotação de irrigação. 18 3.2 Medição do teor de umidade do solo. 19 3.3 Intervalo de irrigação (Ir) 19 3.4 Período de irrigação (P) 20 4 Métodos de irrigação 20 4.1 Métodos de escorrimento superficial 20 4.1.1 Sulcos de Irrigação 20 4.1.1.1 Descrição 20 4.1.1.2 Vantagens 20 4.1.1.3 Desvantagens 20 4.1.1.4 Construção dos sulcos 21 4.1.1.5 Formato do Sulco 21 4.1.1.6 Erosão 21 4.1.1.7 Declividade 22 4.1.1.8 Tipos de sulcos 22 4.1.1.9 Uniformidade de distribuição de água e eficiência de irrigação 22 4.1.1.10 Projeto 23 Determinar o tempo de irrigação de acordo com a equação 26 4.1.1.11 Implantação 27 4.1.1.12 Planejamento das Irrigações 27 4.1.2 Sistematização 28 4.1.2.1 Definição da sistematização 28 4.1.2.2 Importância da sistematização 28 4.1.2.3 Tipos de Sistematização 28 4.1.2.4 Equipamentos 28 4.1.2.5 Condições de projeto 28 4.1.2.6 Levantamento Topográfico 29 4.1.2.7 Determinação do plano de sistematização 29 4.1.2.7.1 Determinação das declividades 29 4.1.2.8 Determinação do Centro Geométrico 30 4.1.2.9 Determinação das alturas de Corte e aterro 30 4.1.2.10 Ajuste 30 4.1.2.11 Planos múltiplos de sistematização 30 4.2 Métodos de precipitação direta 31 4.2.1 Aspersão 31 4.2.1.1 Objetivo 31 4.2.1.2 Vantagens 31 4.2.1.3 Desvantagens 31 4.2.1.4 Aspersão convencional 31 4.2.1.4.1 Equipamentos necessários 31 4.2.1.4.2 Classificação dos aspersores 32 4.2.1.4.3 Considerações de projeto 32 4.2.1.4.4 Dados de projeto 32 4.2.1.4.5 Determinações de projeto 33 4.2.1.4.6 Lay out 34 4.2.1.4.7 Diagrama de fluxos e vazões 34 4.2.1.4.8 Tubulações 34 4.2.1.4.9 Seleção das peças especiais (acessórios) 34 4.2.1.4.10 Determinação das perdas de carga 34 4.2.1.4.11 Determinação da altura manométrica (Hm) 35 4.2.1.4.12 Seleção e dimensionamento do conjunto moto-bomba 35 4.2.1.4.13 Conjuntos móveis 35 4.2.2 Gotejamento 41 4.2.2.1 Vantagens 41 4.2.2.2 Desvantagens 41 4.2.2.3 Componentes do sistema 41 4.2.2.4 Características 43 4.2.2.5 Tipos de gotejadores 44 4.2.2.6 Posição dos gotejadores em relação à linha 46 4.2.2.7 Disposição das linhas laterais em relação as fileiras das culturas 47 4.2.2.8 Distribuição do sistema no campo 48 4.2.2.9 Determinação da percentagem de área molhada 48 4.2.2.10 Determinação da lâmina real necessária (LRN) 51 4.2.2.11 Determinação da lâmina total necessária (LTN) 52 4.2.2.12 Determinação do tempo de funcionamento por posição (T) 52 4.2.2.13 Número de unidades em operação simultânea (N) 52 4.2.2.14 Determinação da vazão necessária (Q) 52 4.2.2.15 Dimensionamento 52 5 Bibliografia: 55 � IRRIGAÇÃO Introdução Definição A irrigação é a prática que tem por finalidade aplicar água de forma artificial ao solo. A irrigação normalmente tem o objetivo de complementar o déficit hídrico do solo, em certos casos constitui-se do único meio de umedecimento do solo. Irrigar: proporcionar um teor de umidade ótima em disponibilidade das plantas, para evitar o stress por falta de umidade, objetivando o melhor rendimento possível das plantas. Exceções Em certas situações a aplicação de água pode ter outros objetivos que não os expostos acima. Servem como exemplo os casos abaixo: lâmina de inundação do método de irrigação por submersão da lavoura de arroz. Objetivos da Lâmina de Água Elevar o teor de umidade do solo equilíbrio térmico entre o ar e o solo; controle de invasoras; controle de desenvolvimento vegetativo. Exemplo: o arroz é uma cultura muito sensível as variações térmicas, durante a noite armazenam(mantém) o calor que recebeu durante o dia Deve-se Ter controle da altura da lamina de água, se esta for maior haverá um número menor de perfílios. Quanto maior a lâmina de água, menor é a incidência de raios solares, pois diminui o número de perfílios da planta, pois eles impedem que os raios solares cheguem com maior intensidade na plantas se a quantidade for grande. utilização do método de aspersão, para diminuir os efeitos prejudiciais da geada. Importância da irrigação A irrigação é uma prática cultural de ponta, e de alto custo, assim sendo, só deve ser adotada quando todas as outras práticas conhecidas para gerar aumento de produtividade já tiverem sido utilizadas. Assim não tem cabimento aplicarmos água ao solo, se não utilizarmos sementes com alto potencial de produtividade, não adubarmos corretamente o solo, não controlarmos devidamente as ervas, daninhas, insetos ou doenças de modo geral. Apesar do alto custo desta prática, o retorno é normalmente compensador. Em certos casos o custo de um hectare irrigado supera o preço de aquisição da terra, entretanto mesmo nestes casos, a prática pode ser viável, pois a produção pode alcançar valores como o dobro ou até mais do que em cultivos não irrigados. Irrigação no Brasil Irrigação de arroz Pode-se dizer que a irrigação no Brasil começou com a lavoura de arroz na região de Pelotas. Atualmente a maior área irrigada no Brasil, ainda permanece com a lavoura de arroz. O Rio Grande do Sul lidera tanto em superfície irrigada como em produtividade. Neste caso a irrigação é uma prática imprescindível, tendo em vista que a lâmina de água adotada não tem a finalidade apenas de atender as necessidades hídricas, mas também de realizar o controle de invasoras, controle de temperatura do solo e controle do desenvolvimento vegetativo. Irrigação estatal Principalmente no nordeste, o governo tem investido em irrigação, em regiões onde a atividade agrícola não poderia ser considerada de ponta. Irrigação de outras culturas do setor privado Atualmente a irrigação tem sido usada como prática cultural de outras culturas que não arroz, por iniciativa do agricultor, independente da participação do governo. Neste sistema de áreas irrigadas, a liderança tem sido do estado de São Paulo, e o método de irrigação mais adotado, é o de aspersão e mais especificamente o pivô central. Água para irrigação Origem Subterrânea As águas subterrâneas são utilizadas quando águas superficiais são escassas, também são livres de contaminações, mas são difíceis de serem aproveitadas em função das seguintes características: são mais raras de serem encontradas nos volumes necessários costumam apresentar maiores problemas em relação de qualidade tanto química, como física, principalmente em relação às temperaturas extremas, tanto com relação às máximas como as mínimas permitidas. devido as altas profundidades, tem um custo de captação mais elevado que as superficiais SuperficialAs águas superficiais são as mais abundantes, de menor custo de captação e em geral costumam apresentar menores problemas do ponto de vista de qualidade, tanto física como química. Qualidade Físicas Temperatura – 25°C presença de limos Químicas Presença de sais na água de irrigação Atuação: Absorção: A água do solo penetra na planta através do sistema radicular, devido a diferença de potencial osmótico. A água se movimenta do ponto de maior para o de menor potencial osmótico. A água pura apresenta potencial osmótico igual a zero. A medida que aumenta a concentração de sais, os valores de potencial osmótico diminuem, assumindo valores negativos. Com o aumento de sais no solo, ocorre uma redução no fluxo de água no sentido solo/planta. Quando a concentração de sal do solo iguala a do interior do sistema radicular, ocorre a interrupção total do fluxo e a planta morre por falta de água, mesmo em um ambiente com teor ideal de umidade. Toxidez: Dependerá do tipo de sal presente na solução do solo e da sensibilidade das plantas Desagregação do solo Causa a floculação ou dispersão das moléculas de argila. Sais dissolvidos: Úteis em grandes quantidades - cálcio Úteis em pequenas quantidades - magnésio Nocivos em pequenas quantidades - boro Origem do problema Penetração da cunha salina – Impede o desenvolvimento das plantas e contaminação do solo Regiões áridas – Evapotranspiração potencial > Precipitação > Lixiviação Utilização da água salina depende da: - salinidade do solo e sua concentração; -textura do solo – quanto maior a permeabilidade do solo, maior a quantidade de sais água poderá conter, pois estes poderão ser lixiviados facilmente; - velocidade de infiltração; - capacidade de drenagem do solo; - tolerância das culturas. Classificação da água de irrigação Perigo de salinidade CLASSIFICAÇÃO DE RIVERSIDE C1 (até 250 ps) Pode ser usada para a maior parte dos cultivos em quase todos os solos. C2 (250 - 750 ps) Pode ser usada para irrigação de todos os cultivos, salvos os extremamente sensíveis à salinidade. Em solos de baixa permeabilidade, deverá, ocasionalmente, efetuar-se alguma lixiviação; e é conveniente a eleição de culturas de moderada tolerância à salinidade. Em condições normais, a prática comum de irrigação é suficiente para a lixiviação requerida. C3 (750 - 2.250 ps) Deve ser usada unicamente em solos de moderada a boa permeabilidade. Para prevenir acumulações salinas perigosas, é necessário aplicar regularmente irrigações de lixiviação. Devem escolher-se culturas de moderada a boa tolerância à salinidade. C4 (2.250 - 4.000 ps) Somente deve ser usada em solos de boa permeabilidade, e onde possa lixiviar-se regularmente para impedir acumulações salinas. Só devem ser irrigados com esta água, culturas de boa tolerância as salinidades. C5 (4.000 - 6.000 ps) Geralmente estas águas são impróprias para irrigação. Poderiam ser utilizadas somente em solos muito permeáveis e em culturas de alta resistência à salinidade. C6 (mais de 6.000 ps) Não pode ser usada para irrigação. Perigo de alcalinidade CLASSIFICAÇÃO DE RIVERSIDE S1 (RAS até 10) Baixa perigosidade sódica. Pode usar-se em quase todos os solos. Entretanto, plantas muito sensíveis ao sódio, como abacate, podem chegar a acumular quantidades nocivas deste cátion. S2 (RAS de 10 - 18) Média perigosidade sódica: Em solos de textura fina, especialmente em condições de drenagem difícil, apresentam apreciável perigo de sodificação. Pode usar-se esta água em solos de textura grossa e em solos orgânicos de boa permeabilidade. S3 (RAS de 18 - 26) Alta perigosidade sódica: Requer um manejo especial, boa drenagem, alta lixiviação e adição de cálcio. S4 (RAS maior que 26) Muito alta perigosidade sódica: Estas águas são em geral inadequadas para irrigação. Quantidade de água Necessidade de Lixiviação Para que a quantidade de sal precipitado no solo permaneça inalterada, a seguinte igualdade tem de ser verificada. Cr *Lr =Cd * Ld + Sc + Sp (2.1) onde: Lr = lâmina de irrigação (L) Ld = lâmina de água de drenagem (L) Cd = concentração salina da água de drenagem (M/L3) Cr = concentração salina da água de irrigação (M/L3) Sc = sais retirados com a colheita (M) Sp= sais precipitados no solo (M) Desprezando-se Sp e Sc, tem-se Ld/Lr = Cr/Cd (2.2) sendo: Cr/Cd = Relação de lixiviação RL . 100 = Requerimento de lixiviação (%) A relação de lixiviação depende de um valor fixo que é a salinidade da água de irrigação e de outro arbitrário que é a salinidade da água de drenagem. Esta depende da tolerância das culturas. Sendo DH (déficit hídrico) a lâmina de água consumida pela cultura na evapotranspiração, deduzida da chuva efetiva haja visto esta não apresenta problemas de salinidade, tem-se DH = Lr - Ld (2.3) Ld = Lr.Cr/Cd (2.4) DH = Lr.(1 - RL) (2.5) Lr = DH/ (1 - RL) (2.6) DH= ET- CE (2.7) Onde: DH- déficit hídrico ET- evapotranspiração CE- chuva efetiva Quando determina-se a quantidade de água a aplicar em cada irrigação, não considera-se o DH. Quando trata-se de determinar a demanda de água em um determinado período, tem de considerar-se a precipitação desse período. Tolerância das culturas à salinidade QUADRO 2.1 - Concentração máxima permitida para o extrato de saturação do solo, para as seguintes culturas (CE em ps) Fruteiras Muito tolerantes Medianamente tolerantes Pouco tolerantes CE = 12.000 Palmito CE x 106 = 10.000 CE = 10.000 Figueira Oliveira Videira CE x 106 = 4.000 CE = 4.000 Pereira Macieira Laranjeira Ameixeira Pessegueiro Limoeiro Hortaliças CE = 12.000 Beterraba Aspargo Espinafre CE x 106 = 10.000 CE = 10.000 Tomate Brocoli Couve-flor Alface Milho doce Batata inglesa Cenoura Cebola Ervilha Pepino CE x 106 = 4.000 CE = 4.000 Rabanete Aipo Feijão vagem CE x 106 = 3.000 Cultivos comuns CE = 16.000 Cevada Beterraba açucareira Nabo Algodão CE x 106 = 10.000 CE = 10.000 Centeio Trigo Aveia Sorgo Milho Linho Girassol CE x 106 = 6.000 CE = 4.000 feijão Nota: O valor da cultura em questão é encontrado através de interpolação entre os valores extremos de cada campo, em função da posição ocupada pela referida cultura. Evapotranspiração É o somatório das perdas do solo e das plantas por evaporação e mais por transpiração da cultura, depende dos fatores climáticos, fatores do solo e fatores da planta Fatores Climáticos Umidade relativa do ar Temperatura Velocidade dos ventos Radiação solar Fatores fisiológicos dos cultivos Tipo de cultivo Estágio de desenvolvimento Fatores pedológicos Teor de umidade Evapotranspiração real (ETR) Evapotranspiração potencial (ETp) Coeficiente de evapotranspiração (Kc) Evapotranspiração de referência (ETr) ETp = ETr . Kc (2.8) Determinação da evapotranspiração métodos diretos experimentação lisímetros métodos indiretos através da determinação da evaporação tanque classe A ETp = Et . Kt (2.9) Onde: Et = evaporação do tanque (L) Kt = coeficiente de evapotranspiração do tanque QUADRO 2.2 - Coeficientes Kt de evapotranspiração, para tanque classe A. Culturas Estágio de desenvolvimento das culturas (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 alfafa feijão citros e abacate milho algodão fruteiras de folhagem caduca fruteiras comcobertura vegetal do solo sorgo granífero cereais de primavera cereais de inverno videira trevo ladino nogueira pecan Amendoim batata arroz beterraba açucareira cana de açúcar hortaliças de raiz profundas hortaliças de raiz superficiais 0,55 0,20 0,50 0,20 0,10 0,20 1,00 0,20 0,15 0,15 0,15 0,95 0,30 0,35 0,15 0,20 0,80 0,25 0,55 0,20 0,10 0,60 0,30 0,45 0,30 0,20 0,30 1,00 0,35 0,20 0,25 0,15 0,95 0,35 0,45 0,25 0,35 0,95 0,45 0,60 0,20 0,20 0,70 0,40 0,45 0,50 0,40 0,50 1,00 0,55 0,25 0,35 0,20 0,95 0,55 0,55 0,35 0,45 1,05 0,60 0,65 0,25 0,40 0,80 0,65 0,45 0,65 0,55 0,65 1,00 0,75 0,30 0,40 0,35 0,95 0,70 0,75 0,45 0,65 1,15 0,70 0,70 0,35 0,50 0,90 0,85 0,45 0,80 0,75 0,70 1,00 0,85 0,40 0,50 0,45 0,95 0,75 0,75 0,55 0,80 1,20 0,80 0,75 0,50 0,60 0,95 0,90 0,45 0,90 0,90 0,75 1,00 0,90 0,55 0,60 0,55 0,95 0,75 0,65 0,60 0,90 1,30 0,85 0,80 0,65 0,60 0,95 0,90 0,50 0,90 0,90 0,70 1,00 0,85 0,75 0,70 0,55 0,95 0,75 0,50 0,65 0,95 1,30 0,90 0,85 0,70 0,60 0,95 0,80 0,55 0,85 0,85 0,60 1,00 0,70 0,85 0,80 0,45 0,95 0,65 0,45 0,65 0,95 1,20 0,90 0,90 0,60 0,55 0,90 0,60 0,60 0,75 0,75 0,50 1,00 0,60 0,90 0,90 0,35 0,95 0,55 0,40 0,60 0,95 1,10 0,90 0,95 0,45 0,45 0,80 0,35 0,55 0,60 0,55 0,40 1,00 0,35 0,90 0,90 0,25 0,95 0,30 0,35 0,45 0,90 0,90 0,90 1,00 0,35 0,35 0,65 0,20 0,50 0,50 0,35 0,20 1,00 0,15 0,30 0,30 0,20 0,95 0,15 0,30 0,30 0,90 0,50 0,90 1,00 0,20 0,30 evaporímetro de Piche através de fórmulas empíricas Blaney Criddle É a mais simples de todas, a sua maior vantagem é o fato de ser a temperatura, o único dado climatológico necessário para sua utilização. Deve ser adotada em regiões áridas. Thornthaite Também deve ser adotada para regiões áridas. Hargreaves Trata-se de uma equação que apresenta resultados bastante precisos para regiões áridas. O Ministério do Interior costumava exigir a utilização da mesma na realização de seus projetos. Penman Esta equação apresenta resultados muito bons para regiões úmidas, para onde é recomendada. Trata-se da mais indicada para a nossa região. Chuva efetiva A chuva efetiva é a parcela da precipitação que fica retida no solo e que pode vir a ser utilizada pelas plantas. Chuva efetiva (CE) = Precipitação - escoamento superficial - percolação profunda fatores que afetam a chuva efetiva umidade do solo – quanto maior a umidade do solo, menor a chuva efetiva textura e estrutura do solo do solo - estas duas características condicionam a chuva efetiva em relação a taxa de infiltração, quanto maior a chuva efetiva e a capacidade de armazenamento que quanto maior a chuva efetiva profundidade do sistema radicular - quanto maior a profundidade, maior a capacidade de armazenamento e maior a chuva efetiva topografia – quando maior a declividade, menor a chuva efetiva cobertura vegetal – quanto maior a cobertura vegetal, maior a chuva efetiva evapotranspiração – quanto maior a evapotranspiração, maior a chuva efetiva altura de precipitação - quanto maior, maior a chuva efetiva intensidade de precipitação - quanto menor maior a chuva efetiva Métodos de determinação QUADRO 2.3 - Valores de Chuva efetiva (valores em mm) � Et mm 12,5 25 37,5 50 62,5 75 P 87,5 mm 100 112,5 125 137,5 150 162,5 175 187,5 200 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 16 17 18 19 20 21 23 24 25 25 24 25 27 28 30 31 32 33 35 37 32 34 35 37 39 42 44 47 50 39 41 43 46 49 52 54 57 61 46 48 52 54 57 61 64 68 72 56 59 62 66 69 73 78 84 62 66 70 74 78 82 87 92 69 73 76 81 86 91 96 102 80 85 89 95 100 106 112 87 92 97 103 109 115 121 94 98 104 111 117 124 132 100 107 112 118 125 132 140 116 119 126 134 141 150 120 127 134 142150 158 133 141 150 159 167 � Fator de correção em função da capacidade de armazenamento de água do solo ( (S ) (S (mm) 20 25 37,5 50 62,5 75 100 125 150 175 200 Fator 0,73 0,77 0,86 0,93 0,97 1,00 1,02 1,04 1,06 1,07 1,08 (S = (CC- PM) * Profundidade da Camada Impermeável (2.10) Déficit hídrico (DH) É a lâmina de água necessária ao pleno desenvolvimento da cultura, deduzida da chuva efetiva. DH = ETp - CE (2.11) DH= Etp + LS + Pp + LI - CE (2.12) Necessidade hídrica (NH) A necessidade hídrica será o DH mais as perdas. NH = DH + P ou NL (2.13) onde: P = perda (L) NL = necessidade de lixiviação (L). sendo: NL = Lr - ETp (2.14) onde: L = lâmina líquida de irrigação (L) Perdas e eficiência de irrigação As perdas consistem da quantidade de água perdida durante todo o processo de irrigação, desde a captação até a absorção da água pelas plantas. A eficiência de irrigação (EI), pode ser definida como o produto da eficiência de aplicação (EA), pela eficiência de condução (EC) EI = EA . EC . 100 (2.15) sendo: EC = (AA / AC) (2.16) EA = (AU / AA) (2.17) Onde: AA = água aplicada (L) AC = água captada (L) AU = água utilizada (L) Conseqüentemente: EI = (AA/AC) . (AU/AA) (2.18) EI = (AU / AC) (2.19) Perdas na condução e eficiência de condução Estas perdas são resultantes da evaporação de água da superfície livre dos canais e dos volumes percolados através das paredes dos canais, percolação lateral e do fundo, percolação profunda. A evaporação depende: do clima do comprimento e largura do canal da vazão A Percolação depende: do material construtivo do método construtivo do gradiente hidráulico do raio hidráulico do comprimento do canal Determinação das perdas métodos diretos b) métodos analíticos evaporação Pev = (Ev.L.E/Q.24).100 (2.20) onde: Pev = perdas por evaporação (L) Ev = evaporação (L) L = comprimento do canal (L) E = largura do canal (L) Q = vazão (L3/T) percolação A metodologia de cálculo é a mesma utilizada para perdas através do corpo de barragens. c) métodos empíricos MORITZ Este método somente quantifica as perdas por percolação. P = 0,0375 C ��EMBED Unknown (2.21) onde: P = perda (L3/T/L) Q = vazão (L3/T) V = velocidade (L/T) C = coeficiente relativo ao material construtivo. VALORES DE C Solo franco argiloso 0,08 - 0,15 Solo franco siltoso 0,15 - 0,20 Solo franco argiloso c/ areia e grava 0,20 - 0,30 Solo franco arenoso 0,30 - 0,50 Solo arenoso solto 0,50 - 0,75 Rocha desintegrada 0,75 - 0,90 Perdas na aplicação e eficiência de aplicação As perdas variam entre 10 % a 50 %, ocorrem por percolação e por escorrimento superficial e devem-se a: falhas de projeto. falhas na implantação, falhas na operação. Aspersão e gotejamento 70 % a 90 % ocorrência percolaçãoexagerada na superposição escorrimento superficial motivos intensidade de precipitação maior que a velocidade de infiltração superposição inadequada tempo de irrigação inadequado vazão inadequada determinação errônea das características hidrodinâmica do solo Sulcos e faixas 60 % a 80 % ocorrência percolação na cabeceira escorrimento superficial motivos determinações errôneas das características hidrodinâmicas do solo solo muito arenoso sulcos muito compridos vazão muito grande Submersão 40 % a 60 % ocorrência percolação profunda percolação lateral perdas no final da parcela fugas superficiais motivos má locação das marachas marachas mal construídas excesso de precipitação má aplicação de água alta declividade do terreno textura e estrutura do solo formigas, etc. Determinação das necessidades hídricas Culturas comuns QUADRO 2.4 - Determinação da vazão unitária Mês ET CE DH NHp NHl NHc V q mm mm mm mm mm mm m3/ha l/s/ha onde: ET = evapotranspiração potencial mensal da cultura CE = chuva efetiva mensal DH = déficit hídrico NHp = necessidade hídrica, considerando as perdas na aplicação NHl = necessidade hídrica, considerando a necessidade de lixiviação NHc = necessidade hídrica, considerando as perdas na condução V = volume por hectare q = descarga unitária fictícia Lavoura de arroz QUADRO 2.5 - Determinação da vazão unitária do arroz MÊS ET LS PP LI CE DH NH V q mm mm mm mm mm mm mm m /ha l/s/ha onde: LS = lâmina de saturação LI = lâmina de inundação determinação da lâmina de saturação (2.22) onde: PS = ponto de saturação (%) UA = umidade do solo no momento da irrigação (%) da = densidade relativa aparente do solo P = profundidade do solo (L) Sendo: (2.23) onde: CC = capacidade de campo (%) PM = ponto de murcha (%) determinação das perdas por percolação percolação profunda (PP) (2.24) onde: Kv = condutividade (L/T) H = dif. de nível entre a lâmina de inundação ou saturação, e ao lençol freático (L) Normalmente em nossa região, essa perda pode ser desprezada, em vista da muito baixa condutividade hidráulica do solo. percolação lateral (PL) (2.26) onde: KH = condutividade hidráulica horizontal d camada superficial (L/T) h = espessura da camada superficial (L) (h = distância entre a lâmina de inundação ou saturação e o nível d’água no dreno (L) l = distância entre a parcela e o dreno (L) A = área da parcela (L2) determinação da chuva efetiva (CE) Considerar a água que pode ser retida nos quadros, de acordo com o nível de água dos mesmos. Quantidade de Água e Oportunidade de Irrigação Dose de rega, Lâmina de irrigação ou dotação de irrigação. Água total disponível (ATDt) ATD = (CC - PM)/100. P (3.1) Água facilmente disponível (AFD) AFD = (CC - UA)/100 . P (3.2) Onde: UA = umidade atual (% em relação a volume) P= profundidade efetiva do sistema radicular (L) CC= Capacidade de Campo (%) PM= Ponto de Murcha (%) Quando tratar-se de um solo com distintos horizontes, ter-se-á um valor para cada uma das camadas e o valor total do perfil, será a soma das parciais A umidade atual é aquela na qual o solo deverá ser irrigado novamente. Esta informação é obtida com a ajuda da curva de tensão/umidade do solo e a recomendação da pesquisa, a respeito do valor de tensão de umidade mínimo que deve apresentar o solo, para que o cultivo não tenha sofra estresse por déficit de umidade a ponto de comprometer o seu potencial máximo economicamente de produtividade. QUADRO 2.4. Na impossibilidade de se dispor da curva de retenção de umidade, pode-se programar o reinicio da irrigação, para quando houver sido consumido um certo percentual de água total disponível, Em geral esse percentual varia entre 20 a 40 %. QUADRO 3.1 – Níveis de esgotamento da água do solo, expressos em tensão de umidade (atm), tolerados por distintos cultivos para os quais a Et, mantém-se no nível previsto e obtém-se os rendimento máximos. alfafa banana feijões colsa cenoura cítricos trevos algodão pepino flores uva gramíneas alface milho melão 0,8 – 1,50 0,3 – 1,5 0,6 – 1,0 0,6 – 1,0 0,5 – 0,7 0,5 – 1,0 0,3 – 0,6 1,0 – 3,0 1,0 – 3,0 0,4 – 1,0 0,4 – 1,0 0,4 0,6 0,4 – 0,6 0,4 – 1,5 0,3 – 0,8 cebola ervilha batata arroz cártago outros cereais sorgo soja morango beterraba cana de açúcar fumo precoce fumo tardio tomate trigo 0,4 – 0,7 0,3 – 0,8 0,3 – 0,7 ponto de saturação 1,0 – 2,0 0,4 – 1,0 0,6 – 1,3 0,4 – 1,5 0,2 – 0,5 0,6 – 0,8 0,8 – 1,5 0,3 – 0,8 0,8 – 2,5 0,6 – 1,5 0,8 – 1,5 OBS.: 1 atm =10KPa Medição do teor de umidade do solo. método gravimétrico tensiômetro Mede a tensão com que a água é retida no solo. Boyoucus Estabelece uma relação entre a resistência e umidade do solo. tato e aparência do solo TDR Intervalo de irrigação (Ir) É o intervalo entre uma irrigação e outra IR = LL/Et diária (3.3) Período de irrigação (P) É o número de dias necessários para irrigar toda a parcela. O período pode ser igual ou menor que o intervalo de rega. A maior economicidade é obtida quando se faz o período igual ao intervalo de rega. Em função entretanto da disponibilidade da mão de obra, em certos casos é necessário adotar um período menor. Em regiões úmidas, onde a probabilidade de ocorrência de precipitação durante a época de rega é significativa, é interessante a adoção de um período menor que o intervalo de rega, pois na hipótese de verificação de uma chuva, que eleve o teor de umidade do solo em toda a área , à capacidade de campo, um período menor nos permite remanejar o calendário de irrigações, sem ocorrer em perdas muito grande de água por excesso de umidade nem em déficit muito exagerados. Métodos de irrigação Métodos de escorrimento superficial Sulcos de Irrigação Descrição Vantagens com relação a faixas culturas em linha não inunda o terreno sistematização com relação a aspersão consumo de energia ventos umidade relativa do ar menor economicidade Desvantagens com relação a faixas culturas a lanço com relação a aspersão sistematização textura do solo infiltração muito alta com relação a todos os métodos culturas com um sistema radicular muito superficial culturas em fase inicial de crescimento águas com problemas de salinidade Construção dos sulcos Sulcador convencional Sulcador rotativo para a cabeceira Formato do Sulco Sulco em "U" Dimensões: Base = 15 a 30 cm Altura = 15 a 30 cm Sulco largo Utilizado para: diminuir o problema de erosão ; diminuir o raio hidráulico; diminuir a velocidade de escoamento. O formato mais utilizado é o formato em "U" Erosão Causas: Principalmente pelas precipitações; Declividade do terreno; Textura do terreno; Vazão de água de Irrigação muito alta; Intensidade da precipitação muito alta; Medidas recomendadas para evitar ou diminuir o problema da erosão: adotar uma declividade compatível utilizar uma vazão que não cause erosão adotar na primeira irrigação uma vazão menor que a recomendada procurar diminuir as capinas mecânicas utilizar sulcosalternos Declividade do sulco mínima 0 - 0,1 % máxima 1,0 - 3,0 % do terreno mínima : 0 máxima : 10 % Tipos de sulcos retilíneos – são mais usuais em contorno - indicado para terrenos ondulados corrugação - pouco contorno, levemente ondulado Uniformidade de distribuição de água e eficiência de irrigação perdas por percolação na cabeceira do sulco Para evitar perdas deve –se : aumentar –se a velocidade de irrigação e a vazão até um ponto máximo em que não ocorra erosão; a vazão próxima a taxa de infiltração; diminuir o comprimento do sulco; aumentar a vazão até chegar no final do sulco Fase de Avanço - do início até a frente alcançar o final do sulco Fase de Armazenamento - começa quando a água chega ao final dos sulcos e termina quando a irrigação termina Fase de Recessão - depois que é cortado a adução de água ao sulco, até que a mesma seque no início do sulco. Fase de Depleção - termina quando seca a última poça no sulco. perdas por escorrimento superficial no final do sulco. SOLUÇÃO Procurar diminuir ao máximo a diferença de tempo de permanência da água no início e no final do sulco Procurar adotar uma vazão que apenas atenda a taxa de infiltração de água no solo. A única solução que atende a essas duas exigências é a adoção de uma vazão, a maior possível, desde que não cause erosão, até a água atingir o final do sulco e depois reduzi-la a um valor que atenda apenas a velocidade de infiltração de água no solo. Projeto Locação: Traçar em campo Estabelecer: Declividade jornada de irrigação mão d’água (irrigante vai receber) Determinação dos parâmetros de projeto Vazão máxima não erodível Infiltração Avanço da corrente Lâminas de irrigação Intervalo/Freqüência de irrigação ( Vazão Máxima não Erodível Q = 0,6/ S (4.1) onde: Q = vazão máxima em (L/T) S = declividade do sulco em % Avanço da corrente de água no sulco Imlplantam-se um certo número de sulcos, com a declividade igual a selecionada para o projeto e comprimento superior ao máximo previsto. Sulco Central - aplica-se a vazão definida pela equação 4.1. Demais Sulcos - aplicam-se vazões menores e maiores que esta de tal modo que a menor de todas não atinja o final do sulco e a maior efetivamente provoque erosão. Estes sulcos deverão ser estaqueados a espaçamento entre 10 a 20 metros. A medida que a água for atingindo cada uma das estacas, deverá ser registrado o tempo decorrido. Estes dados serão registrados na planilha apresentada na figura 4.1. QUADRO 4.1 - Avanço da corrente de água no sulco FIGURA 4.2 - Curva de avanço da corrente de água no sulco Espaçamento dos sulcos máquinas - bitola do rodado do trator cultura - espaçamento recomendado em função das características agronômicas solo - largura do bulbo úmido Tem de ser encontrado um espaçamento de sulcos que contemple as exigências de cada uma destas condicionantes. Com relação a determinação do bulbo úmido a seguinte metodologia pode ser adotada: Quarenta e oito horas após a realização do teste para determinação da vazão máxima, procura-se com um trado ao longo do sulco, o ponto onde a profundidade que alcançou o bulbo úmida, coincida com a profundidade de irrigação recomendada. Neste ponto abre-se uma trincheira, nesta determina-se o contorno da seção transversal umedecida. O espaçamento (E), deverá ser fornecido pela seguinte equação: E = A / P (4.2) onde: A = área do bulbo úmido (m2) P = profundidade de irrigação (m) Tempo de irrigação determinação da velocidade de infiltração no próprio sulco Implanta-se um sulco com a declividade de projeto. Coloca-se na cabeceira a vazão máxima não erodível (Qm). A uma determinada distância (entre 50 a 100 m)deste ponto determina-se a vazão que por ali está passando (Qs). A vazão que está infiltrando no solo (Qi) será: Qi = Qm - Qs (4.3) O valor da taxa infiltração será estabelecido pela equação abaixo ��EMBED Unknown (4.4) onde: I = infiltração (l/s) L = comprimento do trecho (m) E = espaçamento a ser adotado (m) EXEMPLO Vazão máxima (Qm) = 1,6 l/s Comprimento do trecho (L) = 50 m Espaçamento (E) = 1,0 m � QUADRO 4.2 - Teste de infiltração no sulco. FIGURA 4.3- Curva de infiltração Determinar o tempo de irrigação de acordo com a equação (4.5) onde: T = tempo de irrigação (T) LB = lâmina bruta de irrigação (L) n = declividade da reta de infiltração (expoente da equação do gráfico da figura 4.3) (L/L) K = infiltração na primeira unidade de tempo (constante da equação da figura 4.3) (L/T) comprimento do sulco O comprimento do sulco deverá ser tal que a água que avança pelo sulco quando se utiliza a vazão máxima, atinja o seu final quando tiver decorrido ¼ do tempo total de irrigação. Desse modo, para definir o comprimento do sulco deve-se entrar na equação da curva de avanço da corrente no sulco figura 4.2, com o tempo igual a ¼ do tempo de irrigação, e determinar no eixo dos y qual o comprimento. vazão reduzida A vazão a ser adotada após a água atingir o final do sulco, chama-se vazão reduzida. Ela pode ser estabelecida pela equação abaixo: Qr = V F/ TF (4.6) TF = ¾ T (4.7) Qr = 1,33VF /T (4.8) sendo: V F = V T - V I (4.9) V I = T/4 . Qm (4.10) VT = LB . L . E (4.11) onde: V F = volume final (L3) V T = volume total (L3) V I = volume inicial (L3) Implantação Locação dos sulcos segundo a declividade de projeto Sulcos retilíneos - Locação direta Sulcos em contorno - Locação semelhante a de terraços Planejamento das Irrigações MÃO D’ÁGUA Determinada em função da capacidade do irrigante, tipo de solo, terreno e esquema de irrigação.( 20 a 50 l/s) JORNADA DE IRRIGAÇÃO mão de obra duração do dia oscilação do consumo ao longo do ciclo tarifa de energia elétrica, com variação (fora de pico) MÓDULO DE IRRIGAÇÃO Número de sifões = Mão d’água / Vazão reduzida Número de sulcos / dia = 0,8. Jornada . Número de sifões / T Área irrigada / dia = Comp. Espaçamento do Núm. de sulcos/dia Área irrigada no período = Área irrigada/dia . período Sistematização Definição da sistematização É a conformação da superfície do terreno, procurando uniformizar a distribuição da água com o objetivo maior de uniformizar o escoamento superficial da água para maior eficiência de irrigação, com um maior rendimento. Importância da sistematização Tipos de Sistematização a) Aplainamento sem direção definida b) Com declividade uniforme em uma direção c) Com declividade uniforme em duas direções d) Com declividade uniforme em uma direção e nula na outra e) com declividade nula em ambas as direções Equipamentos Plainas: um eixo dois eixos diversas lâminas Motoniveladora – tem capacidade de corte e de transporte, limitada Trator de lâmina - tem alta capacidade de corte, capacidade de transporte e acabamento, ruins Scraper – não tem capacidade de fazer o acabamento e tem grande capacidade de corte e de transporte Condições de projeto Estabelecer um, plano que se ajuste a superfície original do terreno. Para que os volumes de corte e aterro sejam semelhantes, a cota do centro geométrico do plano de sistematização, deve ser igual a cota média do terreno original. Corte máximo. Corte 20 % a 30 % a mais que o aterro Levantamento Topográfico Quadriculado básico Posição da primeira coluna e linha Figura 4.4 – Quadriculado básico A1 . B1 . C1 . D1 . A2 . B2 . C2 D4 . .D2 A3 .B3 . C3 . D3 . D3 Determinação do plano de sistematização Determinação das declividades a) Declividade previamente selecionada b) Declividade média declividade de cada linha (S) (4.12) Declividade no sentido das linhas (4.13) Declividade no sentido das colunas (4.14) Determinação do Centro Geométrico Métodos dos momentos. Método gráfico. Determinação das alturas de Corte e aterro Volume de corte ( Vc ) Vc = ((( (h positiva de estacas de igual espaçamento x produto desse espaçamento) (4.12) Volume de aterro ( Va ) Va = ((( (h negativa de estacas de igual espaçamento x produto desse espaçamento) (4.13) Ajuste (4.14) onde: C = C’+ a A = A’- a a = p . n (4.15) onde: C = cortes depois do ajuste (L) aterro depois do ajuste (L) C’ = ( cortes antes do ajuste (L) A’ = ( aterros antes do ajuste (L) a = ajuste (L) C’+ n.p = A’- n.p (4.16) (4.17) Quando p for positivo trata-se de um rebaixamento do plano de sistematização, e quando negativo, de uma elevação. Planos múltiplos de sistematização - apresentar o desenho Métodos de precipitação direta Aspersão Objetivo Menor número possível de pontos de emissão de água com maior uniformidade da distribuição de água. Vantagens aplica-se a qualquer tipo de terreno aplica-se a qualquer tipo de solo muito boa eficiência muito boa distribuição de água não causa inundação Desvantagens alto consumo de energia investimento muito alto lava o sistema aéreo do vegetal queima o tecido vegetal distribuição de água e conseqüentemente a eficiência, afetada pelo vento aumenta a umidade relativa do ar investimento caro É o método que apresenta o maior consumo de energia. Aspersão convencional Equipamentos necessários conjunto moto-bomba tubulação de suprimento tubulação principal tubulação de irrigação aspersores acessórios registros válvula de pé válvula de retenção manômetro derivações reduções tampões tubo de subida tripé Classificação dos aspersores quanto ao tipo aspersores de momento aspersores fixos radiais aspersores de. aspersores de impacto – são os mais usados. quanto ao tamanho microaspersor (localizada) pequeno médio longo alcance canhão quanto à posição do jato sobre a copa sub copa quanto ao movimento giro total (360() setorial (parcial) – ângulo regulável, vai e volta. Considerações de projeto Pressão de serviço dos aspersores Superposição da área de molhamento dos aspersores disposição dos aspersores quadrangular retangular (preferível mesmo que fique uma parte com pouca irrigação, para que melhore a eficiência de irrigação em função da forma da área, é melhor diminuir a distancia entre os aspersores) triangular (difícil operacionalidade) Dados de projeto cultura área velocidade de infiltração da água no solo levantamento planialtimétrico velocidade dos ventos intervalo de rega período de irrigação jornada de irrigação lâmina de irrigação eficiência de aplicação Determinações de projeto Seleção do aspersor determinação da intensidade de precipitação – deve ser menor ou igual a velocidade básica de infiltração IP = Q/A (4.18) Onde : IP – intensidade de precipitação Q – Vazão A – espaçamento escolha do tamanho escolha do tipo Determinação da distribuição dos aspersores no terreno em função da intensidade de precipitação permitida em função da velocidade dos ventos QUADRO 4.3 - Espaçamento entre aspersores Velocidade do vento Distância entre aspersores Espaçamento quadrangular ou retangular Nenhum vento 2 m/s 3,5 m/s > 3,5 m/s 65 % do diâmetro 60 % do diâmetro 50 % do diâmetro 30 % do diâmetro Espaçamento triangular nenhum vento 2 m/s 3,5 m/s > 3,5 m/s 75 % do diâmetro 70 % do diâmetro 60 % do diâmetro 35 % do diâmetro - Área irrigada por dia(AI) AI = área total / período de irrigação (4.19) - Área irrigada por posição (AP) AP = AI / número de mudanças (4.20) - Número de mudanças (NM) NM = jornada / tempo de permanência (4.21) - Tempo de permanência (TP) TP = Lâmina bruta / intensidade de precipitação (4.22) - Número de aspersores (NA) NA = AP / produto. do espsaçamento dos aspersores (4.23) Lay out - estação fixa ou móvel ocorrência e posicionamento das linhas de suprimento, principal e ramal. Diagrama de fluxos e vazões Tubulações Classificação Sucção Adução Distribuição Principal Ramal e Linha Tipo plástico, alumínio, aço. Diâmetro Método de cálculo através da fixação da velocidade v = 3,0 a 5,0 m/s Método de cálculo através da fixação das perdas de carga Cálculo em separado para o ramal de irrigação. Seleção das peças especiais (acessórios) Dimensões de acordo com a tubulação em que se insere. Determinação das perdas de carga através de gráficos em função da vazão e seção correção da perda de carga do ramal em função do número de aspersores. Determinação da altura manométrica (Hm) Hm = Hg + Ha + Hflin + Hfloc + PS (4.24) Onde: Hm = altura manométrica (L) Hg = altura geométrica (L) Hflin = perda de carga linear (L) Hfloc = perda de carga localizada (L) PS = pressão de serviço (L) Determinação da diferença de pressão entre os aspersores de maior e menor pressão, na posição mais crítica. Correção dessa diferença para o limite máximo de 20%. P = Hm . Q . da. 1000 (4.25) ( . 75 Seleção e dimensionamento do conjunto moto-bomba Conjuntos móveis CANHÃO NO TERCEIRO PONTO Aspersor de grande porte Movimenta –se sem irrigar Normalmente setorial Desvantagem: muitos canais Vantagem : menos tubulações ROLÃO Ramal móvel com diversos aspersores Moviementa-se sem irrigar Limitações: tamanho da cultura deverá ser baixo AUTOPROPELIDO Características: Aspersor de grande porte Tem um carrinho Movimenta-se quando irriga Limitações : Topografia - Em terrenos com aclive, a potência é maior e a pressão, velocidade e vazão diminuem. Em terrenos com declive ocorre o contrário. No lugar onde está a mangueira do autopropelido, não poderá haver a cultura Autopropelido Enrolador: quem puxa é a mangueira. Dimensionamento: a) Determinação da velocidade do autopropelido (4.26) onde: VA = velocidade do autopropelido (L/T) qa = vazão do aspersor (L3/T) EC = espaçamento entre carreadores (L) LB = lâmina bruta de irrigação (L) b) determinação da intensidade de precipitação (4.27) onde: IA = intensidade de precipitação (L/T) AS = angulo setorial (o) c) determinação do tempo de operação (4.28) onde: TO = tempo de operação (T) LC = comprimento do carreador (L) TM = tempo de mudança (T) d) determinação do número total de faixas (4.29) onde: NTF = número total de faixas P = período de irrigação (T) J = jornada de irrigação (T) e) determinação da área total irrigada AT = (LM)+(0,5EC) . (2EC.NTF) (4.30) onde: AT = área total irrigada (L) LM = comprimento da mangueira (L) f) determinação da altura manométrica HM = (PS + HH + HG + Hfm + Hfe + Hft) 1,05 (4.31) Onde: PS – pressão de serviço HH – altura do aspersor HG – altura geométrica Hfm – perda de carga da mangueira Hfe – perda de carga de equipamento Hft – perda de carga na tubulação PIVÔ CENTRAL Descrição dos componentesraio = 50 - 800 m (em geral não ultrapassam a 500 m) distância entre torres = 24 - 76 m (mais freqüentes; 30, 38, 52, e 54 m), depende do diâmetro do tubo mecanismo propulsor Tipos de Acionamentos dos pivôs centrais elétrico hidráulico óleo hidráulico ar comprimido cabo de aço vantagens do elétrico topografia movimenta-se sem irrigar melhor distribuição de água menor custo Os mecanismos redutores são mais eficientes que nos motores hidráulicos Diâmetro da tubulação mais freqüente: 6” e 6”5/8 outros: 7”e 8”. ASPERSORES De diversos tamanhos O tamanho do aspersor vai aumentado para a periferia, com um aumento do raio molhado. Pressão no pivô = 4,5 a 7,0 atm. De mesmo tamanho Aumenta somente o diâmetro do bocal e se reduz o afastamento. O raio inicialmente aumenta, depois permanece constante. Pressão no pivô = 4,5 a 5,3 atm. De pulverização Aumenta o tamanho do bocal e diminui o afastamento. A largura da área molhada permanece a mesma (6,0 m aprox.). Pressão no pivô = 2,5 a 4,0 atm. Comparação entre os três métodos: Quanto a precipitação: A maior superfície molhada se tem com o primeiro, depois com, o segundo. Quanto ao consumo de energia O terceiro é o de menor consumo Quanto a topografia Os melhores são os de maior pressão Quanto ao grau de pulverização Os melhores são os de pulverização Aspersor final A colocação do canhão na extremidade da tubulação pode aumentar em até 16 % a área irrigada. Sistema de esquina - Aumenta o investimento médio por hectare. Modelos deslocáveis Características de Rega Variação da vazão ao longo da unidade. Precipitação Com relação a um determinado ponto, a intensidade de precipitação aumenta e medida que o equipamento aproxima-se do mesmo, até atingir o valor máximo, para depois ir diminuindo até anular-se. Altura de água aplicada h = q . n / S (4.32) onde: h = altura de água aplicada (L) n = tempo de uma volta (T) q = vazão do conjunto (L3/T) S = área irrigada (L2) Uniformidade de precipitação 85 a 90 % Eficiência 70 a 90 % Limitações de Utilização Solos - Somente os solos muitos pesados apresentam alguma limitação. ��EMBED Unknown (4.33) onde: IP = intensidade de precipitação (L/T) = vazão (L3/T) R = raio da unidade (L) R = raio do aspersor (L) Culturas - Altura livre entre 2,0 a 3,0 m Topografia Radial, ou microrelevo Tangencial, ou mesorelevo Declividades limites: Motor elétrico: 30 % Motor hidráulico: 20 % Obs. Em qualquer situação declividades acima de 15 % são desaconselhadas. Medidas a serem adotadas com o objetivo de minorar os efeitos da topografia desvantajosa Utilização de motores elétricos Menor distância entre torres Maior pressão de serviço Extensão e forma da superfície irrigada Custo proporcional a raiz quadrada da área Formato quadrado da área é mais aconselhado Presença de obstáculos ( raios muito grandes) Inverter o sentido do movimento Parar o canhão Projeto 1. Escolha do equipamento Elétrico ou hidráulico Distância entre torres Escolha do aspersor Características especiais 2. Localização da unidade Cálculo da vazão Q = Qdiária *S (4.34) E onde: Q = vazão da unidade (L3/T) S = área (L2) E = eficiência de aplicação (%) 4. Pressão necessária A determinação da altura manométrica fica limitada a pressão de serviço do aspersor que tiver maior necessidade de pressão (canhão) Ao longo da tubulação deverá haver aspersores de tamanho diferentes P = P.Sf + Hp + Hu + Hg (4.35) onde: P.Sf = pressão de serviço do aspersor final (L) Hp = perdas de carga totais, linear e localizada, da unidade (L) Hu = altura dos bicos dos aspersores (L) Hg =desnível entre o ponto mais alto da parcela, e o NA no ponto de captação (L) Gotejamento É um tipo de irrigação localizada; Vantagens Maior eficiência no uso d’água; Não irriga ervas daninhas entre fileiras; Mínimas flutuações no conteúdo de umidade do solo; Adapta-se melhor a qualquer tipo de terreno e solo; Suprimento de água e fertilizantes nos locais mais eficientes do sistema radicular; Maior produtividade; Maior eficiência no controle fitossanitário; Não interfere com as práticas culturais; Pode ser usado com água salina ou em solos salinos. Desvantagens Alto custo de investimento; Alto custo de manutenção e conservação (alto número de peças móveis); Entupimento; Distribuição do sistema radicular. Componentes do sistema Motobomba – captar água e proporcionar a pressão necessária Imprescindível Centrífuga Motor elétrico (eventualmente diesel) Figura 4.4 Vista parcial de um sistema de irrigação por gotejamento Cabeçal de controle (Localiza-se no ponto mais alto da lavoura, é composto de) Medidor de vazão Filtros de areia, de tela ou de ação centrífuga Injetor de fertilizantes Tanque de fertilizantes (mais comum) Bombas independentes (mais preciso) Controlador de pressão e vazão: utilizado onde a água é muito escassa e cara. Possibilita a automatização do sistema. Pode ser substituído por registros e manômetros. Figura 4.5 Vista parcial de um cabeçal de controle Adução – moto –bomba até o cabeçal Linha principal Conduz a água da moto-bomba até as linhas de derivação, passando pelo cabeçal de controle. Pode ser de polietileno, PVC, tubos galvanizados ou tubos de fibro cimento. Podem ser superficiais ou enterradas. Linha de derivação Liga a linha principal às laterais. Se superficiais, em polietileno, se enterradas, em PVC. Costuma-se instalar válvulas de controle de pressão e vazão no início das linhas de derivação. Linha lateral São as linhas nas quais localizam-se os gotejadores. Tem de ser colocadas em nível. São construídas em tubos de polietileno com diâmetro de 12 – 32 mm. Gotejadores São dissipadores de pressão Requisitos de um bom dissipador: Fornecer uma vazão baixa, constante e uniforme Apresentar uma seção transversal de fluxo relativamente grande, para evitar entupimento. Ser barato, resistente, compacto e preciso Pressão não muito baixa para não necessitar de tubulações de grande diâmetro. Características Vazão: 1,0 a 10,0 l/h Existem gotejadores que apresentam vazões constantes, para uma ampla variação de pressão. Com esse tipo de equipamento o comprimento das linhas laterais pode ser maior. Pressão de serviço: 5 a 30 m.c.a Existem gotejadores que apresentam vazões constantes, para uma ampla variação de pressão Com este tipo de equipamento o comprimento das linhas laterais pode ser maior Diâmetro da seção transversal: 0,3 a 1,0 mm Tipos de gotejadores de longo percurso Microtubos (espaguete) Figura 4.6:Gotejamento por Microtubo Tubo fino e comprido, chamado spaghetti, perde energia em função do seu comprimento; A vazão é função da pressão na lateral, diâmetro e comprimento do microtubo; diâmetro = 0,5 – 1,5 mm Para compensar a variação de pressão ao longo da lateral, trabalhar com comprimentos de microtubos diferenciado, em grupos de 5 a 10. O comprimento do microtubo, necessário para Ter uma determinada ação sob determinada pressão, pode ser determinado pela equação de Darcy – Weisbach, adaptada para as unidades normalmente usadas em irrigação por gotejamento. L= H x d5 / 6,37x f x q² (4.36) Onde: L = comprimento do microtubo em , m H = pressão na entrada do gotejadorem m.c.a d = diâmetro interno do microtubo, em mm f = coeficiente de atrito q = vazão do gotejador, em l/h f=64/Rn (4.37) Rn=(1/1000) x (V x d/v) (4.38) Onde: Rn= número de Reynolds; V=velocidade d’água no gotejador, em m/s; d=diâmetro da seção transversal de fluxo, em mm; v= coeficiente de viscosidade cinemática, em m²/s. de longo percurso integrado Figura 4.7: Gotejador de longo percurso integrado aspiral ou labirinto vazão = 3 – 4 l/h pressão = 10 mca tipo orifício Tem um dispositivo de limpeza A perda de carga dá-se devido ao fluxo de água através de pequenos orifícios. diâmetro = 0,4 mm vazão = 4,5 l/h pressão = 10 mca tubos perfurados Pequenos orifícios em grande número, a água forma um filme ao longo da tubulação. Devido a desuniformidade de vazão o comprimento das linhas deve ser muito pequeno. Certos fabricantes têm usado tubos de parede dupla, o que possibilita a adoção de furos de maior diâmetro e mais espaçados, diminuindo a ocorrência de entupimento e procurando reduzir a perda de carga. diâmetro = 0,3 mm espaçamento entre furos = 6,0 cm vazão = 1,6 l/h pressão = 4 mca microgotejador Pequeno tamanho. Em geral provido de diafragma para regular a vazão. vazão = 4 l/h pressão = 5 – 30 mca Figura 48: Microgotejador Posição dos gotejadores em relação à linha Figura 4.9 – Posição relativa dos gotejadores � Disposição das linhas laterais em relação as fileiras das culturas Distribuição do sistema no campo 4.2.2.4. Quantidade de água necessária evapotranspiração Figura 4.10 – Distribuição do sistema no campo Etg = Etp x P/100 (4.39) onde: Etg = evapotranspiração no gotejamento (L/T) Etp = evapotranspiração potencial (L/T) P = percentagem de área molhada em relação a área total (%) Determinação da percentagem de área molhada por copa (fruteiras) P = AC * NA/AT (4.40) por faixas contínuas P = AF/AT (4.41) onde: P- perímetro de área molhada AC –área da copa NA – número de áreas AT – área total AF – área de faixas Regiões áridas ( 30 % Regiões úmidas ( 20 % Cálculo uma lateral por fileira – direto na tabela Figura 4.11 – Uma linha lateral por fileira de planta Exemplo: Determinar o valor de P e o espaçamento entre gotejadores ao longo da linha lateral, em um sistema com uma linha lateral por fileira de árvore, cuja vazão dos gotejadores é de 4 l/h e o espaçamento entre fileiras de árvores é de 5 m, em um solo de textura média. Neste caso seleciona-se na tabela 4. Quadro 4.4 – Valores de P para aplicação de 40 mm de água por irrigação, segundo KELLER e KARMELI Vazão por gotejador ou por saída, em l/h q = 1,5 l/s q = 2 l/s q = 4 l/s q = 8 l/s Q = 12 l/s Espaçamento recomendado entre gotejadores ao longo da linha lateral (Sg), para solos de textura grossa (G), média (M) e fina (F), em metros. S G 0,2 M 0,5 F 0,9 G 0,3 M 0,7 F 1,0 G 0,6 M 1,0 F 1,3 G 1,0 M 1,3 F 1,7 G 1,3 M 1,6 F 2,0 Valores em percentagem 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0 38 33 25 20 15 12 10 9 8 7 6 5 88 70 58 47 35 28 23 20 18 16 14 12 100 100 92 73 55 44 37 31 28 24 22 18 50 40 33 26 20 16 13 11 10 9 8 7 100 80 67 53 40 32 26 23 20 18 16 14 100 100 100 80 60 48 40 34 30 26 24 20 100 80 67 53 40 32 26 23 20 18 16 14 100 100 100 80 60 48 40 34 30 26 24 20 100 100 100 10080 64 53 46 40 36 32 27 100 100 100 80 60 48 40 34 30 26 24 20 100 100100 100 80 64 53 46 40 36 32 27 100 100 100 100 100 80 67 57 50 44 40 34 100 100 100 100 80 64 53 46 40 36 32 27 100 100 100 100 100 80 67 57 50 44 40 34 100 100 100 100 100 100 80 68 60 53 48 40 Duas linhas laterais por fileira Figura 4.12 – Duas laterais por fileira de planta (4.42) Onde: P1: obtido da do quadro 4.4, para S1 (%). S1: maior valor encontrado para p = 100, ou seja, espaçamento entre laterais de uma mesma fileira.(m) P2: obtido do quadro 4.4, para S2 (%). S2: espaçamento entre pares de laterais (m) Sf: espaçamento entre fileiras (m) Exemplo: Determinar o valor de P e espaçamento entre gotejadores e entre linhas laterais, para as mesmas condições anteriores, mas usando duas linhas laterais por fileira de planta. Neste caso determina-se S1 = 1,2 no quadro 4.4(maior valore de S para P = 100), S2 = Sf – S1 = 5,0 – 1,2 = 3,8 m; P2 = 32 %, determinado pelo quadro 4.4 para S2 = 3,8 m. (4.43) Irrigação por árvore (4.44) Onde: P = percentagem de área molhada (%) AC = área da projeção da copa da árvore (L2) AT = área total (L2) Número de gotejadores por árvore (4.45) Onde: n = número de gotejadores por árvore A1 = áre4a representada por árvore (espaçamento x espaçamento) (L2) a= área de ação do gotejador(L2) Determinação da lâmina real necessária (LRN) LRN = Etg x IR (4.46) Etg = Et * P (4.47) Sendo Etg < Et Onde: TR – período ou turno de rega Etg – evapotranspiração no gotejamento LRN lâmina real necessári P – percentagem da área molhada Esse valor é limitado pela expressão abaixo LRN( (CC – PM/100) * da *f * z *(P/100) (4.48) Onde: LRN – lâmina real necessária CC- capacidade de campo da- densidade aparente do solo f- fator de utilização da água disponível z- profundidade efetiva do sistema radicular P- percentagem da área molhada Determinação da lâmina total necessária (LTN) LTN = LTR/Ea (4.49) Determinação do tempo de funcionamento por posição (T) Para irrigação por faixas contínuas (4.50) onde q é a vazão do gotejador em l/h Para irrigação por árvore (4.51) Número de unidades em operação simultânea (N) (4.52) Determinação da vazão necessária (Q) (4.53) onde A é a área do projeto em hás. Dimensionamento Linha lateral O dimensionamento da linha lateral é função da diferença máxima permitida para as vazões entre o primeiro e o último gotejador. Essa diferença costuma ser considerada entre 5% e 20%, sendo o valor mais comum de 10%. A variação de pressão ao longo da linha lateral, dependerá do regime de escoamento e do tipo de gotejador. Para gotejadores de regime laminar ou longo percurso de fluxo, para Ter uma variação máxima de vazão de 10%, o limite máximo de perda de carga também deverá ser em torno de 10%. Para os gotejadores com regime turbulento, a relação entre a variação da perda de carga e da vazão pode ser obtida pela seguinte equação: Q = S . Cd . (2gH)1/2 (4.54) (4.55) onde S é a seção transversal do gotejador, C um coeficiente que depende do material do gotejador, g a força da gravidade e H a pressão no gotejador. Para dimensionar a seção da tubulação pode-se usar a equação de Hazen-Willams, por exemplo, J = 1,21 . 1010 . (Q/C)1,2852 D-4,87 (4.56) onde J é a perda de carga unitária em m/m, Q a vazão em l/s, C um coeficiente que depende domaterial do tubo e D o diâmetro da tubulação. Para tubos de PVC o valor de C varia entre 140 e 150. A perda de carga das laterais (é dada por: (H = J . L. f (C/Cg)1,852 (4.57) onde C é o coeficiente para tubo com gotejador e f o coeficiente de redução em função do número de saídas que pode ser definido pela equação abaixo: (4.58) onde N é o número de gotejadores e m varia entre 1,8 a 2,0. A perda de carga localizada (hfg)pode ser determinada por: (4.59) Para gotejadores conectados na linha kg é aproximadamente, 1,9 e para aqueles conectados sobre a linha, 0,6. A pressão necessária no início da linha principal (Pin) é: Pin = Ps + 0,77 . (H ( 0,4 . (E (4.60) Onde Ps é a pressão de serviço do gotejador em m.c.a. e (H variação de nível ao longo da lateral em m. Linha de derivação O seu dimensionamento é idêntico ao da lateral, sendo que f, neste caso, é função do número de laterais conectadas à linha de derivação e o limite máximo de perda de carga permitida é de 10% da pressão de serviço dos gotejadores. Linha principal O seu dimensionamento será função da pressão e vazão no início da linha de derivação. � Bibliografia: Bernardo, Salassier Manual de Irrigação, 463 pg Anotações em sala de aula �EMBED PBrush��� �EMBED Unknown��� �EMBED PBrush��� �PAGE �53� _1088011320.unknown _1088011331.unknown _1088011350/J�� _1088011355.unknown _1088011361.unknown _1088011363.unknown _1095797213.unknown _1088011364.unknown _1088011362.unknown _1088011359.unknown _1088011360.unknown _1088011357.unknown _1088011353.unknown _1088011354.unknown _1088011352/>H� _1088011335.unknown _1088011337.unknown _1088011345.unknown _1088011346/�Ð� _1088011349/~� _1088011342/vú� _1088011336.unknown _1088011333.unknown _1088011334.unknown _1088011332.unknown _1088011326.unknown _1088011329.unknown _1088011330.unknown _1088011328.unknown _1088011322.unknown _1088011325.unknown _1088011321.xls Plan1 Hora Tempo Decorr Vazão de Saída Vazão Infiltrada Infiltração min l/s l/s mm/h 8:00 0 0 8:09 9 0 8:10 10 0.1 1.5 54.0 8:11 11 0.2 1.4 50.4 8:12 12 0.3 1.3 46.8 8:15 15 0.4 1.2 43.2 8:20 20 0.5 1.1 39.6 8:30 30 0.6 1.0 36.0 8:45 45 0.7 0.9 32.4 9:00 60 0.8 0.8 28.8 9:15 75 0.9 0.7 25.2 9:30 90 0.9 0.7 25.2 Plan1 Tempo Decorr. (min) Infiltração (mm/h) Curva de Infiltração _1088011310.unknown _1088011315.unknown _1088011318.xls Plan1 Hora Tempo Decorr Distância min m 8:00 0 0 8:09 9 20 8:17 19 40 8:24 30 60 8:30 42 80 8:35 57 100 Plan1 Distância m Tempo (min) Distância (m) Curva de avanço _1088011319.unknown _1088011317/vX� _1088011312.unknown _1088011313/vX� _1088011311.unknown _1088011306.unknown _1088011308.unknown _1088011309.unknown _1088011307.unknown _1088011303.unknown _1088011304.unknown _1088011302.unknown
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