Irrigação por Inundação e faixas1

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS 
DISCIPLINA: SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE (INUNDAÇÃO E FAIXAS) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Vladimir Batista Figueirêdo 
 
 
 
 
 
 
 
Mossoró - RN 
Janeiro – 2017 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. Introdução a irrigação por inundação ............................................................................................... 1 
2. Sistematização do terreno ................................................................................................................ 1 
2.1 Estudos preliminares ................................................................................................................... 1 
2.2 Preparação para sistematização .................................................................................................. 2 
2.3 Cálculos da sistematização ......................................................................................................... 2 
3. Características dos sistemas por inundação ..................................................................................... 3 
3.1 Aplicação de água ....................................................................................................................... 3 
3.2 Quanto à forma ........................................................................................................................... 3 
3.3 Distribuição de água ................................................................................................................... 3 
3.4 Construção dos tabuleiros ........................................................................................................... 5 
3.5 Tamanho dos tabuleiros .............................................................................................................. 5 
3.6 Classificações da irrigação por inundação .................................................................................. 6 
4. Dimensionamento da irrigação por inundação permanente ............................................................. 6 
4.1 Vazão necessária ao enchimento dos tabuleiros (Qe) por hectare do projeto ............................ 6 
4.2 Número de tabuleiros (Nt) .......................................................................................................... 7 
4.3 Vazão de manutenção (Qm) ........................................................................................................ 7 
4.4 Tempo de irrigação (Ti) em dias, para o calculo da eficiência de aplicação (Ea) ...................... 7 
5. Dimensionamento da irrigação por inundação temporária ou intermitente ..................................... 7 
6. Eficiência do sistema (Ei) de irrigação por inundação .................................................................... 8 
7. Introdução a irrigação por faixas ................................................................................................... 10 
8. Características dos sistemas por faixas .......................................................................................... 11 
8.1 Declividades ............................................................................................................................. 11 
8.2 Largura ...................................................................................................................................... 11 
8.3 Comprimento ............................................................................................................................ 11 
8.4 Lâminas e manejo da irrigação ................................................................................................. 12 
9. Dimensionamento da irrigação por faixa ....................................................................................... 12 
9.1 Vazão máxima .......................................................................................................................... 13 
9.2 Vazão mínima ........................................................................................................................... 13 
 
 
1 
 
 
1. Introdução à irrigação por inundação 
 
Nesse sistema de irrigação, a água é aplicada na superfície do solo, por meio da energia potencial 
(força da gravidade) dentro de áreas contornadas por diques ou grandes camalhões (taipas) sendo 
chamadas de tabuleiros ou bacias de irrigação. O terreno se divide nestes tabuleiros, dentro dos quais se 
aplica uma vazão superior à velocidade de infiltração, ficando a água estancada até que se penetra no solo 
(Figura 1). Dentre as culturas se destacam: arroz, pastagens, forrageiras, pomares, algodão, feijão, cebola, 
milho, aveia e sorgo. 
 
 
Figura 1. Sistema de irrigação por inundação. 
 
O nivelamento é feito com declividade zero ou muito próxima a zero (áreas quase planas). Este 
fato é devido à exigência de se ter um terreno sobre o qual a água possa fluir sem causar erosão. Nesse 
sentido é necessário, principalmente em irrigação por inundação, a sistematização do terreno. 
 
2. Sistematização do terreno (não será mais necessário, pois é assunto de outra disciplina) 
2.1 Estudos preliminares 
 
- Tipo de solo: 
Taxa de infiltração de água (VIB). 
 
- Topografia do terreno: 
Menos acidentada melhor. 
Diferença de nível dentro do tabuleiro < = 20cm. 
 
- Necessidade de saneamento agrícola: 
Construção de drenos. 
 
- Disponibilidade de água: 
Concessão-outorga. 
 
- Condução da água: 
Melhor por gravidade, bombeamento deve-se avaliar custo/benefício. 
 
2 
 
 
2.2 Preparação para sistematização 
 
- Época a ser realizada a sistematização: 
Evitar chuvosa. 
 
- Levantamento topográfico: 
Piqueteamento (20 m entre piquetes - recomendado); 
Identificação dos piquetes: letras e números; 
Construção dos mapas: 
 
- Curvas de nível: 
Possibilitar divisões em subáreas com topografia semelhante. 
 
- Relação Corte/Aterro deve variar entre 1,2 e 1,4. 
 
2.3 Cálculos da sistematização 
 
Método dos quadrados mínimos é o mais utilizado. 
 
- Determinação do centróide (posição e cota) em área retangular: 
N
Hi
Hm

 (1) 
Onde: 
Hm = Cota do centróide (m); 
Hi = cota i (m); 
N = número de cotas. 
 
- Determinação das declividades que melhor se adaptam: 
Gráficos: 
 
 


 





n
L
L
n
HmiL
HmiL
D
2
2
)(
 (2) 
Onde: 
D = Declividade que melhor se adapta ao terreno no sentido da coluna ou linha (altura entre dois 
piquetes consecutivos); 
L = distância, em piquetes, da coluna ou linha; 
Hmi = cota média de cada coluna ou linha; 
n = número de colunas ou linhas. 
 
Exemplo: 
Determine as declividades nos dois sentidos da área sistematizada abaixo, ao qual está piqueteada 
num intervalo de 20 metros, nas duas direções (x, y). O piqueteamento iniciou-se a 10 metros da divisa do 
terreno. Marcou-se um ponto de origem “O” a 10 metros norte e 10 metros oeste da área. 
 
 
 
3 
 
 
 
O 1 2 3 4 5 média Total 
 
1 
 
8,19 
 
 
8,16 
 
8,16 
 
8,2 
 
8,15 
8,172 40,86 
 
2 
 
8,18 
 
 
8,14 
 
8,20 
 
8,17 
 
8,04 
8,146 40,73 
 
3 
 
8,21 
 
 
8,18 
 
8,25 
 
8,08 
 
8 
 8,144 40,72 
 
4 
 
8,17 
 
 
8,14 
 
8,24 
 
8,08 
 
8,05 
 8,136 40,68 
média 8,1875 8,155 8,2125 8,1325 8,06 162,99Total 32,75 32,62 32,85 32,53 32,24 
 
 
3. Características dos sistemas por inundação 
3.1 Aplicação de água 
Realizada em bacias ou tabuleiros. Normalmente utiliza-se ¼ do tempo para aplicar a lâmina 
requerida (Treq) pela cultura sendo igual ao tempo total de avanço (“Ta”). 
3.2 Quanto à forma 
Podem ser de forma quadrangular, retangulares ou em contorno. 
 
 
 
3.3 Distribuição de água 
 
Realizado em compartimentos fechados ou abertos e por transbordamento no final da bacia. 
4 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
3.4 Construção dos tabuleiros 
Declividade recomendada de no máximo 1%, compactação do solo, implementos (entaipadora). As 
taipas mais comuns têm Borda livre de 5 a 20 cm, base da taipa de 120 cm e altura da taipa de 60 a 80 cm. 
 
 
Figura 2. Implementos e maquinas agrícolas utilizadas na instalação dos tabuleiros de irrigação. 
3.5 Tamanho dos tabuleiros 
- Costumes locais, solo, topografia, infiltração... . 
- Variando normalmente em até 5,0 ha. Nesse caso recomenda-se até 0,5 ha (arenoso), até 1,1 ha (solo 
franco) e até 2,0 ha (solo argiloso). 
- Recomenda-se que as diferenças de altura (∆h) entre as taipas a montante e a jusante do tabuleiro de 
irrigação devam ser inferiores a 2/3 da altura lâmina na superfície do solo (h) ou no máximo 20 cm de 
diferença. A declividade pode ser até 1% nos dois sentidos do tabuleiro de irrigação. 
 
Tabela 1. Tamanho do tabuleiro em função da vazão e da textura do solo. 
Textura Tamanho em função da vazão disponível 
Muito fina 0,08 ha por múltiplo de 10 l/s 
Fina 0,04 ha por múltiplo de 10 l/s 
Média 0,03 ha por múltiplo de 10 l/s 
Grossa 0,01 ha por múltiplo de 10 l/s 
6 
 
 
 
- Outra forma simples de obtenção do tamanho usado, principalmente para se ter uma ideia da área 
máxima de um tabuleiro, é utilizando a equação 3, ao qual subtende-se que a taxa de aplicação de água 
fique em torno de 10 vezes a taxa de infiltração de água no solo. 
VIB
Q
At máx100 (3) 
Onde: 
At = área do tabuleiro máxima recomendada (m2); 
Qmáx = vazão máxima não erosiva (m
3/h); 
VIB = Velocidade de infiltração básica (mm/h). 
Exemplo: Determine At se a Qmáx = 0,0278 m
3/s e a VIB = 0,005 m/h. 
3.6 Vazão 
A vazão do tabuleiro (Q0) pode ser determinada pelo mesmo procedimento visto em irrigação por 
sulcos (cálculos de Nf, Ni e Ns corrigidos), sendo que o espaçamento aqui é a própria largura do tabuleiro 
(contando-se com a taipa ou dique). A equação 4 é utilizada para determinação da vazão máxima não 
erosiva, recomendando-se a variação da Vmáx de 1 a 10 m/min. Neste caso essas vazões são utilizadas 
normalmente em irrigação por inundação temporária. Para o comprimento “L” verificar o critério de 
Ta=1/4 do Treq, e/ou escolher o sentido da menor declividade. 
7
3
23/13
3600 






 

WfLnV
Q máxmáx
 (4)
 
Onde: 
Qmáx = vazão máxima não erosiva (m
3/min); 
Vmáx = velocidade de escoamento máxima (m/min), tabelado (ver FAO n.45); 
n = coeficiente de Manning (varia entre 0,01 a 0,4 para inundação); 
L = comprimento do tabuleiro (m); 
Wf = largura do tabuleiro (m). 
3.7 Classificações da irrigação por inundação 
Irrigação contínua (água estagnada) ou permanente. 
Irrigação intermitente ou temporária. 
4. Dimensionamento da irrigação por inundação permanente 
 É o dimensionamento da irrigação por inundação mais simples dentre todos os outros sistemas 
irrigação por superfície. Consiste em determinar a quantidade de água necessária para saturar o solo e 
para a manutenção da lâmina de água acima da superfície do solo. Nesse caso, ocorre a necessidade de 
determinação dos parâmetros de redistribuição de água no solo como infiltração e condutividade 
hidráulica do solo. 
 
4.1 Vazão necessária ao enchimento dos tabuleiros (Qe) por hectare do projeto 
 Considerando a condutividade hidráulica saturada do solo (K0) igual à VIB (velocidade de 
infiltração básica, determinada em testes de infiltração ex. método do infiltrômetro de sulco) podemos 
determinar a Qe (equação 5). Essa Qe seria necessária para inundar um hectare do projeto em um dia. 
TR
TRVIBTRETchZQe )(10000   (5) 
Onde: 
Qe = vazão necessária para enchimento por ha do tabuleiro (m3/dia/ha); 
7 
 
 
ø = porosidade total do solo (decimal); 
Z = profundidade do solo até uma camada de impedimento (m); 
h = lâmina média aplicada ou altura da água na superfície do solo (m); 
ETc = evapotranspiração da cultura (m dia-1); 
TR = Turno de rega (dias); 
VIB = velocidade de infiltração básica (m/dia). 
4.2 Número de tabuleiros (Nt) 
At
A
Nt dis
 (6)
 
Onde: 
Adis = Área disponível total do projeto (ha). 
At = área do tabuleiro (ha); 
4.3 Vazão de manutenção (Qm) 
AtVIBETcQm  )(
 (7)
 
Onde: 
Qm = em m3/dia. 
At = área do tabuleiro (m2); 
4.4 Tempo de irrigação (Ti) em dias, para o cálculo da eficiência de aplicação (Ea) 
 Para o cálculo da eficiência de aplicação (item 6.c) é necessário a determinação do tempo de 
enchimento (Te). O tempo “Te” é determinado relacionando as vazões Qe (equação 5) e a vazão 
disponível (Qdis), ambas para um tabuleiro de irrigação (Qe/tab e Qdis/tab), pois se sabe que a Qe é 
utilizada para um tempo “Te” igual a um dia. 
Te
Q
AthAtIRN
Ti
máx



)5,0()(
 (8) 
Onde: 
IRN = irrigação real necessária ou lâmina liquida requerida (m); 
At = área do tabuleiro (m2); 
h = lâmina média aplicada ou altura da água na superfície do solo (m); 
Te = Tempo de enchimento ou de inundação (dias/tabuleiro); 
Qmáx = vazão máxima não erosiva ou de entrada (Q0) no tabuleiro (m
3/dia). 
5. Dimensionamento da irrigação por inundação temporária ou intermitente 
 Nesse caso não existe a vazão “Qm”. Utiliza-se o mesmo procedimento realizado para inundação 
permanente, sendo que para o cálculo de Ti (equação 8) usa-se o Tempo “Te” sendo igual ao tempo de 
avanço (Ta), que pode ser determinado pela metodologia da FAO ou utilizando os dados de velocidade de 
escoamento máxima e comprimento do tabuleiro. Com a vazão Qnes (equação 9) podemos verificar se a 
vazão disponível ao projeto é suficiente, sendo necessário o cálculo da eficiência do sistema (Ei) como 
mostrado no item 6, posteriormente. Para o cálculo de “Ha” usa-se a “Q0” no lugar da vazão “Qm”. 
PIPOEi
TRAETc
Qnes


 78,2
 (9) 
Onde: 
Qnes = vazão necessária diária, em L/s; 
ETc = evapotranspiração da cultura, em mm dia-1; 
A = área do projeto, em hectares; 
8 
 
 
TR = Turno de rega, em dias; 
PI = período de irrigação, em dias; 
Ei = eficiência do sistema de irrigação (Ea . Ec), em decimal; 
PO = período operacional por dia, em horas. 
6. Eficiência do sistema de irrigação (Ei) por inundação 
Existem também os três tipos de eficiência a considerar. A Eficiência do sistema (Ei) é a “Ec . Ea”. 
 
a) Eficiência de condução (Ec), %. 
Ocorridas entre a captação de água e a entrada na parcela de irrigação. 
100
Vd
Va
Ec
 (10) 
Onde: 
Va = Volume de água aplicado na área de irrigação (m3); 
Vd = Volume de água derivada para irrigação (m3). 
 
b) Eficiência de distribuição (Ed), %. 
100
Ha
Hm
Ed(11) 
Onde: 
Hm = Lâmina mínima infiltrada (mm); 
Ha = Lâmina aplicada por irrigação (mm). 
1000


At
TiQm
Ha
 (12) 
Onde: 
Qm = vazão de manutenção no tabuleiro (m3/dia); 
Ti = tempo de irrigação (dia); 
At = área do tabuleiro (m2). 
 
c) Eficiência de aplicação (Ea) 
Percentagem de água total aplicada na irrigação que é útil as plantas. 
100
Ha
LouIRN
Ea
req
 (13) 
Onde: 
Ea = em %. 
IRN = em mm. 
Exemplo: 
 Área do projeto 10 ha (500m x 200m); Declividade de 0,1% (sentido dos 200m) e de 0,2% 
(sentido dos 500m); Considerar uma diferença vertical entre os diques de 5,0 cm; n = 0,1 e Vmáx = 5 
m/min. Cultura do arroz; Ze = 40 cm; f = 0,40; ETc = 5,4 mm/dia. 
Fornecimento de água de uma barragem cuja vazão é de 0,100 m3/s; Z = 80 cm e VIB determinada 
depois de 16 horas de teste, solo com textura média; capacidade de campo 28% (base peso) e ponto de 
murcha permanente 8% (base peso), densidade do solo de 1,35 g/cm3 e densidade de partículas de 2,7 
g/cm3. Horas trabalhadas por dia = 8 horas. 
Utilize a equação de infiltração acumulada abaixo (“I” em mm e “Tinf”em min): 
595,0
inf11,1 TI 
 
9 
 
 
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DISCIPLINA: SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE (FAIXAS) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Vladimir Batista Figueirêdo 
 
 
 
 
 
 
 
Mossoró - RN 
Fevereiro – 2016 
 
 
 
10 
 
 
7. Introdução a irrigação por faixas 
 
Nesse sistema de irrigação, a água é aplicada na superfície do solo, por meio da energia potencial 
(força da gravidade) dentro de faixas de terrenos compreendidas entre diques ou grandes camalhões 
(taipas) paralelos com declividade zero ou praticamente zero. Estas faixas medem de 50 a 400 metros, 
tem uma declividade longitudinal de 2,0% geralmente e a largura da faixa tem de 4 a 20 metros 
normalmente. Na Figura 3, se observa um esquema da irrigação por faixas. 
 
 
Figura 3. Esquema mostrado a irrigação em faixas de terra com o abastecimento por sifões. 
 
É um sistema que se adapta melhor para culturas de alta densidade de plantio (culturas que cobrem 
toda área da faixa) e a solos de textura de média a fina. A declividade pode ser maior que na irrigação por 
inundação. 
Normalmente a velocidade de avanço da água na faixa é função da largura, comprimento, vazão 
aplicada, declividade e da resistência ao movimento da lâmina d’água devido à cobertura vegetal. 
 
Construção dos diques; Permanentes = 1,00 a 1,20 m de base; Temporários = 0,6 a 0,8 m de base. Na 
Figura 4 observam-se parcelas preparadas com os camalhões instalados. 
 
 
Figura 4. Parcela preparada para irrigação por faixas e teste de avanço. 
11 
 
 
8. Características dos sistemas por faixas 
8.1 Declividades 
 
a) No sentido transversal (da Largura da faixa) a declividade é praticamente nula ou quase nivelada. 
Recomenda-se uma diferença de nível (∆h) de no máximo de 2/5 da altura média (h) da lâmina que se 
movimenta na faixa (ver Tabela 2). 
 
b) No sentido longitudinal (do comprimento da faixa) a declividade pode variar de 0,2 a 6% e no final da 
faixa será praticamente nula para acumular o excesso de água aplicada, próximo aos últimos 30 a 50 m ou 
a 3/4 do comprimento (ver Tabela 2). 
 
Ex: Determine a largura da faixa quando a altura da lâmina que se movimenta pela faixa é igual a 7 cm e 
o declive transversal de 0,5%. Fazer também para 4 cm e 0,2%. 
8.2 Largura 
 
O declive na largura das faixas é praticamente nulo, sendo permissível para a recomendação acima. 
É também condicionada pela declividade do terreno e a largura do maquinário que se utilize. 
Existem na literatura algumas tabelas, com larguras recomendadas em função das declividades do terreno, 
que servem como referência para projeto (Tabela 2). 
 
Tabela 2. Larguras recomendadas de faixas em função das declividades. 
 
Declividade (%) Largura (m) 
Longitudinal 
0,2 a 0,4 10 a 20 
0,4 a 0,5 < 10 
Transversal 
0,0 a 0,1 20 
0,1 a 0,2 < 12 
> 0,2 6 a 8 
8.3 Comprimento 
 
As faixas devem ser as mais compridas possíveis. Varia entre 50 e 400 m. Na Tabela 3 verifica-se 
uma recomendação de comprimento e largura em função da declividade e textura do solo. 
 
Tabela 3. Comprimento e largura da faixa em função da lâmina, vazão, declividade e textura do solo. 
 
Textura Declividade 
(%) 
Comprimento 
 (m) 
Largura 
 (m) 
Vazão unitária 
L/s/m de largura 
Lâmina a 
aplicar (mm) 
Muito 
fina 
0,15 a 0,6 150 a 300 5 a 18 3 a 4 100 a 150 
0,6 a 1,5 150 a 400 5 a 6 2 a 3 100 a 150 
1,5 a 4,0 200 5 a 6 1 a 2 100 a 150 
Fina 0,15 a 0,6 90 a 180 5 a 18 6 a 8 50 a 100 
0,6 a 1,5 100 a 200 5 a 6 4 a 6 50 a 100 
1,5 a 4,0 100 5 a 6 2 a 4 50 a 100 
Média 1,0 a 4,0 100 a 300 5 a 6 1 a 4 25 a 75 
 
 
12 
 
 
8.4 Lâminas e manejo da irrigação 
 
No caso da determinação das lâminas de irrigação, pode-se utilizar as mesmas equações para 
determinação da eficiência de aplicação, antes visto em irrigação por sulcos e por inundação. A diferença 
está no conceito de vazão unitária (qu) utilizado. A equação 15 nesse caso pode ser utilizada em conjunto 
com a equação 14 para determinação da eficiência de aplicação, normalmente realizado por simulação 
dos valores de comprimento principalmente. 
WfL
EaTq
Lreq


 (14) 
Onde: 
Lreq = Lâmina líquida requerida, (m); 
q = vazão de entrada na faixa, (m3/s); 
T = Tempo de aplicação d’água, (s); 
Ea = eficiência de aplicação, (decimal); 
L = Comprimento da faixa, (m); 
Wf = Largura da faixa, (m). 
 
Recomendações para aplicação da lâmina: 
 
- Fazer um ou dois sulcos transversais no início da faixa; 
 
- A vazão, em geral, é cortada quando a frente de avanço atinge 2/3 a 3/4 do comprimento. 
 
Exemplo: 
 Utilizando a lâmina líquida requerida de 50 mm determine a vazão (L/s), sendo a declividade no 
sentido transversal de 0,5% e no sentido longitudinal de 2% (ver tabela 3). A altura da lâmina de água na 
faixa de irrigação deve ser de 7 cm, eficiência de aplicação de 60% e o tempo de irrigação de 4 horas. 
 
9. Dimensionamento da irrigação por faixa 
 
 Deve-se então determinar a largura da faixa e simular os tempos de aplicação (T) para 
comprimentos de faixas submúltiplos dentro da área do projeto. 
 
requ LhLTq 
 (15) 
 
Onde: 
 qu = Vazão unitária aplicada, (m
3/s/m); 
T = Tempo de aplicação d’água, (s); 
L = Comprimento da faixa, (m); 
Lreq = Lâmina líquida requerida, (m); 
h = altura média da lâmina sobre a faixa, (m). 
 
 Para tanto, se faz necessário determinar quais as vazões máximas e mínimas que podem ser 
aplicadas as faixas de irrigação, para no procedimento, verificar se a vazão disponível as faixas poderá ser 
utilizada. As equações empíricas 16, 17 e 18 podem ser utilizadas para o cálculo das vazões máximas e 
mínimas de acordo com o Boletim da FAO 45. 
13 
 
 
 
9.1 Vazão máxima 
75,0
0
410766,1
S
qmáx

 (16) 
 
Onde: 
 qmáx = Vazão máxima unitária aplicada quando se cultiva plantas de crescimento ereto, (m
3/s/m); 
S0 = declividade no sentido do comprimento da faixa (decimal); 
 
OBS: Substituindo o coeficiente detransformação de unidades da equação por 5,582, as unidades 
de qmáx e S0 serão L/s/m e percentagem (%), respectivamente. 
 
75,0
0
410532,3
S
qmáx

 (17) 
Onde: 
 qmáx = Vazão máxima unitária aplicada quando se cultiva plantas de crescimento rasteiro,(m
3/s/m); 
S0 = declividade no sentido do comprimento da faixa (decimal); 
 
OBS: Substituindo o coeficiente de transformação de unidades da equação por 11,164, as unidades 
de qmáx e S0 serão L/s/m e percentagem (%), respectivamente. 
 
9.2 Vazão mínima 
 
n
SL
q
5,0
0
6
min
1095,1 


 (18) 
Onde: 
qmín = vazão mínima unitária, m
3/s/m; 
L = comprimento da faixa, m; 
S0 = declividade ao longo da faixa, decimal; 
n = coeficiente de Manning, (tabelado). 
 
OBS: Substituindo o coeficiente de transformação de unidades da equação por 1,95.10-3, a unidade 
de qmáx será L/s/m. 
 
Exemplo: Determine o tempo (T) e a eficiência de aplicação (Ea) do sistema, sabendo que a vazão 
disponível total (qdis) é de 0,03 m
3/s, n = 0,04, Lreq, h, declividades e largura da faixa do exemplo anterior, 
e, comprimento da faixa (L) de 100 m. Considere que a vazão “qdis” seja suficiente para irrigar uma faixa 
por vez somente, e que as plantas tenham crescimento ereto.