Buscar

Dimensionamento de Sistemas de Irrigação por Aspersão Autopropelido

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 1
 
Disciplina: PROJETO DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM 
Prof: Alberto E. Knies 
 
DIMENSIONAMENTO DE IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO 
- SISTEMA AUTOPROPELIDO - 
 
 
1) CÁLCULO DA LÂMINA A SER APLICADA 
 
a) DISPONIBILIDADE TOTAL DE ÁGUA NO SOLO (mm) 
( ) pgpmpcc10DTA ⋅ρ⋅θ−θ= 
Onde: θcc = umidade de capacidade de campo (%) 
 θpmp = umidade de ponto de murcha permanente (%) 
 ρg = densidade global (g/cm3) 
 p = profundidade efetiva do sistema radicular (m) 
 
b) DISPONIBILIDADE REAL DE ÁGUA NO SOLO (mm) 
fDTADRA ⋅= 
Onde: f = fator de disponibilidade que representa a fração de água em relação a 
capacidade de água disponível que poderá ser utilizada ou apropriada pela cultura sem 
que ocorra déficit de água (em decimal) 
 
c) TURNO DE REGA: intervalo entre duas irrigações sucessivas numa mesma área 
(dias). 
Etm
DRA
TR = 
 
d) LÂMINA BRUTA DE IRRIGAÇÃO (mm) 
Ea
TREtm
LBI
⋅
= Onde: Ea = eficiência de aplicação (80% = 0,8) 
Obs.: No sistema autopropelido normalmente usam-se lâminas entre 15 a 40 
mm/irrigação. Lâminas maiores normalmente causam problemas de escoamento (TA>VIB 
ou TIB). 
 
 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 2
e) PERÍODO DE IRRIGAÇÃO (PI): número de dias necessárias para completar uma 
irrigação em uma determinada área (dias). 
PI ≤ TR 
Obs.: Normalmente considera-se 1 dia de folga, para eventual manutenção, limpeza, etc. 
Logo PI = TR - 1. 
 
f) ÁREA IRRIGADA POR DIA: 
PI
AREA
DIAAI =/ 
 
2) DISPOSIÇÃO DO SISTEMA NA ÁREA 
 Com a linha principal no centro ou na lateral da área. 
 
 
Exemplo de disposição do sistema, com a linha principal no centro da área. 
 
 
3) ESCOLHA DO AUTOPROPELIDO E DO CANHÃO HIDRÁULICO 
(ASPERSOR) 
 
Nesta escolha deverá ser levado em conta a cultura que será irrigada, o tipo de 
solo e o tamanho da área que se pretende irrigar, bem como escolher o tipo de 
autopropelido que caracteriza a pressão de serviço, diâmetro do bocal, diâmetro molhado 
(DM), vazão (Q), ângulo de trajetória e ângulo de giro do aspersor a ser usado. 
 
 
� Largura da faixa irrigada (Lf): 
Lf= DM x Sobreposição 
Onde: Lf = largura da faixa irrigada, em metros; DM = diâmetro molhado pelo aspersor, 
em metros e, o valor da sobreposição obtido da tabela seguinte, em decimal (ex.: 0,80). 
 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 3
Velocidade do vento Largura da faixa* 
sem vento 80 % do diâmetro molhado 
< 8 Km/h (< 2,2 m/s) 70 a 80 % do diâmetro molhado 
8 a 17 Km/h (2,2 a 4,7 m/s) 60 a 70 % do diâmetro molhado 
> 17 Km/h (> 4,7 m/s) 50 a 60 % do diâmetro molhado 
*Segundo Bernardo et al. (2009). 
 
� Comprimento da faixa irrigada (Cf): 
Cf = (2 x L) + LF 
Onde: Cf = comprimento da faixa irrigada, em metros; L = comprimento da mangueira, em 
metros e, LF = largura da faixa irrigada, metros. 
 
� Comprimento do percurso do autopropelido (CP): 
CP = Cf - Lf 
Onde: CP = comprimento do percurso do autopropelido, metros; Cf = comprimento da 
faixa irrigada, metros e, LF = largura da faixa irrigada, metros. 
 
OBS: do comprimento da faixa molhada pelo autopropelido, deverá ser descontado o raio 
de alcance em cada extremidade (que nada mais é que a largura da faixa molhada) para 
se determinar o comprimento do percurso. Caso a linha principal esteja localizada na 
lateral da área, descontar somente o raio de alcance. 
 
� Percurso total do aspersor (PTA): 
PTA = 2 x L 
Onde: PTA = percurso total do aspersor, em metros e, L = comprimento da mangueira, 
em metros (considerando a linha principal no meio da área). 
 
� Área total irrigada (AI) pelo autopropelido: 
AI = Cf x Lf x Nf 
 1000 
Onde: AI = área irrigada, em hectares; Cf = comprimento da faixa irrigada, em metros; Lf = 
largura da faixa de irrigação, metros e, Nf = número de faixas de deslocamento do 
aspersor. 
 
� Velocidade de deslocamento (V) 
V = Q x 1000 
Lf x LBI 
Onde: V: velocidade de deslocamento do aspersor, em m/h; Q: vazão do aspersor, em 
m3/h; Lf: largura da faixa de irrigação, em metros e, LBI: lâmina bruta de irrigação 
aplicada, em mm. 
 
 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 4
� Tempo de irrigação por faixa (Tif): 
Tif = 2 x L + Lf 
 V 
Onde: Tif = tempo de irrigação por faixa, em horas; L = comprimento da mangueira, em 
metros; Lf = largura da faixa de irrigação, em metros e, V = velocidade de deslocamento 
do aspersor, em metros/hora. 
 
� Tempo de percurso (Tp): 
Tp = 2 x L 
 V 
Onde: Tp = tempo de percurso do aspersor, em horas; L = comprimento da mangueira, 
em metros; Lf = largura da faixa de irrigação, em metros e, V = velocidade de 
deslocamento do aspersor, em metros/hora. 
 
� Tempo que o aspersor deve funcionar parado na extremidade da 
faixa (Te): 
Te = Tif - Tp 
 2 
Onde: Te = tempo de irrigação que o aspersor deve ficar parado na extremidade da faixa, 
em horas; Tif = tempo de irrigação por faixa, em horas; Tp = tempo de percurso do 
aspersor, em horas. 
 
� Número de faixas irrigadas diariamente (Nf/dia): 
Nf/dia = Nh / (Tif + Tempo para mudança) 
Onde: Nf/dia = número de faixas irrigadas diariamente; Nh = número de horas de 
operação do sistema por dia (conforme disponibilidade do produtor e energis para 
operação do sistema, normalmente no máximo 21 h/dia para sistema elétrico); Tif = tempo 
de irrigação por faixa, em horas; e, Tempo para mudança = tempo necessário para a 
mudança de posição da mangueira e do carro do aspersor, entre 0,5 a 1,5 h. 
 
� Lâmina média aplicada (Lm): 
Lm = Q x Tif x 1000 
 Cf x Lf 
Onde: Lm = lâmina média aplicada, em mm; Q = vazão do aspersor, em m3/h; Tif = tempo 
de irrigação por faixa, em horas; Cf = comprimento da faixa irrigada, metros e, Lf = largura 
da faixa de irrigação, em metros. 
 
� Intensidade de precipitação média (IPm): 
IPm = (1000 x Q) x 360 
(DM x Lf) α 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 5
Onde: IPm = intensidade de precipitação média, em mm; Q = vazão do aspersor, em 
m3/h; DM = diâmetro molhado pelo aspersor, em metros; Lf = largura da faixa de irrigação, 
em metros e, α = ângulo de giro do aspersor, normalmente 180° a 360°. 
 
 
4) DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO 
 
� DIMENSIONAMENTO DA LINHA PRINCIPAL 
 
DIMENSIONAMENTO BASEADO NO MÉTODO DO LIMITE DE VELOCIDADE 
 É o método mais utilizado, devido a sua praticidade. Consiste em limitar a 
velocidade de escoamento na tubulação entre 1,0 e 2,4 m/s (ideal máximo 2,0 m/s). Uma 
vez fixada a velocidade, determina-se o diâmetro usando a equação da continuidade: 
 
D = 4 x Q 0,5 
π x V 
Onde: D = diâmetro interno da tubulação, em metros; Q = vazão do sistema, em m3/s; π = 
pi (3,1415...); V = velocidade da água na tubulação, em m/s, normalmente usa-se 1,5 m/s. 
 
 
Escolher um diâmetro comercial mais próximo, conforme tabela 
seguinte: 
 
Diam. (galv- pol) 
Diam.(PVC - m) 
1/2 
0,015 
3/4 
0,020 
1 
0,025 
1 1/4 
0,032 
1 1/2 
0,040 
2 
0,050 
2 1/2 
0,060 
3 
0,075 
4 
0,100 
5 
0,125 
6 
0,150 
 
Cálculo da perda de carga unitária (J) 
8518,1
63,22788,0






××
=
DC
Q
J 
 
Onde: J = perda de carga unitária, m/m; Q = vazão do sistema, em m3/segundo; C = 
coeficiente de rugosidade (tabela abaixo); D = diâmetro da tubulação, em metros. 
 
Material da tubulação Valores de C 
Ferro fundido 100 
Aço zincado 130 
Alumínio 130 
PVC 150 
Aço galvanizado 125 
 
Obs.: tubulação de PVC resiste até pressão de 80 mca e de aço até 200 mca. 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 6
� PERDA DE CARGANA TUBULAÇÃO PRINCIPAL (Hfp): 
HfP = J x L 
Onde: HfP = perda de carga na tubulação principal, em mca; J = perda de carga unitária, 
em m/m e, L = comprimento da tubulação, em metros. 
 
� PERDA DE CARGA NA MANGUEIRA DO AUTOPROPELIDO (Hfmang.): 
fornecida pelo fabricante ou calculada, idêntico ao cálculo da perda de carga na linha 
principal. Adotar C = 140, para mangueira de PEBD. 
 
� PERDA DE CARGA NA TURBINA DO AUTOPROPELIDO (Hfturb.): 
fornecida pelo fabricante. 
 
� PRESSÃO NA SAÍDA DA MOTOBOMBA (PsMB) 
PsMB = PA + hA + ∆Zfaixa + Hfmang. + Hfturb. + HfP + ∆ZP + 
Hfválvula de retenção + Hfregistro de gaveta 
Onde: PsMB = pressão na saída da bomba, em mca; PA = pressão de serviço do 
aspersor, em mca; hA = altura de funcionamento do aspersor, em metros; ∆Zfaixa = maior 
diferença de nível entre as faixas de irrigação, em metros; Hfmang. = perda de carga na 
mangueira, em mca; Hfturb. = = perda de carga na turbina, em mca; HfP = perda de carga 
na tubulação da linha principal, em mca; ∆ZP = maior diferença de nível na tubulação 
principal, em metros; Hfválvula de retenção = perda de carga na válvula de retenção, em mca. e, 
Hfregistro de gaveta = perda de carga no registro de gaveta, em mca. 
 
� PRESSÃO DE SUCÇÃO (PS): tubulação de sucção sempre 1 diâmetro > que a 
tubulação principal. 
PS = Hftubulação + Hfcurva 90° + Hfconexão excêntrica + Hfválvula de pé com crivo + ∆Zsucção 
Onde: PS = pressão de sucção, em mca.; Hftubulação = perda de carga na tubulação de 
sucção, em mca., calculada semelhante a perda de carga da tubulação principal; Hfcurva 90° 
= perda de carga da curva de 90º, em mca. (pode não estar presente); Hfconexão excêntrica = 
perda de carga da conexão excêntrica, em mca. (pode não estar presente); Hfválvula de pé com 
crivo = perda de carga na válvula de pé com crivo, em mca. e, ∆Zsucção = diferença de 
nível entre o nível da água e a bomba, em metros. 
 
� PRESSÃO MANOMÉTRICA OU ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL 
(HmanT) 
 A altura manométrica do sistema é obtida através das seguintes informações: 
� Pressão de serviço do aspersor; 
� Altura do aspersor; 
� Diferença de nível entre os extremos da faixa; 
� Perda de carga na mangueira (fornecidas pelo fabricante do equipamento); 
� Perda de carga na turbina (fornecidas pelo fabricante do equipamento); 
� Perda de carga na linha principal; 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 7
� Diferença de nível entre a tomada d’água e a entrada da área ; 
� Altura de sucção; 
� Perda de carga localizada (5% do somatório das demais perdas). 
 
HmanT = PsMB + HfS + HfLocalizada 
Onde: HmanT = altura manométrica total, em mca; PsMB = pressão na saída da 
motobomba, em mca; HfS = pressão de sucção, em mca e, HfLocalizada = perda de carga 
localizada, a qual pode ser assumida como 5 % das demais. 
 
 
5) ESCOLHA DO CONJUNTO MOTOBOMBA 
 
Selecionar a bomba em função da HmanT e da vazão necessários pelo sistema de 
irrigação. 
 
- Cálculo da potência absorvida pelo motor é encontrado pela seguinte 
equação: 
xEmbx
QxHman
P
756,3
=
 
Onde: P = potência necessária do motor (cv); Q = vazão do sistema (m3/h); HmanT = 
altura manométrica total (mca.); Emb = eficiência da motobomba, em decimais 
(normalmente 60 %). 
 
Deve-se admitir um acréscimo na potência instalada, em função da potência 
absorvida pela bomba, conforme indicado a seguir: 
 
Potência necessária Acréscimo 
< 2 cv 30% 
2 a 5 cv 25% 
5 a 10 cv 20% 
10 a 20 cv 15% 
> 20 cv 10% 
 
� LISTA DE MATERIAIS 
 
ITEM DESCRIÇÃO UNIDADE QUANT. R$/UNID. R$ TOTAL 
Componentes do conjunto motobomba: sucção 
1 
2 
.... 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 8
Componentes da linha principal 
3 
4 
.... 
Componentes do autopropelido 
5 
6 
... 
TOTAL 
 
 
� DESCRIÇÃO DA OPERAÇÃO DO SISTEMA: 
 
Decrição da metodologia de operação do sistema, para facilitar o 
entendimento da distribuição e do manuseio do equipamento pelo produtor. 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 9
 
COMPRIMENTOS EQUIVALENTES 
Cálculo das perdas localizadas 
Para conexões e registros (em metros de tubulação). Os dados de cima da célula 
se referem a tubulações de aço galvanizado e os de baixo da célula se referem a 
tubulações de PVC, cobre ou aço. 
Diam (galv - pol) 
Diam (PVC - mm) 
1/2 
15 
3/4 
20 
1 
25 
1 1/4 
32 
1 1/2 
40 
2 
50 
2 1/2 
60 
3 
75 
4 
100 
5 
125 
6 
150 
 
Joelho 90º 
0,4 
1,1 
0,6 
1,2 
0,7 
1,5 
0,9 
2,0 
1,1 
3,2 
1,4 
3,4 
1,7 
3,7 
2,1 
3,9 
2,8 
4,3 
3,7 
4,9 
4,3 
5,4 
 
Joelho 45º 
0,2 
0,4 
0,3 
0,5 
0,4 
0,7 
0,5 
1,0 
0,6 
1,3 
0,8 
1,5 
0,9 
1,7 
1,2 
1,8 
1,5 
1,9 
1,9 
2,4 
2,3 
2,6 
 
Curva 90º 
0,2 
0,4 
0,3 
0,5 
0,3 
0,6 
0,4 
0,7 
0,5 
1,2 
0,6 
1,3 
0,8 
1,4 
1,0 
1,5 
1,3 
1,6 
1,6 
1,9 
1,9 
2,1 
 
Curva 45º 
0,2 
0,2 
0,2 
0,3 
0,2 
0,4 
0,3 
0,5 
0,3 
0,6 
0,4 
0,7 
0,5 
0,8 
0,6 
0,9 
0,7 
1,0 
0,9 
1,1 
1,1 
1,2 
 
Tê fluxo direto 
0,3 
0,7 
0,4 
0,8 
0,5 
0,9 
0,7 
1,5 
0,9 
2,2 
1,1 
2,3 
1,3 
2,4 
1,6 
2,5 
2,1 
2,6 
2,7 
3,3 
3,4 
3,8 
 
Tê fluxo lateral 
1,0 
2,3 
1,4 
2,4 
1,7 
3,1 
2,3 
4,6 
2,8 
7,3 
3,5 
7,6 
4,3 
7,8 
5,2 
8,0 
6,7 
8,3 
8,4 
10,0 
10,0 
11,1 
 
Tê fluxo 
bilateral 
1,0 
2,3 
1,4 
2,4 
1,7 
3,1 
2,3 
4,6 
2,8 
7,3 
3,5 
7,6 
4,3 
7,8 
5,2 
8,0 
6,7 
8,3 
8,4 
10,0 
10,0 
11,1 
 
Registro 
gaveta 
aberto 
0,1 
0,1 
0,1 
0,2 
0,2 
0,3 
0,2 
0,4 
0,3 
0,7 
0,4 
0,8 
0,4 
0,9 
0,5 
0,9 
0,7 
1,0 
0,9 
1,1 
1,1 
1,2 
 
Registro globo 
aberto 
4,9 
11,1 
6,7 
11,4 
8,2 
15,0 
11,3 
22,0 
13,4 
35,8 
17,4 
37,9 
21,0 
38,0 
26,0 
40,0 
34,0 
42,3 
43,0 
50,9 
51,0 
56,7 
 
Registro 
angular 
2,6 
5,9 
3,6 
6,1 
4,6 
8,4 
5,6 
10,5 
6,7 
17,0 
8,5 
18,5 
10,0 
19,0 
13,0 
20,0 
17,0 
22,1 
21,0 
26,2 
26,0 
28,9 
 
Válvula de pé 
e crivo 
3,6 
8,1 
5,6 
9,5 
7,3 
13,3 
10,0 
15,5 
11,6 
18,3 
14,0 
23,7 
17,0 
25,0 
20,0 
26,8 
23,0 
28,6 
30,0 
37,4 
39,0 
43,4 
 
Válvula de 
retenção leve 
1,1 
2,5 
1,6 
2,7 
2,1 
3,8 
2,7 
4,9 
3,2 
6,8 
4,2 
7,1 
5,2 
8,2 
6,3 
9,3 
8,4 
10,4 
10,4 
12,5 
12,5 
13,9 
 
Válvula de 
retenção 
pesada 
1,6 
3,6 
2,4 
4,1 
3,2 
5,8 
4,0 
7,4 
4,8 
9,1 
6,4 
10,8 
8,1 
12,5 
9,7 
14,2 
12,9 
16,0 
16,1 
19,2 
19,3 
21,4 
 
 
 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem - Prof. Alberto E. Knies 10 
 
Disciplina: Projeto de Irrigação e Drenagem 
Prof.: Alberto E. Knies 
 
TRABALHO 3 - Dimensionamento de Irrigação por Aspersão 
- SISTEMA AUTOPROPELIDO - 
 
 *ÁREA: 
- Conforme ilustração abaixo. 
- Diferença do nível d’água até a bomba = 3,0 m 
- Variação do nível d’água = 0,5 m 
250 m 
 
 *SOLO 
- Capacidade de infiltração básica (CIB) = 16 mm/h 
- Ucc = 34% 
- Upmp = 18 % 
- Densidade do solo = 1,52 g/cm3 
 
 *CULTURA 
- Tipo: Milho 
- Altura da cultura + aspersor = 2,3 m 
- Evapotranspiração ou Uso Consuntivo Máximo (Etm) = 6,5 mm/dia 
- Fator de disponibilidade = 0,6 
- Prof. efetiva do sistema radicular = 50 cm 
 
 *DADOS GERAIS 
- Ventos = 2,0 m/s (máximo) 
- Eficiência de aplicação de água = 80 % 
- Jornada de trabalho =16 h/dia 
600 m 
100 m 
105 m 
107 m 
109 m 
45 m

Outros materiais