09 Irrigação por aspersão PIVO CENTRAL E LATERAL MOVEL

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Universidade Federal de Lavras – UFLA
Departamento de Engenharia
Disciplina – Irrigação e Drenagem I
Irrigação por aspersão PIVO CENTRAL E LATERAL MÓVEL
Prof.: Adriano Valentim Diotto
adriano.diotto@deg.ufla.br
DEFINIÇÃO DE PIVÔ CENTRAL – CONSTITUIÇÃO E DENOMINAÇÕES
É UMA LINHA LATERAL DE ASPERSÃO MÓVEL (MECANIZADA)
MONTADA SOBRE UM SISTEMA DE TRELIÇAS E MANTIDA A UMA
DETERMINADA ALTURA DO SOLO POR TORRES DE SUSTENTAÇÃO
EQUIPADAS COM RODAS, QUE SE MOVIMENTAM AO REDOR DE UMA
TORRE CENTRAL ANCORADA.
✓ Baixa utilização de mão-de-obra;
✓ Condução de água simplificada pelo uso de um
ponto estacionário único de entrada da água;
✓ A orientação e alinhamento do sistema são
controlados pelo ponto central do pivô;
✓ Logo que termina uma passagem, a linha lateral já se
encontra na posição inicial para a próxima irrigação;
Algumas vantagens da irrigação por PIVÔ CENTRAL
✓ Possibilidade de elevada uniformidade de
aplicação, quando bem dimensionado;
✓ Viabiliza a irrigação de grandes áreas;
✓ Operação simples;
✓ Possibilidade de uso de fertirrigação.
✓ Adaptabilidade de operação do equipamento em
terrenos ondulados e declivosos (até 20%);
Algumas vantagens da irrigação por PIVÔ CENTRAL
✓ Altura da cultura a ser irrigada;
✓ Topografia do terreno (dificuldade de instalação em
área recortadas);
✓ Irrigação de uma área em formato circular, (20% de
área sem irrigação, exceto quando utilizado o sistema
corner);
✓ Aumento da taxa de aplicação a medida que se
aumenta o comprimento do equipamento;
✓ Alto custo de implantação do sistema.
Algumas limitações da irrigação por PIVÔ CENTRAL
Fonte: Catálogo Valley
Áreas irrigadas com Pivô Central. Alguns sistemas com e 
outros sem “Corner System”
PONTO DO PIVÔ TORRE MÓVEL +
REDUTORES
VÁLVULA 
REGULADORA DE 
PRESSÃO + EMISSOR
MOTOR ELÉTRICO
JUNTA FLEXÍVEL MULTIDIRECIONAL +
CONTROLE DE ALINHAMENTO
BOMBA DE REFORÇO
CANHÃO FINAL
TORRE MÓVEL +
REDUTORES
ANEL COLETOR + 
CABO DE ENERGIA
VÃO VÃO BALANÇO
RAIO DA ÚLTIMA TORRE - RUT
COMPRIMENTO DA LATERAL - L
PAINEL DE CONTROLE
RAIO IRRIGADO - R
PARTES CONSTITUINTES
ANCORAGEM DA TORRE CENTRAL
Torre central fixa
Torre central móvel – Pivô rebocável
Exemplo de aplicação – Pivô rebocável
Fonte: catálogo irrigabras
PONTO DO PIVÔ / ANEL COLETOR / CABO DE ENERGIA / 
PAINEL DE CONTROLE
TORRE CENTRAL FIXA
PAINEL DE CONTROLE
ANEL COLETOR / CABO ELÉTRICO
JUNTA FLEXÍVEL MULTIDIRECIONAL / CONTROLE 
DE ALINHAMENTO
JUNTA FLÉXIVEL
CONTROLE DE 
ALINHAMENTO
NECESSIDADE DE JUNTA FLÉXIVEL
TORRE MÓVEL / MOTOR ELÉTRICO / REDUTORES 
Movimentação por acionamento elétrico - Motoredutor
Movimentação por acionamento hidráulico
Apenas um fabricante – “TL”
MOVIMENTAÇÃO DO PIVÔ CENTRAL
PIVÔ PARADO
DESALINHAMENTO DA 1a 
TORRE (6 graus)
DESALINHAMENTOS SUCESSIVOS
(NECESSIDADE DA JUNTA FLEXÍVEL
E DA CAIXA DE CONTROLE DE
ALINHAMENTO)
VÁLVULA REGULADORA DE PRESSÃO / EMISSORES
𝐿 𝑟𝑠 (𝑚)
𝐻𝑟𝑠 (𝑚. 𝑐. 𝑎)
𝐻𝑜
𝑁í𝑣𝑒𝑙
𝐷𝑒𝑐𝑙𝑖𝑣𝑒
𝐴𝑐𝑙𝑖𝑣𝑒
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑚𝑖𝑛í𝑚𝑎 − 𝐻𝐿
𝑹𝒆𝒈𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒔ã𝒐
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑃
𝑟𝑒
𝑠𝑠
ã𝑜
𝑑
𝑒
𝑠𝑎
í𝑑
𝑎
𝑃𝑆
BOMBA BOOSTER / CANHÃO FINAL
CANHÃO FINAL
OBJETIVO: INCREMENTAR ÁREA IRRIGADA
BOMBA BOOSTER
OBJETIVO: ELEVAR A PRESSÃO DO
SISTEMA EM SISTEMAS DE BAIXA PRESSÃO,
TAL COMO SPRAYS.
𝐴𝑙𝑐𝑎𝑛𝑐𝑒 (𝑚)
𝑅 − 𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑖𝑟𝑟𝑖𝑔𝑎𝑑𝑜 (𝑚)
𝐿 − 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 (𝑚)
O raio irrigado total é igual ao comprimento da lateral + 
75% do alcance do canhão final.
𝐿 = 400𝑚
𝐴𝑙𝑐𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑛ℎã𝑜 = 30𝑚
ANEL IRRIGADO PELO 
CANHÃO FINAL
CÍRCULO BÁSICO IRRIGADO 
PELA LATERAL MÓVEL
Exercício 1. Qual a área irrigada pelo pivô central
representado a seguir com e sem a utilização do canhão final.
VAZÃO DO PIVÔ CENTRAL
𝑄𝑡 = 𝑄𝑏 + 𝑄𝑐
VAZÃO TOTAL DO SISTEMA VAZÃO DO CANHÃO FINALVAZÃO DO PIVÔ
𝐿
𝑅
ANEL IRRIGADO PELO 
CANHÃO FINAL
CÍRCULO BÁSICO IRRIGADO 
PELA LATERAL MÓVEL
LBI − LÂMINA BRUTA DE IRRIGAÇÃO
𝐿𝐵𝐼 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 (𝑉)
Á𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑟𝑟𝑖𝑔𝑎𝑑𝑎 (𝐴)
𝑉 = 𝐿𝐵𝐼. 𝐴
𝑄 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜
TEMPO DE GIRO (Tg)
𝑄 Τ𝐿 ℎ =
𝐿𝐵𝐼 𝑚𝑚 .𝐴 𝑚2
𝑇𝑔 ℎ
EXERCÍCIO 2: DETERMINE A VAZÃO DO PIVÔ CENTRAL ILUSTRADO ABAIXO, COM
BASE NA APLICAÇÃO DE UMA LÂMINA BRUTA DE IRRIGAÇÃO DE 7,06 mm, EM UM
TEMPO DE GIRO DE 21 h (1 DIA DESCONTADO O HORÁRIO DE PICO DE CONSUMO
ENERGÉTICO). CONSIDERE A PRIMEIRA SITUAÇÃO COM A AUSÊNCIA DE CANHÃO
FINAL, E UMA SEGUNDA SITUAÇÃO COMO HAVENDO CANHÃO FINAL COM
INCREMENTO NO RAIO IRRIGADO DE 20 m.
PONTO DO PIVÔ
40𝑚
VÃO INICIAL
38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 38,6𝑚 9,4𝑚
BALANÇO
VÃOS INTERMEDIÁRIOS
EMISSORES
- OPERAM COM ALTAS PRESSÕES (BOMBEAMENTO DE ALTA
POTÊNCIA E ELEVADO CUSTO OPERACIONAL)
- ALTURA DE INSTALAÇÃO DOS ASPERSORES AUMENTA AS
PERDAS POR DERIVA PELO VENTO, REDUZINDO A EFICIÊNCIA
E A UNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO.
OBJETIVO: REDUZIR PRESSÃO E
INCREMENTAR EFICIÊNCIA E
UNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO.
APLICAÇÃO DE ÁGUA
MAIS PRÓXIMA DA
CULTURA (PENDURAL)
TIPOS DE EMISSORES UTILIZADOS EM DE PIVÔ 
CENTRAL
A
B
VAZÃO NECESSÁRIA DOS EMISSORES NA LATERAL 
DO PIVÔ CENTRAL
A área irrigada pelo aspersor (A) é menor 
do que a irrigada pelo aspersor (B)
A vazão necessária no aspersor (A) é menor 
do que a necessária no aspersor (B)
‒ Bocal Senninger;
‒ Modelo Super Spray;
‒ Diâmetro 1,60 – 10,35 mm;
‒ Número de bocal 45.
‒ Bocais Nelson;
‒ Modelo Spray 3TN;
‒ Diâmetro 1,83 – 9,98 mm;
‒ Número de bocal 42.
Exemplos de conjuntos de bocais para aspersores tipo spray
𝑞𝑖 =
𝐿𝐵𝐼
𝑇𝑔
. 𝜋. 𝑟𝑖 . 𝑆𝑖L ℎ−1
𝑚𝑚 Raio até o emissor i (𝑚)
Espaçamento entre emissores no 
ponto i (m).
A medida que aumenta “ri”, aumenta a área do anel a ser irrigado pelo
emissor i, e consequentemente a vazão do emissor deve ser maior, para
aplicar a mesma lâmina bruta em toda área.
ℎ
VAZÃO NECESSÁRIA DOS EMISSORES NA LATERAL 
DO PIVÔ CENTRAL
Q=Cd .
π.D2
4
. 2 . g . H
D=
4Q
Cd .π. 2 . g . H
VAZÃO DOS EMISSORES NA LATERAL DO PIVÔ 
CENTRAL
D = diâmetro do bocal (m)
Q = vazão do emissor, m³/s;
h = pressão de serviço, mca;
Cd = coeficiente de descarga;
g = aceleração da gravidade, 9,81 m/s2; 
área do orifício de saída
Equação característica do emissor
exercício 3: Determine a vazão necessária de um emissor localizado à
75 m de distânica do ponto central e a vazão necessária do ultimo
emissor do pivô com as seguintes características:
- Pivô central sem canhão final;
- Espaçamento fixo entre emissores de 3 m;
- Comprimento da lateral – 400 metros;
- Lâmina bruta de irrigação – 7,4 mm.
- Tempo de giro – 20 h.
CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO
Velocidade de deslocamento das torres móveis
VELOCIDADE DA ÚLTIMA (VUT)
𝑉𝑈𝑇 =
2. 𝜋. 𝑅𝑈𝑇
𝑇𝑔
REGULAGEM DO PERCENTÍMETRO
(EXEMPLOS)
- 100% (100% do tempo o motoredutor fica ligado);
- 50% (50% do tempo fica ligado e 50% desligado,
dobrando o tempo de giro);
- 0% (não há movimento).
RUT - RAIO DA ÚLTIMA TORRE
𝑉𝑈𝑇𝑃𝑡% =
𝑃𝑡
100
. 𝑉𝑈𝑇100%
REGULAGEM DO PERCENTÍMETRO
velocidade da última torre com percentímetro a 100%
2. 𝜋. 𝑅𝑈𝑇
𝑇𝑔𝑃𝑡%
=
𝑃𝑡
100
.
2. 𝜋. 𝑅𝑈𝑇
𝑇𝑔100%
𝑇𝑔𝑃𝑡% =
100
𝑃𝑡
. 𝑇𝑔100%
𝐿𝐵𝐼𝑃𝑡% =
100
𝑃𝑡
. 𝐿𝐵𝐼100%
DIMINUI “Pt” DIMINUI A “VUT”
DIMINUI “Pt” AUMENTA O “Tg”
DIMINUI “Pt” AUMENTAA “LBI”
𝑃𝑡
100
=
𝐿𝐵𝐼100%
𝐿𝐵𝐼𝑃𝑡%
=
𝑇𝑔100%
𝑇𝑔𝑃𝑡%
=
𝑉𝑈𝑇𝑃𝑡%
𝑉𝑈𝑇100%
CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO
EXERCÍCIO 4: PARA RESPONDER OS ITENS (A), (B), (C) E (D), CONSIDERE UM PIVÔ
CENTRAL COM RAIO EFETIVAMENTE IRRIGADO DE 480 m E VAZÃO DE 340,6 m³/h.
(A) QUAL A LÂMINA BRUTA APLICADA QUANDO ESTE EQUIPAMENTO IRRIGA TODA A
ÁREA EM 32 h?
(B) SENDO 125 m/h A VELOCIDADE MÉDIA DE DESLOCAMENTO DA ÚLTIMA TORRE,
QUE SE ENCONTRA A UMA DISTÂNCIA DE 450 m DO PONTO DO PIVÔ, QUAL O
TEMPO DE GIRO TOTAL (h) E A LÂMINA BRUTA APLICADA?
(C) QUAL DEVE SER A VELOCIDADE MÉDIA DE DESLOCAMENTO DA ÚLTIMA TORRE,
LOCALIZADA À UMA DISTÂNCIA DE 450 m DO PONTO DO PIVÔ, PARA APLICAÇÃO
DE UMA LÂMINA BRUTA DE IRRIGAÇÃO DE 25 mm?
(D) ESTANDO A ÚLTIMA TORRE À 450 m DO PONTO DO PIVÔ E SENDO DE 125 m/h A
SUA VELOCIDADE NA REGULAGEM DE 100%, CALCULE A VELOCIDADE MÉDIA DE
DESLOCAMENTO, O TEMPO DE GIRO, E A LÂMINA BRUTA DE IRRIGAÇÃO PARA AS
REGULAGENS DO PERCENTÍMETRO DE 80 E 40%.
É UMA LINHA LATERAL DE ASPERSÃO MÓVEL (MECANIZADA)
MONTADA SOBRE UM SISTEMA DE TRELIÇAS E MANTIDA A UMA
DETERMINADA ALTURA DO SOLO POR TORRES DE SUSTENTAÇÃO
EQUIPADAS COM RODAS, QUE SE MOVIMENTAM PARALELAMENTE.
DEFINIÇÃO DE LATERAL MÓVEL – CONSTITUIÇÃO E DENOMINAÇÕES
Área irrigada por pivô central USA 2013 – 11,3 milhões de ha;
Área irrigada por lateral móvel USA 2013 – 253,3 mil ha. 
Fonte: USDA2013
Algumas vantagens da irrigação por LATERAL MÓVEL
✓ Baixa utilização de mão-de-obra;
✓ Possibilidade de elevada uniformidade de aplicação,
quando bem dimensionado;
✓ Taxa de aplicação uniforme ao longo da lateral,
tamanho único de emissor;
✓ Viabiliza a irrigação de grandes áreas;
✓ Irrigação de uma área retangular com
aproveitamento de até 98% da área.
✓ Possibilidade de uso de fertirrigação.
Algumas limitações da irrigação por LATERAL MÓVEL
✓ Altura da cultura a ser irrigada;
✓ Topografia do terreno (impossibilidade de instalação
em área recortadas);
✓ Logo que termina uma passagem, a linha lateral não
se encontra na posição inicial para a próxima irrigação;
✓ O ponto de entrada de água da linha lateral não é fixo;
✓ O ponto de entrada de energia para a lateral também
não é fixo;
✓ Alto custo de implantação do sistema.
Ponto de alimentação de água e energia móvel durante a 
movimentação da lateral
Alimentação por mangueira flexível 
Captação direta no canal
Ponto de alimentação de água e energia móvel durante a 
movimentação da lateral
- Necessidade de mão-de-obra para ajuste da mangueira durante a
operação;
- O tempo de retorno ao ponto original (quando se faz irrigação em um
único sentido) deve ser considerado no cálculo do tempo total da
irrigação (turno de rega).