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2 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL SISTEMAS E COMPONENTES DE SISTEMAS E COMPONENTES DE IRRIGAÇÃOIRRIGAÇÃO Guilherme Guilherme BusiBusi de Carvalhode Carvalho MScMSc. Irrigação. Irrigação INCT INCT –– Engenharia da IrrigaçãoEngenharia da Irrigação Luis Fabiano Luis Fabiano PalarettiPalaretti Dr. IrrigaçãoDr. Irrigação INCT INCT –– Engenharia da IrrigaçãoEngenharia da Irrigação José Antônio José Antônio FrizzoneFrizzone Professor Dr. ESALQ/USPProfessor Dr. ESALQ/USP 3 ROTEIROROTEIRO Institucional INCT-EI; Introdução; Sistemas de Irrigação: Superfície: Inundação; Sulcos; Aspersão: Convencional; Autopropelido; Pivô Central, Pivô Central Rebocável, Linear, ; Microirrigação; Filme sobre Instalação de Pivô Central. INSTITUCIONAL OBJETIVOS: I. Pesquisa básica ou aplicada de caráter científico ou tecnológico sobre engenharia de irrigação; II. Pesquisa básica ou aplicada e avaliação de políticas de uso racional da água no meio rural; III. Estruturação do laboratório de irrigação com acreditação no INMETRO. IV. Parcerias com instituições nacionais e internacionais voltadas para a engenharia de irrigação; V. Difundir a tecnologia da irrigação no meio rural (extensão). INSTITUCIONAL MISSÃO: “Contribuir de forma sistemática e ativa para o desenvolvimento da engenharia da irrigação e do uso racional da água por meio da execução da pesquisa básica ou aplicada, desenvolvimento tecnológico e inovação, de forma a otimizar a utilização dos recursos hídricos na agricultura irrigada e conseqüente combate a sua escassez e ao impacto ambiental negativo da irrigação”. INSTITUCIONAL FINANCIADO COM RECURSOS PÚBLICOS FEDERAIS E ESTADUAIS: CNPq; FINEP; CAPES; Petrobras; BNDES; Ministério da Saúde; FAP’s (FAPESP). COORDENADOR: Professor José Antônio Frizzone. PARCEIRO/LABORATÓRO ASSOCIADO: Unidade descentralizada de Sobral – Centro Federal de Educação Tecnológica do Ceará/ Laboratório de Ensaios em Equipamentos de Irrigação – LEEI. SEDE: Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – ESALQ/USP. INSTITUCIONAL COMITÊ GESTOR: José Antônio Frizzone (ESALQ/USP); Marcos Vinicius Folegatti (ESALQ/USP); Rubens Duarte Coelho (ESALQ/USP); Tarlei Arriel Botrel (ESALQ/USP); Manoel Valnir Júnior (CENTEC – CEFET/LEEI). INSTITUCIONAL ASSESSORES: Bruno Molle (Cemagref – França) José Maria Tarjuelo (UCLM – Espanha) Luciano Mateos (IAS/CSIC – Espanha) INSTITUCIONAL Coordenador PDJ (pesquisa & extensão) DTI (empresas & extensão) Equipe de Ensaios Assessores FLUXOGRAMA: INSTITUCIONAL PRINCIPAIS LINHAS DE PESQUISA: 1. Avaliações e desenvolvimento de equipamentos para irrigação de baixo custo; 2. Controle da obstrução de emissores em irrigação localizada; 3. Desenvolvimento de técnicas para manejo e programação da irrigação de precisão; 4. Ensaios normalizados em emissores, válvulas, filtros, tubos e controladores de irrigação; 5. Ensaios para equipamentos usados no manejo da irrigação. PRINCIPAIS LINHAS DE PESQUISA: 6. Desenvolvimento tecnológico de emissores, válvulas, filtros, controladores de irrigação em parceria com o setor privado; 7. Contribuição para o desenvolvimento e melhoria de normas técnicas junto aos comitês da ABNT e ISO; 8. Manejo da irrigação e da fertirrigação na agricultura; 9. Estudo da qualidade da água utilizada em sistemas de irrigação; 10. Manejo de recursos hídricos em bacias hidrográficas. INSTITUCIONAL INSTITUCIONAL Seleção da equipe – Maio/2009 Estruturação do laboratório Prestação de serviços - Janeiro/2010 CRONOGRAMA: 14 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL Grécia Ucrânia Bósnia Croácia Macedônia Islândia Iugoslávia Noruega Finlândia Suíça Bielo Rússia Áustria Hungria Romênia Holanda Lituânia Itália Polônia Estônia Tchecoslováquia França Irlanda Bélgica Albânia Portugal Espanha Bulgária Reino Unido Alemanha Letônia Dinamarca Suécia Fonte: J. L. Coelho, John Deere, 2001. ÁREA AGRICULTÁVEL DO BRASIL vs ÁREA TOTAL DE 32 PAÍSES DA EUROPA 15 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL REGIÃO Superfície Drenagem Aspersão convencional Pivô Central Localizada Total BRASIL 1.633.828 615.417 651.548 248.414 3.149.217 NORTE 81.880 6.055 1.410 1.690 91.035 NORDESTE 190.729 242.506 122.006 138.421 663.672 SUDESTE 217.865 245.768 362.618 83.388 909.639 SUL 1.095.520 82.060 500 18.720 1.196.800 CENTRO-OESTE 47.834 39.028 165.014 6.195 258.071 Fonte: Christofidis. D. Revista Item no 54, 2002. Fonte: Adaptado de IBGE Censo 2007/2009. 16 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL Fonte: Adaptado de IBGE Censo 2007/2009. Área Irrigada por Região (ha) 1.224.578 ; 27% 1.586.744 ; 37% 985.348 ; 22% 549.466 ; 12% 107.789 ; 2% Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Distribuição da Área Irrigada por Sistema (ha) 327.867 ; 7% 371.647 ; 8% 1.084.736 ; 24% 840.048 ; 19% 1.572.960 ; 36% 256.668 ; 6% Inundação Sulcos Pivô Central Aspersão Microirrigação Outros Métodos 17 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL Fonte: Adaptado de IBGE Censo 2007/2009. 34.310 69.619 27.744 923.826 29.237 - 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000 700.000 800.000 900.000 1.000.000 Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Área irrigada por Inundação por Região (ha) 3.907 109.713 28.320 82.548 32.181 - 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Área irrigada por Sulcos por Região (ha) 8.778 201.282 395.587 61.349 173.053 - 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000 350.000 400.000 Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Área irrigada por Pivô Central por Região (ha) 289.897 108.427 736.589 407.770 30.277 - 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000 700.000 800.000 Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Área irrigada por Aspersão por Região (ha) 18 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL Fonte: Adaptado de IBGE Censo 2007/2009. 9.411 17.654 192.814 102.970 5.018 - 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 200.000 Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Área irrigada por Microirrigação por Região (ha) 15.686 30.775 205.691 93.995 25.500 - 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Área irrigada por Outros Sistemas por Região (ha) 19 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL Fonte: Adaptado de IBGE Censo 2007/2009. Pivô Central - 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 200.000 R on dô ni a A cr e A m az on as R or ai m a P ar á A m ap á To ca nt in s M ar an hã o P ia uí C ea rá R io G ra nd e P ar aí ba P er na m bu co A la go as S er gi pe B ah ia M in as E sp íri to R io d e S ão P au lo P ar an á S an ta R io G ra nd e M at o G ro ss o M at o G ro ss o G oi ás D is tri to Aspersão - 40.000 80.000 120.000 160.000 200.000 240.000 280.000 320.000 360.000400.000 R on dô ni a Ac re Am az on as R or ai m a Pa rá Am ap á To ca nt in s M ar an hã o Pi au í C ea rá R io G ra nd e do N or te Pa ra íb a Pe rn am bu co Al ag oa s Se rg ip e Ba hi a M in as G er ai s Es pí rit o Sa nt o R io d e Ja ne iro Sã o Pa ul o Pa ra ná Sa nt a C at ar in a R io G ra nd e do S ul M at o G ro ss o do S ul M at o G ro ss o G oi ás D is tri to F ed er al Microirrigação - 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 R on dô ni a Ac re Am az on as R or ai m a Pa rá Am ap á To ca nt in s M ar an hã o Pi au í C ea rá R io G ra nd e do N or te Pa ra íb a Pe rn am bu co Al ag oa s Se rg ip e Ba hi a M in as G er ai s Es pí rit o Sa nt o R io d e Ja ne iro Sã o Pa ul o Pa ra ná Sa nt a C at ar in a R io G ra nd e do S ul M at o G ro ss o do S ul M at o G ro ss o G oi ás D is tri to F ed er al Outros Métodos - 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 R on dô ni a Ac re Am az on as R or ai m a Pa rá Am ap á To ca nt in s M ar an hã o Pi au í C ea rá R io G ra nd e do N or te Pa ra íb a Pe rn am bu co Al ag oa s Se rg ip e Ba hi a M in as G er ai s Es pí rit o Sa nt o R io d e Ja ne iro Sã o Pa ul o Pa ra ná Sa nt a C at ar in a R io G ra nd e do S ul M at o G ro ss o do S ul M at o G ro ss o G oi ás D is tri to F ed er al 20 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL Fonte: Adaptado de IBGE Censo 2007/2009. Inundação - 80.000 160.000 240.000 320.000 400.000 480.000 560.000 640.000 720.000 800.000 R on dô ni a Ac re Am az on as R or ai m a Pa rá Am ap á To ca nt in s M ar an hã o Pi au í C ea rá R io G ra nd e do N or te Pa ra íb a Pe rn am bu co Al ag oa s Se rg ip e Ba hi a M in as G er ai s Es pí rit o Sa nt o R io d e Ja ne iro Sã o Pa ul o Pa ra ná Sa nt a C at ar in a R io G ra nd e do S ul M at o G ro ss o do S ul M at o G ro ss o G oi ás D is tri to F ed er al Sulcos - 8.000 16.000 24.000 32.000 40.000 48.000 56.000 64.000 72.000 80.000 R on dô ni a Ac re Am az on as R or ai m a Pa rá Am ap á To ca nt in s M ar an hã o Pi au í C ea rá R io G ra nd e do N or te Pa ra íb a Pe rn am bu co Al ag oa s Se rg ip e Ba hi a M in as G er ai s Es pí rit o Sa nt o R io d e Ja ne iro Sã o Pa ul o Pa ra ná Sa nt a C at ar in a R io G ra nd e do S ul M at o G ro ss o do S ul M at o G ro ss o G oi ás D is tri to F ed er al 21 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL Fonte: Adaptado de IBGE Censo 2007/2009. 22 Eficiência no uso da ÁGUA; Eficiência no uso da ENERGIA; Eficiência no uso INSUMOS; Respeito ao MEIO AMBIENTE. ENGENHARIA + MANEJO PRODUTIVIDADE/RENTABILIDADE COM: INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL 23 AGRICULTURA SEQUEIRO + ÁGUA≠AGRICULTURA IRRIGADA CONCEITO:CONCEITO: AGRONEGÓCIO AGRONEGÓCIO VISÃO GERALVISÃO GERAL INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO -- IRRIGAÇÃO NO BRASILIRRIGAÇÃO NO BRASIL 24 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE Nos métodos de irrigação por escoamento sobre a superfície, a água é trazida por canais ou tubos até a parte mais alta da área de cultivo e daí é distribuída, escoando diretamente sobre o solo; Os procedimentos de distribuição da água dispensam o uso de tubulações dentro da área irrigada; Controlar o tempo durante o qual a água permanece sobre o solo, retida ou escoando, para que ocorra a infiltração de uma quantidade adequada para umedecer a zona explorada pelas raízes das espécies cultivadas. 25 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO Zona de bacia hidrográfica com água abundante e relevo plano. 26 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO Relevo Plano???????. 27 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO Relevo Plano???????. 28 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO Relevo Plano???????. 29 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO Relevo Plano???????. 30 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE Modalidade 1) Irrigação por inundação Inundação intermitenteInundação intermitente Inundação contínuaInundação contínua 2) Irrigação por sulcos 3) Irrigação em faixas 31 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO INTERMITENTE No manejo intermitente, a lâmina de água permanece dentro da quadra apenas até a frente de molhamento umedecer toda a zona do perfil do solo ocupada pelas raízes, devendo ser drenada após este tempo. Fonte: Partiff, J.M.B., Silva, D.A.S. Embrapa 2005 32 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO INTERMITENTE 33 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO INTERMITENTE Lavoura de soja irrigada por inundação intermitente em rotação ao cultivo de arroz. Aplicação da lâmina de água. Bagé, RS, 2000. Fonte: Partiff, J.M.B., Silva, D.A.S. Embrapa 2005 34 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO INTERMITENTE Lavoura de soja irrigada por inundação intermitente em rotação ao cultivo de arroz. Esgotamento da água dos quadros. Bagé, RS, 2000. Fonte: Partiff, J.M.B., Silva, D.A.S. Embrapa 2005 35 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO INTERMITENTE 36 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO – TAIPAS 37 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO – PREPARO GRADE 38 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO – FORMAÇÃO DE LAMA 39 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO - FORMAÇÃO DE LAMA 40 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO - ALISAMENTO 41 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO - ALISAMENTO 42 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO 43 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO 44 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – SULCO 45SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SUPERFÍCIE – INUNDAÇÃO SUPERFÍCIE – SULCOS 47 SUPERFÍCIE – SULCOS SUPERFÍCIE - CONSUMO PERSPECTIVAS PARA IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE 49 ASPERSÃOASPERSÃO PERSPECTIVAS PARA ASPERSÃO CONVENCIONAL A irrigação por aspersão convencional possui uma demanda fixa no mercado, porém, em virtude do custo acessível pode superar as expectativas, principalmente pela substituição dos sistemas de irrigação superficiais. O mercado de demanda desses sistemas está concentrado em irrigantes iniciantes, arrendatários de terra e irrigação de jardins, produtores de batata e hortaliças nos cinturões verdes dos grandes centros urbanos e em algumas áreas de perímetros irrigados no Nordeste. 50 ASPERSÃO CONVENCIONAL ASPERSÃO CONVENCIONAL FIXO PERMANENTEFIXO PERMANENTE Todas as tubulações (linhas principal, secundárias e laterais) permanecem fixas no terreno, enterradas, cobrindo toda a área. Apenas as hastes dos aspersores afloram à superfície. Apresentam baixo custo de mão-de-obra, porém elevado custo de investimento e, por isso, justificam-se apenas para irrigação de pequenas áreas, culturas de alto valor econômico, como flores e produção de sementes, irrigação de jardins e gramados e em locais onde a mão-de-obra é escassa e/ou cara. 51 ASPERSÃO CONVENCIONAL ASPERSÃO CONVENCIONAL FIXO PERMANENTEFIXO PERMANENTE 52 ASPERSÃO CONVENCIONAL ASPERSÃO CONVENCIONAL FIXO TEMPORÁRIOFIXO TEMPORÁRIO Possuem tubulações fixas, distribuídas por toda área irrigada. Diferem dos sistemas permanentes por apresentarem as tubulações dispostas sobre a superfície do terreno, podendo removê-las, se desejado. A operação do sistema é feita por subunidades 53 ASPERSÃO CONVENCIONAL ASPERSÃO CONVENCIONAL SEMISEMI--FIXOFIXO As linhas principal e secundárias permanecem fixas, enterradas ou não. Apenas as laterais deslocam-se nas diferentes posições para irrigar toda a área. As tubulações são leves (aço zincado, alumínio ou PVC), com acoplamentos rápidos, para facilitar a movimentação e montagem. As laterais podem ser deslocadas manualmente ou por trator quando montadas sobre rodas. 54 ASPERSÃO CONVENCIONAL ASPERSÃO CONVENCIONAL SEMISEMI--FIXOFIXO 55 ASPERSÃO CONVENCIONAL ASPERSÃO CONVENCIONAL PORTÁTILPORTÁTIL Todas as tubulações e a motobomba são móveis. São casos típicos em que se procura substituir custo inicial de investimento por custo operacional. 56 MALHAMALHA CONVENCIONALCONVENCIONAL ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL 57 ASPERSÃO ASPERSÃO –– MALHAMALHA 58 ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL Controle da pressão de serviço: manômetro 59 ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL 60 ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL 61 ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL Efeito do vento e da pressão de serviço na UNIFORMIDADE e nas PERDAS ( Mantovani e Berengena 1992) Teste PS (mca) V.Vento (m/s) Horário medidas CCUUCC ((%%)) CCllaassssiiffiiccaaççããoo 1 57 4,06 Dia 6644,,77 RRuuiimm 2 57 1,26 Noite 9900,,33 EExxcceelleennttee 3 25 3.85 Dia 8833,,99 BBoomm 62 ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL 63 ASPERSÃO ASPERSÃO -- CANHÃOCANHÃO 64 ASPERSÃO ASPERSÃO –– SUBSUB--COPACOPA 65 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO O equipamento autopropelido, embora apresente grande consumo de energia e opera com vazão elevada, continuará a ser utilizado com sucesso no Brasil nas culturas de cana-de-açúcar (aplicação de vinhaça), citrus e café, principalmente por agricultores com maior aversão a riscos na atividade, em áreas com boa disponibilidade hídrica. Empresas Nacionais: Irrigabrasil Irrigabras Krebsfer Metal Lavras/Setorial Empresas Estrangeiras: Bauer 66 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 67 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 68 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 69 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 70 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 71 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 72 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 73 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 74 MECANIZADOS MECANIZADOS –– AUTOPROPELIDOAUTOPROPELIDO 75 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL É um sistema que apresenta deslocamento radial, resultante de tempos diferenciais de operação das sucessivas torres que o compõem. A velocidade de deslocamento da última torre determina a grandeza da lâmina a ser aplicada. O suprimento de água à lateral de aspersores pode ser feito através do ponto central da área, quando existe poço artesiano, ou através de tubulações conduzindo água sob pressão desde uma fonte localizada distante da área. 76 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL Há dois grupos de empresas de que produzem o equipamento pivô central no Brasil: empresas de grande porte de capital estrangeiro (Valmont, Lindsay e Bauer) e empresas de pequeno porte de capital nacional (Focking, Krebsfer e Irrigabras). A Valmont de capital americano, é a líder da indústria de irrigação por pivô central no mundo. Empresas de médio porte (MTU, Carborundum, Dantas, CBR, Asperbras, Nebraska, Irriganor, Círculo Verde, Brasilit, Alvenius) não conseguiram sobreviver nesse mercado específico de equipamento, pois a oscilação temporal do mercado interno não permitiu consolidar crescimento de longo prazo. 77 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL O sistema pivô central possibilita elevada eficiência de irrigação, considerando os emissores LEPA e os emissores de baixa deriva e evaporação, sendo menos sensíveis aos problemas de qualidade da água do que na microirrigação. O sistema pivô central possui grande flexibilidade e facilidade para projeto e instalação, quando comparado aos sistemas de microirrigação. Em média, para cada 1 ha de microirrigação projetado e instalado é possível projetar e instalar 10 ha de pivô central. Possui elevada capacidade para irrigação de grandes áreas em tempos relativamente pequenos. No Brasil, ainda haverá espaço para aumento da área irrigada por sistema pivô central por muitos anos, principalmente nas novas áreas de cultivos com boa disponibilidade de recursos hídricos e agricultura empresarial. PERSPECTIVAS 78 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 79 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 80 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 81 MECANIZADOS MECANIZADOS –– Pivô CentralPivô Central 82 MECANIZADOS MECANIZADOS –– Pivô CentralPivô Central 83 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 84 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 85 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 86 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 87 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101106111116121126131136141146151156161166171176181 Lâ m in a irr ig ad a (m m ) média Torres Lâmina média ponderada Redistrbuição 50,0% 55,0% 60,0% 65,0% 70,0% 75,0% 80,0% 85,0% 90,0% 95,0% 100,0% 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Balanço Canhão Torres do pivô C U C (% ) CUC Vão CUC global 88 MECANIZADOS MECANIZADOS –– PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 89 MECANIZADOS MECANIZADOS ––PIVÔ PIVÔ CENTRALCENTRAL 90 MECANIZADOS MECANIZADOS –– Pivô Pivô RebocávelRebocável 91 MECANIZADOS MECANIZADOS –– LINEAR LINEAR MÓVELMÓVEL Possui deslocamento linear e todas as torres devem deslocar à mesma velocidade. A lâmina de irrigação aplicada é determinada pela velocidade do sistema. O suprimento de água à linha de aspersores é realizada por mangueiras flexíveis conectadas a hidrantes, ou a canais dispostos às margens ou, preferencialmente, ao centro da área. 92 MECANIZADOS MECANIZADOS –– LINEAR LINEAR MÓVELMÓVEL 93 ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL EFEITO DA UNIFORMIDADE NA PRODUTIVIDADE E NO CONSUMO DE ÁGUA 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Área (%) L (mm) d p 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Área (%) L (mm) P X 94 ASPERSÃO CONVENCIONALASPERSÃO CONVENCIONAL UNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAUNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA XX CONSUMO DE ÁGUA E DE ENERGIA CONSUMO DE ÁGUA E DE ENERGIA PIVÔ CENTRAL (45 ha)PIVÔ CENTRAL (45 ha) PARÂMETROS CUC (%) ECONOMIA 65% 86% IRN (mm) 533 533 108.875 m3/ano ITN (mm) 927 687 240 mm Cons. energia (KWh) 178.408 132.241 46.167 KWh Custo anual (R$) 23.778,00 17.625,00 R$ 6.153,00 26% 95 ASPERSÃOASPERSÃO 96 ASPERSÃOASPERSÃO 97 ASPERSÃOASPERSÃO 98 ASPERSÃOASPERSÃO 99 ASPERSÃOASPERSÃO 100 ASPERSÃOASPERSÃO 101 ASPERSÃOASPERSÃO 102 ASPERSORESASPERSORES 1. Quanto ao funcionamento Fixos; Rotativos (impacto, reação, engrenagens); 2. Quanto ao ângulo de ação Circular completo : 360º; Setorial: ângulo de molhamento ajustável; 3. Quanto ao ângulo de inclinação Inclinação normal: entre 25 e 30º; Sub-copa: inclinação de 6º ; 4. Quanto ao número de bocais: 1, 2 ou 3 bocais (diâmetros: 2 a 30 mm); 5. Quanto à pressão de operação e alcance do jato Alta, média ou baixa pressão. 103 ASPERSORESASPERSORES Fixos Difusores Rotativos Rotativos por impacto Rotativos por reação Rotativos por engrenagens Rotativos por outros mecanismos 104 ASPERSORESASPERSORES 105 ASPERSORESASPERSORES 106 ASPERSORESASPERSORES 107 ASPERSORESASPERSORES Os aspersores fixos (difusores) tem sido os tipos preferidos para o equipamento pivô central. 108 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– GotejamentoGotejamento i-Wob Fan spray Quad sprayXi-Wob Super spray LDNXcel Wob 109 ASPERSORESASPERSORES Efeito do vento com gotas pequenas Efeito do vento com gotas grandes Distribuição do IWob ou XiWob Distribuição com defletores simples, duplos e triplos 110 ASPERSORESASPERSORES Bulbo AeradoBulbo Aerado SpraySpray Quimigação Quimigação BulboBulbo 111 ASPERSORESASPERSORES ASPERSORES DE PRESSÃO DE SERVIÇO BAIXA: 10 mca < P < 20 mca; Raio de alcance entre 6 e 12 m São em geral do tipo rotativo, movidos por impacto do braço oscilante ou outros mecanismos. Podem ser também do tipo fixo. Usados principalmente para irrigação de hortaliças, viveiros de mudas e sub-copa em fruticultura. Podem ser instalados no final de adutoras por gravidade (baixa necessidade de pressão). 112 ASPERSORESASPERSORES ASPERSOR SUB COPA 113 ASPERSORESASPERSORES 114 ASPERSORESASPERSORES ASPERSORES DE PRESSÃO DE SERVIÇO MÉDIA: 20 mca < P < 40 mca; Raio de alcance entre 12 e 36 m. São os tipos mais usados nos projetos de irrigação por aspersão portáteis ou semi-fixos e adaptam-se a quase todos os tipos de cultura e de solo. Em geral são rotativos por impacto ou por outros mecanismos e apresentam dois bocais. 115 ASPERSORESASPERSORES 116 ASPERSORESASPERSORES TABELA DE SERVIÇO - EXEMPLO 117 ASPERSORESASPERSORES PRESSÃO DE SERVIÇO ELEVADA (CANHÃO HIDRÁULICO) Os canhões de médio alcance trabalham com pressão variando de 40 a 80 mca e tem raio de ação entre 30 e 60 m. Os canhões de longo alcance trabalham com pressão entre 50 e 100 mca e possuem raio de alcance entre 40 e 80 m. São usados para irrigação de forrageiras, cereais, cana-de-açúcar e também em pomares. 118 ASPERSORESASPERSORES 119 ASPERSORESASPERSORES 120 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Microirrigação - processo de aplicação de água em alta freqüência e baixo volume, sobre ou abaixo da superfície do solo, mantendo-se com alto grau de umidade um pequeno volume de solo que contém o sistema radicular das plantas. Sistema de microirrigação - conjunto dos componentes físicos necessários para aplicar água por microirrigação. Emissor é o dispositivo instalado em uma linha lateral de irrigação e projetado para descarregar água na forma de gotas, de fluxo contínuo ou por microaspersão em pontos discretos ou contínuos. 121 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Emissor “in-line” é aquele que foi projetado para instalação entre dois trechos de tubo em uma lateral de irrigação. Emissor “on-line” é aquele que foi projetado para instalação na parede de uma lateral de irrigação, quer diretamente ou indiretamente por meio de microtubos. Emissor de múltiplas saídas é o emissor no qual a vazão é dividida e direcionada de forma distinta a vários pontos de emissão. Emissor múltiplo é o emissor de múltiplas saídas no qual cada saída é um emissor secundário com sua própria vazão. 122 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Tubo emissor - tubo contínuo, incluindo tubo colapsável (fita) com perfurações ou com outros dispositivos hidráulicos modelados ou integrados no tubo durante o processo de fabricação e projetados para descarregar água na forma de gotas ou fluxo contínuo. Ponto de emissão - ponto sobre ou abaixo da superfície do solo onde a água é descarregada de um emissor. Aplicação por ponto-fonte – quando a aplicação de água é feita por emissores individuais com maiores espaçamentos na linha lateral (normalmente 1 m ou mais), formando áreas molhadas discretas. Aplicação por linha-fonte - quando a água é descarregada em pontos mais próximos ou por tubos com paredes porosas, formando uma faixa molhada. 123 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Gotejador on-line Gotejador integrado Gotejador in-line Gotejador integradoTubo gotejador com labirintos modeladosGotejador on-line 124 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Microaspersor tipo difusor fixo autocompensante Proporciona maior superfície de solo molhado, em relação ao gotejamento, a um menor custo fixo. Em solos arenosos e na irrigação de cultivos arbóreos a utilização de microaspersores, em geral, é mais vantajosa que a utilização de gotejadores, além do que são menos susceptíveis à obstrução e menos exigentes em filtragem da água. 125 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Microaspersor autocompensante com asa giratória Operam a pressões e vazões maiores que os gotejadores (100 kPa a 200 kPa; 30 L h-1 a 200 L h-1) e, portanto, aumentam o consumo de energia. Nos sistemas regulados, tanto na microaspersão como no gotejamento, o consumo de energia é aumentado. São susceptíveis à deriva e evaporação. 126 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 Variação de pressão (%) V ar ia çã o de v az ão ( % ) x=1,00 x=0,80 x=0,50 x=0,25 x=0,00 Relação entre variação de vazão e variação de pressão xHkq 127 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO •Curva características de um microaspersor não regulado •Curva característica de um gotejador regulado q = 2,1202 H0,5351 R2 = 0,9842 0 10 20 30 40 50 60 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Pressão(kPa) - H V az ão - q (L h -1 ) 17,1 4,27, 73 25,2 4,28 31,3 4,41 36,3 4,19 40,8 4,39 44,8 4,34 48,4 4,33 Vazão nominal = 31 L h-1 Vazão média Coef. Variação (%) 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Pressão (kPa) - H V az ão m éd ia (L h -1 ) - q q = 2,155 H0,11Para 100 ≤ H ≤ 300: R2 = 0,8647 128 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO COEFICIENTE DE VARIAÇÃO DE FABRICAÇÃO m q q S CVF A ASAE classifica os emissores da seguinte forma: Gotejadores e microaspersores CVF ≤ 0,05Uniformidade excelente 0,05 < CVF ≤ 0,07 Uniformidade média 0,07 < CVF ≤ 0,10 Uniformidade baixa 0,10 < CVF ≤ 0,15 Uniformidade marginal CVF > 0,15Uniformidade inaceitável. Tubos emissores (linha fonte) CVF ≤ 0,10Uniformidade boa 0,10 < CVF ≤ 0,20 Uniformidade média CVF > 0,20Uniformidade marginal a inaceitável 129 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Categoria de uniformidade Desvio da vazão observada em relação à vazão nominal, na pressão de serviço (%) CVF (%) A ≤ 5 ≤ 5 B ≤ 10 ≤ 10 A ISO e a ABNT classificam os emissores em duas categorias de uniformidade 130 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1) Emissor Vazão (L h-1) 1 57,95 11 59,80 21 60,52 2 61,20 12 61,58 22 61,82 3 62,00 13 62,58 23 62,95 4 62,23 14 62,66 24 63,12 5 62,40 15 62,73 25 63,25 6 63,38 16 63,80 26 64,15 7 63,60 17 63,88 27 64,25 8 63,75 18 63,98 28 64,53 9 64,75 19 65,24 29 66,08 10 64,88 20 65,48 30 67,22 Resultados do ensaio de um microaspersor não regulado (pressão = 150 kPa; vazão nominal qn = 64 L h-1) qm = 63,2 L h-1; Sq = 1,89 L h-1; CVF = 2,99 % 131 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– GotejamentoGotejamento 132 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– MicroaspersãoMicroaspersão 133 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 134 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 135 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 136 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 137 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO Figura 1.5 – Esquema de instalação com sete subunidades de irrigação, três unidades e uma estação operacional. 138 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 139 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 140 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 141 MICROIRRIGAÇÃOMICROIRRIGAÇÃO 142 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– ComponentesComponentes 143 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– ComponentesComponentes 144 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– ComponentesComponentes 145 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– ComponentesComponentes 146 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– ComponentesComponentes 147 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– ComponentesComponentes 148 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– ComponentesComponentes ÁGUA DE RIO ÁGUA DE CANAL 149 MICROIRRIGAÇÃO MICROIRRIGAÇÃO –– AlternativosAlternativos www.esalq.usp.br/inctei Tel: (19) 3447-8562 OBRIGADO
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