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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL Instituto Federal de Alagoas – IFAL Campus Piranhas Curso Superior Bacharelado em Engenharia Agronômica Projeto de Irrigação Piranhas – AL 2019 SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL Instituto Federal de Alagoas – IFAL Campus Piranhas Curso Superior Bacharelado em Engenharia Agronômica Irrigação e drenagem André dos Anjos Correia Projeto de Irrigação Irrigação localizada por sistema de gotejamento tipo botão Piranhas – AL 2019 Trabalho submetido ao IFAL – campus Piranhas no curso de Engenharia Agronômica como nota parcial para aprovação na disciplina de irrigação e drenagem. Orientado pelo professor Dr. Samuel Silva. Sumário 1. Introdução .................................................................................................................................... 4 2. Sobre a cultura ............................................................................................................................ 5 3. Croqui da área ............................................................................................................................. 9 4. Características básicas do solo ........................................................................................... 10 5. Clima ............................................................................................................................................ 11 6. Dimensionamento do projeto de irrigação por sistema de gotejamento .................. 11 6.1. Necessidade hídrica da cultura .................................................................................... 11 6.2. Dimensionamento ............................................................................................................ 12 7. Lista de materiais ..................................................................................................................... 23 7.1. Ilustração dos materiais ................................................................................................. 23 8. Referências ................................................................................................................................ 28 4 1. Introdução A história da irrigação tem ligação com a agricultura dos povos mais antigos, que tiveram que se adaptar a regiões secas, onde a agricultura era feita por meio da irrigação (NETO, 2003). Hoje a irrigação é praticada em todo o mundo afim aumentar a produção e qualidade do alimento. de A irrigação permite prover, de forma artificial, água às plantas, que é essencial para seu desenvolvimento. De acordo com a FAO (2013), a área irrigada no mundo chegava a 310 milhões de hectares, sendo que 70% desse total estavam localizados na Ásia, o que equivalia a 35% das terras cultivadas naquele continente. A Índia é o país com a maior área irrigada do mundo, 66 milhões de hectares, seguida pela China e pelos Estados Unidos, com 62 e 27 milhões de hectares, respectivamente. O Brasil está entre os países com grande número de terras irrigadas do mundo, irrigando uma área de cerca de 1,275 mi de hectares, ficando assim entre os dez, de acordo que mostrou estudo feito pela EMBRAPA (Empresa Brasileira de Agropecuária). EMBRAPA (2016). Existem diversos métodos de irrigação: irrigação por superfície, irrigação por aspersão e irrigação localizada. A irrigação localizada é um dos métodos mais eficientes no usa da água, ela permite aplicar a água próximo ao sistema radicular da planta, diminuindo as perdas por evaporação, percolação e pela ação do vento, além de evitar condições favoráveis ao desenvolvimento de doenças, como a alta umidade, por exemplo. Sabendo da importância da irrigação para a produção de alimento, o presente trabalho tem como o objetivo dimensionar um projeto de irrigação pelo método de irrigação localizada para uma área de 2 ha para a cultura do abacaxizeiro (Ananas comosus), utilizando o sistema gotejamento. . 5 2. Sobre a cultura O abacaxizeiro (Ananas comosus L., Merril) é uma planta monocotiledônea, herbácea perene, da família Bromeliaceae, cujas espécies podem ser divididas, em relação a seus hábitos, em dois grupos distintos: as epífitas, que crescem sobre outras plantas, e as terrestres, que crescem no solo. Os abacaxis pertencem ao segundo grupo, mais precisamente aos gêneros Ananas e Pseudonanas. Aproximadamente 50 gêneros e 2000 espécies de Bromeliaceae são conhecidos. O abacaxizeiro compõe-se de um caule (talo) curto e grosso, ao redor do qual crescem as folhas. O sistema radicular é fasciculado, superficial e fibroso, encontrado em geral a 30 cm e, raras vezes a mais de 60 cm de profundidade. A planta adulta das variedades comerciais mede 1,00 m a 1,20 m de altura e 1,00 m a 1,50 m de diâmetro. As folhas são classificadas, segundo seu formato e sua posição na planta, em A, B, C, D, E, F, da mais velha e externa para a maior e interna. A folha D é a mais importante do ponto de vista do manejo da cultura; sendo a mais jovem dentre as folhas adultas e metabolicamente, a mais ativa de todas é, por conseguinte, usada na análise do crescimento e do estudo nutricional da planta. Em geral, a folha D forma um ângulo de 45° entre o nível do solo e um eixo imaginário que passa pelo centro da planta, apresenta os bordos da parte inferior perpendiculares à base, e é fácil de ser destacada da planta. No caule insere-se, também, o pedúnculo que sustenta a inflorescência e o fruto daí resultante. É um fruto composto ou múltiplo chamado sincarpo ou sorose, formado pela coalescência dos frutos individuais, do tipo baga, numa espiral sobre o eixo central que é a continuidade do pedúnculo. Compõe-se de 100 a 200 flores individuais arrumadas em espiral em volta de um eixo. Os rebentos, ou mudas, desenvolvem-se a partir de gemas axilares localizadas no caule (rebentões) e no pedúnculo (filhotes) 6 Ciclo: Fonte: https://br.depositphotos.com/107583930/stock-illustration-pineapple-growing-process-from-sprout.html O ciclo do abacaxi até a floração e a frutificação, identificado por Kerns et. al. é o seguinte; • Do plantio até o início da inflorescência: 427 dias • Do início ao fim da formação da inflorescência: 37 dias • Do fim da formação da inflorescência até a 1º abertura das flores: 43 dias • Período de floração: 26 dias • Do início até o fim da floração: 106 dias • Período desde a última flor aberta até: 109 dias • Desde o plantio até o fruto maduro:642 dias Forma de plantio: O plantio pode ser feito em covas, sulcos e fendas (plantio inclinado). Não havendo sulcador, pode-se abrir as covas com enxada, pá de plantio tipo havaiano ou com coveadeira (mecanizada). Espaçamento e densidade: A distância entre as plantas pode variar de acordo com a variedade, o destino da produção, o nível de mecanização e outros fatores. Para produção de frutos in natura ou suco, o espaçamento deve ser mais fechado - frutos com peso variando de 1,1- 7 1,5kg. Na produção para industrialização devem ser utilizados espaçamentos maiores (menos plantas por área) - frutos acima de 1,5kg. Tipo de plantio Distância entre filas e plantas (m) Plantas/ha 0,90 x 0,30 37.000 Filas simples 0,80 x 0,30 41.600 0,70 x 0,30 47.600 Filas duplas 0,90 x 0,40 x 0,30 51.200 0,80 x 0,40 x 0,30 55.500 Fonte: EMBRAPA Exigências climáticas da Cultura: O abacaxizeiro é uma planta que resiste bem à seca. No entanto, para ser cultivado com finalidade comercial, a resistência à seca não é suficiente. Para tornar- se uma atividade econômica viável, recomenda-se seu cultivo em áreas onde as chuvas atinjam volumesde 1.000 mm a 1.500 mm anuais, bem distribuídos ao longo dos meses. O abacaxizeiro é uma planta de origem tropical e pode ter seu desenvolvimento e produção prejudicados em regiões de altas latitudes. Em geral, as regiões de baixa latitude, localizadas entre os paralelos 25° Norte e 25° Sul – entre os trópicos de Câncer e de Capricórnio – são as mais indicadas para o cultivo econômico do abacaxizeiro. A faixa ótima de temperatura para crescimento e desenvolvimento do abacaxizeiro (folhas e raízes) situa-se entre 22 °C e 32 °C. O abacaxizeiro pode suportar temperaturas fora dessa faixa, mas em temperaturas acima de 40 °C e abaixo de 5 °C a planta apenas resiste por períodos curtos. A umidade relativa do ar alta (acima de 85%) favorece a ocorrência de doenças fúngicas e bacterianas. Mudanças bruscas na umidade do ar podem causar fendilhamento na inflorescência e no fruto. Em áreas de baixa pluviosidade, a alta umidade do ar melhora o crescimento da planta. Mas a umidade baixa atrasa o seu crescimento, causa ressecamento da ponta da folha e afeta a floração natural.\ Em suma, falta de chuva, altas temperaturas e baixa umidade diminuem a produção e a qualidade de mudas pela planta. 8 Sistema radicular: O sistema radicular é fasciculado, superficial e fibroso, encontrado em geral numa profundidade de 0 a 30 cm e, raramente, a mais de 60 cm da superfície do solo. As raízes se concentram, predominantemente, nos primeiros 15 a 20 cm da superfície do solo. 9 3. Croqui da área m m m m m 10 4. Características básicas do solo Os dados referentes ao solo da área encontram-se na tabela 1. A textura do solo, densidade do solo, capacidade de campo, ponto de murcha permanente e velocidade básica de infiltração. Na tabela se encontra os dados coletado no teste de infiltração de água no solo pelo método de Kostiakov-Lewis para obter a velocidade de infiltração básica. E, na tabela 3, está a curva de infiltração de água no solo. Tabela 1. Dados referentes ao solo da área. Textura do solo Densidade do solo (Ds g/m3) Capacidade de campo (CC %) Ponto de murcha permanentes (PMP %) Velocidade de infiltração básica (VIB mm/h) * Franco arenoso 1,44 26 13 25 *A velocidade básica de infiltração foi obtida através de testes pelo método de Kostiakov-Lewis. Tabela 2. Dados do teste de infiltração de água no solo pelo método de Kostiakov- Lewis Horas Tempo (min) T. acum. (h) I. Acum. (mm) VI (mm/h) X = log T Kostiakov Kostiakov - Lewis Y = log I XY X2 Y = log (I - VIB.T) XY 12:45 1 0,017 1,00 60,0 -1,778 0,000 0,000 3,162 -0,222 0,394 12:47 2 0,050 2,75 55,0 -1,301 0,439 -0,572 1,693 0,190 -0,248 12:49 2 0,083 4,25 51,0 -1,079 0,628 -0,678 1,165 0,352 -0,380 12:54 5 0,167 7,67 46,0 -0,778 0,885 -0,688 0,606 0,564 -0,439 12:59 5 0,250 9,50 38,0 -0,602 0,978 -0,589 0,362 0,544 -0,328 13:09 10 0,417 14,58 35,0 -0,380 1,164 -0,443 0,145 0,661 -0,251 13:19 10 0,583 19,25 33,0 -0,234 1,284 -0,301 0,055 0,720 -0,169 13:34 15 0,833 25,00 30,0 -0,079 1,398 -0,111 0,006 0,699 -0,055 13:49 15 1,083 30,33 28,0 0,035 1,482 0,052 0,001 0,637 0,022 14:19 30 1,583 39,58 25,0 0,200 1,598 0,319 0,040 0,200 0,040 14:49 30 2,083 52,08 25,0 0,319 1,717 0,547 0,102 0,319 0,102 15:19 30 2,583 64,58 25,0 0,412 1,810 0,746 0,170 0,412 0,170 Média -0,439 1,115 0,423 -0,095 Soma -5,267 13,383 -1,717 7,505 5,077 -1,142 11 5. Clima O clima da região é semiárido. Na tabela 3 encontra-se os dados da evapotranspiração da cultura em seus diferentes estádios de desenvolvimento. Tabela 3. Dados da ETo, Kc e ETc referentes a cultura do abacaxizeiro. Fases Duração (dias) ETo média (mm dia-1) Kc ETc média (mm dia-1) Inicial Vegetativo Reprodutiva Maturação 60 150 90 102 4,0 3,7 5,0 4,0 0,5 0,8 1,1 0,8 2,00 2,96 5,50 3,20 ETo – evapotranspiração de referência, Kc – coeficiente da cultura e ETc – evapotranspiração da cultura (Kc = ETo*Kc) 6. Dimensionamento do projeto de irrigação por sistema de gotejamento 6.1. Necessidade hídrica da cultura Conforme os dados da cultura, determinou-se a lâmina de irrigação, a lâmina bruta e o turno de rega (tabela 4). R² = 0,9732 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 V el o ci d ad e d e in fi lt ra çã o ( m m /h ) Tempo acumulado (h) CURVA DE INFILTRAÇÃO y = 1,685x-0,8 + 25 Figura 1. Curva de infiltração de água no solo 12 Tabela 4. Dados referentes à Lâmina Liquida (LL), Lâmina Bruta (LB), Turno de Rega (TR) ao longo das fases fisiológicas da planta. Fases Duração (dias) Profundidade da raiz (cm) Lâmina liquida (mm) Lâmina bruta* (mm) Turno de rega (dias) Inicial 60 15 14,04 15,60 7 Vegetativo 150 20 18,72 20,80 6 Reprodutiva 90 30 28,08 31,20 5 Maturação 102 30 28,08 31,20 9 *Para o cálculo da lâmina bruta considerou-se a eficiência de aplicação de 90% 6.2. Dimensionamento Tabela 5. Espaçamento da cultura e os dados do emissor. Ep (m) El (m) Ef (m) CUC (%) p (%) qa (L/h) w (m) e (m) 0,30 0,40 0,90 90 60 4,00 1,20 0,30 Ep, espaçamento entre plantas; El, espaçamento entre linhas; Ef, espaçamento entre filas; CUC, coeficiente de uniformidade; p, área sombreada; qa, vasão do emissor; w, diâmetro do bulbo molhado e e, espaçamento entre emissor. • Área molhada por emissor (Aw) Aw = w ∙ e =1,20 ∙ 0,30 = 0,36 m2 • Número de emissor por planta (Nep) Nep = Ep e = 0,3 0,3 ÷ 2 = 0,50 • Porcentagem de área molhada (Pw) Pw = Nep ∙ 𝐴𝑤 (𝐸𝑝 ∙ 𝐸𝑓) ∙ 100 = 0,50 ∙ 0,36 (0,30 ∙ 1,3) ∙ 100 = 46,15% • Evapotranspiração máxima ou corrigido (ETL) e Lâmina de irrigação (Li) Tabela 6. Evapotranspiração máxima ou corrigido e a lâmina de irrigação para cada fase da cultura. Fase Evapotranspiração máxima ou corrigido (ETL) mm dia-1 Turno de rega (dias) Lâmina de irrigação (mm) Inicial 1,549 7 10,875 Vegetativo 2,293 6 14,500 Reprodutivo 4,260 5 21,751 Maturação 2,479 9 21,751 Equação utilizada para ETL: ETL = ETc ∙ RL = ETc ∙ 0,1√𝑝 13 Equação utilizada para Li: Li = Tr ∙ ETL Tr - turno de rega Como em irrigação localizada existe a facilidade de se trabalhar com um turno de rega menor, será adotado o turno de rega de dois dias para todas as fases da cultura Tabela 7. Lâmina de irrigação com novo turno de rega. Fase Evapotranspiração máxima ou corrigido (ETL) mm dia-1 Turno de rega (dias) Lâmina de irrigação (mm) Inicial 1,549 2 3,098 Vegetativo 2,293 2 4,586 Reprodutivo 4,260 2 8,521 Maturação 2,479 2 4,957 • Eficiência de aplicação (Ea) Ea = 𝐶𝑈𝐶 ∙ (1 − 𝑃𝑝) 100 = 90 ∙ (1 − 0,05) 100 = 0,855 = 85,5% Pp – Perda por percolação, valor tabelado encontrado, 0,05. • Lâmina bruta (Lb) Tabela 8. Lâmina bruta para cada fase da cultura. Fase Lâmina bruta (Lb) (mm) Inicial 3,624 Vegetativo 5,363 Reprodutivo 9,966 Maturação 5,798 Equação utilizada para Lb: Lb = Li Ea • Intensidade de aplicação (Ia) Ia = 𝑞𝑎 ∙ 𝑁𝑒𝑝 (𝐸𝑝 ∙ 𝐸𝑓 ∙ 𝑝 100) = 4 ∙ 0,5 (0,30 ∙ 1,3 ∙ 60 100) = 8,547 𝑚𝑚 ℎ−1 p, área sombreada 14 • Tempo de operação (Top) Tabela 9. Tempo de operação em horas em cada fase da cultura Fase Tempo de aplicação (h) Inicial 1,5 Vegetativo 2 Reprodutivo 3 Maturação 3 Equação utilizada: Tap = 𝐿𝑏 𝐼𝑎 • Número de emissor por linha lateral (NeLL) NeLL = LLL Ep ∙ Nep = 31,25 0,30 ∙ 1 = 104,167* LLL, comprimento da linha lateral; Ep, espaçamento entre plantas e Nep, número de emissor por planta. *Como o resultado não foi um número inteiro, considera-se o número de emissores 105 Para Nep foi utilizado 1 emissor por planta, isso porque na linha de gotejamento os espaçamentos entre os botões gotejadoresé o mesmo que o espaçamento entre plantas. • Número de linhas laterais (N° de LL) N° de LL = 𝐿𝐿𝐷 𝐸𝑓 ∙ 𝑠𝑎𝑖𝑑𝑎𝑠 ∙ 𝑁° 𝑑𝑒 𝐿𝐷 = 80 1,3 ∙ 2 ∙ 4 = 492,308 LLD, comprimento da linha derivada que para esse projeto é de 80 metros; Ef, espaçamento entre filas, nesse projeto considerou como espaçamento entre linhas laterais. Saídas, números de saídas na linha de derivação para mesma fileira de planta; N° de Ld, número de linhas derivadas, 4. *Como o resultado não foi um número inteiro, considera-se 493 números de linhas laterais. Será utilizada 463 linhas laterais para os 2 ha do projeto. • Número de emissores (Ne) ou botões gotejadores Ne = NeLL ∙ N° de LL = 104,167 ∙ 492,308 = 51.282 15 Para a implantação do projeto será necessários 51.282 botões gotejadores. • Vazão no sistema (Q) Q = qa ∙ Ne = 4 ∙ 51.282 = 205.128 L/h = 0,0570 𝑚3 𝑠−1 Vazão que a bomba deve suprir para o funcionamento do sistema de irrigação. • Dotação de rega (Dot de rega) Volume de água a ser utilizado por operação. Tabela 10. Volume de água a ser utilizado por operação em cada fase da cultura Fase Dotação de rega (m3) Inicial 86,972 Vegetativo 128,719 Reprodutivo 239,174 Maturação 139,156 Equação utilizada: Dot rega = Q ∙ Top Q, vazão no sistema em horas; Top, tempo de operação. Linha lateral • Vazão na linha lateral (QLL) QLL = NeLL ∙ qa =104,167 ∙ 4 = 416,667 L/h = 0,1157 L/s • Perda de carga por lateral unitário (j) J = 7,89 × 105 ∙ 𝑄1,75 ∙ 𝐷−4,75 = 7,89 × 105 ∙ 0,11571,75 ∙ 10−4,75 = 0,3222 𝑚𝑐𝑎/𝑚 j, perda de carga unitário por lateral; D, diâmetro da lateral, inicial 10 mm. • Perda de carga lateral corrigido (j') j' = 𝑗 ∙ (𝑒 ∙ 𝐿𝑒) 𝑒 = 0,3222 ∙ (0,30 + 0,15) 0,30 = 0,4834 𝑚𝑐𝑎/𝑚 Le, comprimento equivalente, tabelado. • Perda de carga da linha lateral (hf) hf = j' ∙ LLL ∙ F F, fator de redução de perda de carga. 16 F = 1 m + 1 + 1 2 ∙ N + √m + 1 6 ∙ N2 = 1 1,75 + 1 + 1 2 ∙ 104,167 + √1,75 + 1 6 ∙ 104,1672 = 0,3684 m, expoente da vazão da equação de hf; N, número de emissores na linha lateral. hf = 0,4834 ∙ 31,25 ∙ 0,3684 = 5,5654 mca • Pressão inicial na linha lateral (Pin) Pin = Ps + 0,75 ∙ hf + 0,5∆z = 20 + 0,75 ∙ 5,5654 + 0,5 ∙ 0 = 24,174 mca Ps, pressão de serviço, o gotejador tem pressão de serviço de 20 mca; hf, perda de carga na linha lateral; ∆z, diferença de altura ao longo da linha lateral. • Diferença de pressão na linha lateral (DHLL) DHLL = hf ± ∆z = 5,5654 ± 0 = 5,5654 mca Linha de derivação • Variação de pressão permitido na linha de derivação (DHd) DHd = DHs - DHLL = 0,3 ∙ PS - DHLL = 0,3 ∙ 20 - 5,5654 = 0,4346 mca DHs, diferença de pressão permitida, 30% da pressão de serviço. • Vazão na entrada da linha de derivação (Q) 𝑄 = 𝑄𝐿𝐿 ∙ 𝑁° 𝑑𝑒 𝐿𝐿 = 0,1157 ∙ 80 1,3 ∙ 2 = 14,2450 𝐿/𝑠 • Perde de carga na linha derivada (hfLd) hfLd = DHd ± ∆zLd = 0,4346 - (0,002 ∙80) = 0,2746 mca ∆zLd, Declividade ao longo da linha derivada, 0,2%. • Perda de carga por derivada (J) F = 1 m + 1 + 1 2 ∙ N + √m + 1 6 ∙ N2 = 1 1,75 + 1 + 1 2 ∙ 61,5385 + √1,75 + 1 6 ∙ 61,53852 = 0,3685 hf = j ∙ L ∙ F ∴ j = ℎ𝑓 (𝐿 ∙ 𝐹) = 0,2746 (80 ∙ 0,3685) = 0,0093 𝑚𝑐𝑎/𝑚 L, comprimento da linha derivada, 80 metros. 17 • Diâmetro da linha de derivação (D) D = ( 1 𝑗 ∙ 7,89 × 105 ∙ 𝑄1,75) ( 1 4,75 ) = ( 1 0,0093 ∙ 7,89 × 105 ∙ 14,24501,75) ( 1 4,75 ) = 124,184 𝑚𝑚 Comercialmente existe os diâmetros de 100 e 125 mm Teste para diâmetro de 100 mm: V = 4 ∙ 𝑄 𝜋 ∙ 𝐷2 = 4 ∙ 0,014 𝜋 ∙ 0,1002 = 1,814 𝑚 𝑠−1 Pode ser utilizado Teste para diâmetro de 125 mm: V = 4 ∙ 𝑄 𝜋 ∙ 𝐷2 = 4 ∙ 0,014 𝜋 ∙ 0,1252 = 1,161 𝑚 𝑠−1 Pode ser utilizado Q, vazão da linha derivada em m3 s-1; D, diâmetro comercial em metros. O diâmetro de 100 mm será utilizado • Pressão no início da linha de derivação (PinLd) PinLd = PinLL + hfLd ± ∆zLd = 24,174 + 0,2746 + (-0,002 ∙ 80) = 24,2886 mca Linha Principal A linha principal deverá conduzir a vazão de uma linha principal; logo: • Trecho 1 + Linha de recalque QLp = 4 ∙ QLd = 4 ∙ 14,2450 = 56,980 L/s =0,0570 𝑚3/s L = 91,25 m L, comprimento do trecho 1 + Linha de recalque D = √ 4 ∙ 𝑄 𝜋 ∙ 𝑉 = √ 4 ∙ 0,0570 𝜋 ∙ 1,5 = 220 𝑚𝑚 Testando diâmetro de 200 mm: 18 V = 4 ∙ Q 𝜋 ∙ 𝐷2 = 4 ∙ 0,0570 𝜋 ∙ 0,2002 = 1,814 𝑚 𝑠−1 Pode ser utilizado Testando diâmetro de 225 mm: V = 4 ∙ Q 𝜋 ∙ 𝐷2 = 4 ∙ 0,0570 𝜋 ∙ 0,2252 = 1,433 𝑚 𝑠−1 Pode ser utilizado Por ser considerado mais barato, o diâmetro de 200 mm será utilizado para o projeto. • Trecho 2 QLp = 2 ∙ QLd = 2 ∙ 14,2450 = 28,490 L/s = 0,0285 𝑚3/s Como o trecho 2 precisa suprir uma vazão para duas linhas derivadas, então a vazão na linha principal precisa ser duas vezes de uma linha derivada. L = 62,5 m D = √ 4 ∙ 𝑄 𝜋 ∙ 𝑉 = √ 4 ∙ 0,0285 𝜋 ∙ 1,5 = 156 𝑚𝑚 Testando diâmetro de 125 mm: V = 4 ∙ Q 𝜋 ∙ 𝐷2 = 4 ∙ 0,0285 𝜋 ∙ 0,1252 = 2,321 𝑚 𝑠−1 Não pode ser utilizado, V > 2 m s-1 Testando diâmetro de 150 mm: V = 4 ∙ Q 𝜋 ∙ 𝐷2 = 4 ∙ 0,0285 𝜋 ∙ 0,1502 = 1,612 𝑚 𝑠−1 Pode ser utilizada Será utilizado o diâmetro de 150 mm. • Perda de carga (hf) Coeficiente de Hazen-Williams (C) = 140 19 Trecho 1 + Linha de recalque: Perda de carga fictícia hf'1 = 10,641 ∙ ( 𝑄 𝐶 ) ∙ 𝐿 𝐷4,87 = 10,641 ∙ ( 0,0570 140 ) ∙ 91,25 0,24,87 = 1,3151 𝑚𝑐𝑎 Fator de redução de perda de carga (F): F = 1 m + 1 + 1 2 ∙ N + √m + 1 6 ∙ N2 = 1 1,85 + 1 + 1 2 ∙ 2 + √1,85 + 1 6 ∙ 22 = 0,6393 hf = hf'1 ∙ F = 1,3151 ∙ 0,6393 = 0,8407 mca Trecho 2 Perda de carga fictícia hf'2 = 10,641 ∙ ( 𝑄 𝐶 ) ∙ 𝐿 𝐷4,87 = 10,641 ∙ ( 0,0285 140 ) ∙ 62,5 0,1504,87 = 1,0142 𝑚𝑐𝑎 Fator de redução de perda de carga (F): F = 1 m + 1 + 1 2 ∙ N + √m + 1 6 ∙ N2 = 1 1,85 + 1 + 1 2 ∙ 2 + √1,85 + 1 6 ∙ 22 = 0,6393 hf = hf'1 ∙ F = 1,0142 ∙ 0,6393 = 0,8407 mca Linha de sucção A sucção terá o diâmetro imediatamente superior ao diâmetro do primeiro trecho da linha principal (Recalque incluído), comprimento de 6 metro. Diâmetro: 225 mm Comprimento: 6 m • Perda de caga na linha de Sucção (hfs) hfs = 10,641 ∙ ( 𝑄 𝐶 ) ∙ 𝐿 𝐷4,87 = 10,641 ∙ ( 0,0570 140 ) ∙ 6 0,0,2254,87 = 0,04873 𝑚𝑐𝑎 Altura manométrica do sistema HMT = HM + HMlocal 20 HM, altura monométrica; HMlocal, altura monométrica local HM = Pin + hfLp + hfs + ∆zLp + ∆zs =24,289 +1,489 + 0 + 0,049 + 2 = 27,826 mca Pin, Pressão no início da linha derivada; hfLp , Perda de carga na linha principal ; ΔzLp Diferença de nivel ao longo da linha principal ; hfs, Perda de caga na linha de Sucção e Δzs ,Altura de sucção . HMlocal = 0,05 ∙27,826 = 1,391 mca HMT = 27,826 + 1,391 = 29,218 mca Conjunto motobomba Pot MB = 𝑄𝐿𝑝 ∙ 1000 ∙ 𝐻𝑀𝑇 75 ∙ 𝜂 = 0,0570 ∙ 1000 ∙ 29,218 75 ∙ 0,5 = 44,4 𝑐𝑣 • NPSH disponível pressão absoluta exercida pelo sistema na entrada da bomba (NPSHd) NPSH = 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝛾 − 𝑃𝑣 𝛾 − 𝐻𝑠 − ℎ𝑝𝑠 = 10,33931 − 0,24 − 2 − 0,048725386 = 8 𝑚𝑐𝑎 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝛾 , pressão da atm; 𝑃𝑣 𝛾 ,pressão de vapor; ℎ𝑝𝑠 , perda de carga na tubulação de sucção; 𝐻𝑠 , altura de sucção • NPSH requerido De acordo com a curva de NPSHr do fabricante o valor é menor que o NPSHd. Assim não ocorrera cavitação. NPSH requerido = 4 mca NPSH disponível > NPSH requerido 21 A bomba adequada encontrada no mercado tem uma potencia de 40 cv e vazão de 220 m3/h e atende a uma altura manométrica de 33,1 mca, 1750 rpm e diâmetro do roto de 329 mm. 22 • Consumo de energia (CE) Tabela 11. consumo de energia em cada fase da cultura. Fase Consumo de energia (KWh)Inicial 13,854 Vegetativo 20,504 Reprodutivo 38,098 Maturação 22,166 Equação utilizada: CE = Pot MB ∙ Top ∙ 0,736 O consumo de energia é para cada operação, para noção de gasto em um mês, levas em consideração o tempo total de operação no mês comercial que equivale a 30 dias. • Custo elétrico Fase Custo elétrico (R$) Inicial 8,31 Vegetativo 12,30 Reprodutivo 22,86 Maturação 13,30 Equação utilizada: Custo elétrico = CE ∙ tarifa Tarifa = 0,6 R$/KWH Semelhante ao consumo elétrico, o custo elétrico é para cada tempo de operação. • Esquema simplificado do cabeçal de controle 23 7. Lista de materiais Item Descrição Unidade Quantidade Componentes da linha lateral 1 Botão gotejador Autocompensante iDrop verde 4L/h un. 51.282,00 2 Tubo PE 16 mm Ps. 20 m 15.385 3 Anel fim de linha un. 492,308 Componentes da linha derivada 4 Conector saída para linha lateral un. 492,31 5 Anel de borracha un. 492,31 6 Tubo Irriga Tigre LF PN 60 PBL 100 mm 6 m 54 7 CAP Soldável Tigre Irriga 100 mm (Tampão fim de linha) un. 4 Componentes da linha principal 8 Registro Esfera VS Soldável Irriga Tigre 125 mm 4 9 Conexão "T" solda PVC 150/125 mm un. 1 10 Conexão "T" solda PVC 200/125mm un. 2 11 Tubo Irriga LF PN 125 PBL Tigre 200 mm 6 m 16 12 Tubo Irriga LF PN 125 PBL Tigre 150 mm 6 m 11 Componentes do cabeçal de controle 13 Filtro de disco Amanco un. A definir 14 Filtro de tela Amanco un. A definir 15 Filtro de Areia Amanco un. A definir 16 Registro de esfera metálico un. 4 17 Medidor de vazão un. 1 18 Manômetro un. 2 20 Injetor de fertilizante Venturi un. 1 Componentes do conjunto motobomba e sucção 21 Motobomba centrifuga Thebe TH Norm 125/315 50cv un. 1 22 Ampliação excêntrica Tigre 125/200 mm un. 1 23 Redução excêntrica 225/150 mm un. 1 24 Tubo Irriga LF PN 125 PBL Tigre 225 mm 6 m 1 25 Curva de 90° soldável PVC 225 mm un. 1 26 Válvula de pé com crivo 225 mm un. 1 7.1. Ilustração dos materiais Botão gotejador Autocompensante iDrop verde 4L/h 24 Tubo PE 16 mm Anel fim de linha Conector saída para linha lateral Anel de borracha Tubo PVC 25 Tampão fim de linha Registro de esfera metálico Conexão “T” Filtro de Disco (A) e filtro de tela (B Medidor de vazão 26 Manômetro Injetor de fertilizante Venturi Motobomba Redução excêntrica/ampliação excêntrica Curva de 90° 27 Válvula pé com crivo 28 8. Referências EMBRAPA. Brasil está entre os países com maior área irrigada do mundo. Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/- /noticia/12990229/brasilesta-entre-os-paises-com-maior-area-irrigada-do-mundo>. Acesso em: 10 de novembro de 2019 NETO, Jose. Irrigação para o paisagismo. Disponível em: <http://www.rainbird.com.br/upload/ferramentas-de-trabalho/artigos/irrigacao- parapaisagismo.pdf>. Acesso em: 11 de novembro de 2019. FAO – Food and Agriculture Organization of the United Nations. (2013). World Land and Water prospects. Rome: Land and Water Development Division Manual de irrigação / Salassier Bernardo, Antonio Alves Soares, Everardo Chartuni Mantovan. 8. Ed. – Viçosa: Ed. UFV, 2016
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