Unidade5_Aspersão_Convencional (1)

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____________________________________________________________________________________Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio - Engenharia de Água na Agricultura - CEAGRO/UNIVASF 
IRRIGAÇÃO
PROF. DR. ELIEZER SANTURBANO GERVÁSIO
ENGENHARIA DE ÁGUA NA AGRICULTURA
CEAGRO - UNIVASF
UNIDADE 5. IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO 
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1 Irrigação por aspersão
A aplicação da água ao solo resulta da subdivisão de um jato d´água lançado sob pressão no ar atmosférico, através de simples orifícios ou de bocais de aspersores.
Os sistemas de aspersão são classificados em dois grandes grupos:
Sistemas convencionais: são constituídos por linhas principal, secundárias e laterais e, sobre estas, são acoplados os aspersores. As linhas secundárias muitas vezes são dispensáveis. 
Sistemas mecanizados: foram desenvolvidos com o objetivo de reduzir o emprego da mão-de-obra na movimentação das canalizações. Os mecanismos utilizados para a movimentação dos equipamentos podem ser hidráulicos, como as turbinas e pistões hidráulicos, que utilizam como fonte de energia a própria pressão da água fornecida pela motobomba, ou então mecanismos elétricos. Até mesmo o trator agrícola é utilizado para mudanças de posição de operação.
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1.1 Sistemas convencionais
Dependendo da mobilidade das tubulações na área irrigada, esses sistemas podem ser subdivididos em:
Fixos permanentes: apresentam as tubulações enterradas e apenas as hastes dos aspersores e dos registros permanecem à superfície do terreno. São sistemas de alto custo inicial, justificando-se apenas para irrigação de pequenas áreas, culturas de alto valor econômico, como flores e produção de sementes, e em locais onde a mão-de-obra é escassa e/ou cara. São sistemas bem adaptados a condições de solo arenoso, com baixa capacidade de retenção de água e climas com alta demanda evaporativa. São também usados para irrigação de jardins e gramados, utilizando-se aspersores escamoteáveis.
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Fixo permanente
Aspersores
Aspersor canhão
Aspersor escamoteável
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Fixos temporários: as linhas laterais, secundárias e principal permanecem fixas em suas respectivas posições durante a realização das irrigações, cobrindo toda a área. Diferem dos sistemas permanentes no aspecto de que apresentam as tubulações dispostas sobre a superfície do terreno, podendo ser removidas quando desejado.
 
Semifixos: as linhas principal e secundárias permanecem fixas, enterradas ou não. Apenas as laterais, cobrindo parte do campo, deslocam-se nas diferentes posições da área irrigada. Para isso, as tubulações são leves, dotadas de juntas ou conexões de acoplamento rápido. Os aspersores são conectados diretamente sobre os tubos que compõem a linha lateral ou sobre acessórios especiais acoplados nas extremidades dos tubos. O deslocamento das laterais pode ser efetuado manualmente ou, para economizar tempo e mão-de-obra, principalmente em culturas de porte alto, as laterais podem ser montadas sobre pequenas rodas e o deslocamento é efetuado por um trator.
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Portáteis: todas as linhas que compõem o sistema são móveis, deslocando-se progressivamente na área irrigada. Até mesmo a unidade de bombeamento pode ser deslocada. São casos típicos em que se procura substituir o custo inicial de aquisição do equipamento por custo operacional, em função da maior quantidade de mão-de-obra requerida no deslocamento das tubulações. São normalmente projetados com até quatro linhas laterais e com tempo diário de operação variando de 8 a 18 horas.
1.2 Sistemas mecanizados
Linhas laterais autopropelidas: constituem os sistemas mecanizados em que a linha lateral, contendo os aspersores, é dotada de mecanismos propulsores que asseguram sua movimentação contínua ou intermitente na área irrigada. De acordo com a direção do deslocamento podem ser classificados da seguinte forma: sistema com deslocamento linear e sistema com deslocamento radial (pivô central).
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Linhas laterais autopropelidas
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Lateral rolante: trata-se de um sistema com movimentação intermitente, sendo constituído basicamente por uma linha lateral contendo os aspersores, operando como um eixo com rodas metálicas regularmente espaçadas. Na parte central dessa linha suportada por rodas, encontra-se a unidade propulsora, geralmente constituída por um motor a gasolina com potência entre 5 e 7 CV, um sistema redutor composto de engrenagens e um sistema de transmissão por correntes. 
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Aspersores autopropelidos: este sistema irriga faixas longas, de largura variável, deslocando-se de forma contínua e linear no sentido do eixo da faixa. O aspersor funciona setorialmente, de maneira que o seu deslocamento se faz em solo seco. Em geral, o aspersor utilizado é do tipo canhão, com alcance superior a 30 m e o setor angular de cobertura superior a 180o. Os equipamentos mais comuns no mercado são aparelhos tracionados à cabo e por mangueira.
 
Montagem direta: é um sistema muito utilizado em áreas canavieiras, sendo empregado para a distribuição de efluentes originários de destilarias de álcool (vinhaça) em áreas cultivadas com cana-de-açúcar. Caracteriza-se por apresentar uma unidade móvel de bombeamento, acionada por um motor de combustão interna e um canhão hidráulico, que pode estar instalado na mesma unidade móvel, ou então, na extremidade de uma tubulação, geralmente de alumínio, com 60 a 90 m de comprimento. O suprimento de efluente ao sistema é feito através de canais estrategicamente localizados nas áreas de aplicação.
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Aspersores autopropelidos
Montagem direta
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IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO CONVENCIONAL
Irrigação por aspersão é o método em que a água é aspergida sobre a superfície do terreno, assemelhando-se a uma chuva. 
A aplicação da água ao solo resulta da subdivisão de um jato d´água lançado sob pressão no ar atmosférico, através de simples orifícios ou de bocais de aspersores. 
SISTEMA DE ASPERSÃO CONVENCIONAL FIXO PERMANENTE
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SISTEMA DE ASPERSÃO CONVENCIONAL FIXO PERMANENTE
SISTEMA DE ASPERSÃO CONVENCIONAL SEMIFIXO 
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Portáteis: todas as linhas que compõem o sistema são móveis, deslocando-se progressivamente na área irrigada. Até mesmo a unidade de bombeamento pode ser deslocada. São casos típicos em que se procura substituir o custo inicial de aquisição do equipamento por custo operacional, em função da maior quantidade de mão-de-obra requerida no deslocamento das tubulações. São normalmente projetados com até quatro linhas laterais e com tempo diário de operação variando de 8 a 18 horas.
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE ASPERSÃO CONVENCIONAL
Um sistema de irrigação por aspersão convencional é constituído de aspersores, tubulações, acessórios e conjunto moto-bomba.
 
Aspersores
 
Os aspersores são as peças principais do sistema de irrigação por aspersão. 
Operam sob pressão e lançam o jato de água no ar, o qual é fracionado em gotas, caindo sobre o terreno em forma de chuva. 
ESQUEMA DE UM ASPERSOR ROTATIVO
Bocal�
Bocal�
Bra�o oscilante�
Mola de controle�
Defletor�
Corpo�
ASPERSORES
CLASSIFICAÇÃO DOS ASPERSORES
a). quanto ao sistema de funcionamento: fixos e rotativos. 
No sistema fixo, o jato d´água que sai do bocal do aspersor se pulveriza ao chocar-se com uma placa defletora fixa localizada perpendicularmente ou obliquamente ao eixo do jato. 
Em geral, esses aspersores funcionam com baixa pressão apresentando um raio de alcance pequeno (0,5 a 5 m) e seu campo de aplicação se limita à irrigação de cultivos protegidos e jardins. 
No sistema rotativo, o aspersor gira ao redor do seu próprio eixo por meio de movimentação de braço oscilante ou turbina, permitindo irrigar a superfície de um círculo, cujo raio corresponde ao alcance do jato. Esses aspersores são os mais utilizados na agricultura
CLASSIFICAÇÃO DOS ASPERSORES
b). quanto ao raio de ação: círculo completo e setorial. 
Em círculo completo os aspersores giram ao redor do seu eixo totalizando 360º. 
Os setoriais são menos comuns e são usados em áreas periféricas do campo ou sob condições especiais. Nesses asperssores, existe um mecanismo que permite regular a amplitude de giro em ângulos inferiores a 360º. 
	
c). quanto ao ângulo de inclinação do jato: a maioria dos aspersores possui uma inclinação que varia de 27 a 30º. Já aqueles para uso na irrigação subcopa apresentam uma inclinação que varia de 4 a 15º. 
d). quanto ao número de bocais: existem aspersores com um e com dois bocais, sendo eles, normalmente, caracterizados pelos diâmetros, expressos em milímetros. Nos aspersores com dois bocais, o menor deles tem raio de alcance mais reduzido, molhando a parte interna do círculo. 
CLASSIFICAÇÃO DOS ASPERSORES
e). quanto a pressão de serviço: pressão de serviço muito baixa, pressão de serviço baixa, pressão de serviço média, pressão de serviço alta. 
Os de pressão de serviço muito baixa trabalham com pressão variando entre 4 e 10 mca e possuem pequeno raio de ação. Compreendem os tipos especiais de aspersores, como microaspersores e aspersores de jardim, e são, em geral, do tipo estacionário. São usados em jardins e pomares. 
Os de pressão de serviço baixa trabalham com pressão entre 10 e 20 mca e possuem raio de alcance entre 6 e 12 m. São, em geral, do tipo rotativo, movidos por impacto do braço oscilante e usados, principalmente, em irrigação subcopa dos pomares ou pequenas áreas de cultivos. 
Os de pressão de serviço média trabalham com pressão entre 20 e 40 mca e possuem raio de ação entre 12 e 36 m. Constituem os tipos mais usados nos projetos de irrigação por aspersão e se adaptam a quase todos os tipos de solo e cultura. São, em geral, do tipo rotativo, movidos por impacto do braço oscilante e constituídos de um ou dois bocais. 
CLASSIFICAÇÃO DOS ASPERSORES
Os de pressão de serviço alta são os aspersores gigantes ou canhão hidráulico. Existem aspersores do tipo canhão de médio e de longo alcance. 
Os de médio alcance trabalham com pressão que varia de 40 a 80 mca e possuem um raio de ação entre 30 e 60 m. São usados para irrigação de capineiras, pastagens, cereais, cana-de-açúcar e pomares. 
Os aspersores gigantes de longo alcance trabalham com pressão entre 50 e 100 mca e possuem um raio de ação de 40 a 80 m. São mais usados em sistemas autopropelidos, para irrigação de cana-de-açúcar, pastagens e capineiras.
f). quanto à intensidade de aplicação: baixa intensidade (até 5 mm/h), média intensidade (5 a 15 mm/h) e alta intensidade (superior a 15 mm/h). 
 
 
Sendo:
I = intensidade de aplicação, mm h-1;
q = vazão do aspersor, m3 h-1;
E1 = espaçamento entre aspersores na linha lateral, m;
E2 = espaçamento entre linhas laterais, m. 
Tubulações
 
A água é conduzida até os aspersores por meio das tubulações de diversos tipos de material, como: ferro fundido, aço, cimento-amianto, concreto, aço zincado, alumínio, PVC rígido e polietileno. 
Os tubos, em geral, têm um comprimento padrão de 6m, exceto os de alumínio, que são de 10 m, cujos pesos, pressão de serviço e espessura da parede variam de acordo com o material de que são constituídos.
O conjunto de tubulações em um sistema de irrigação por aspersão constitui-se de linha principal, linhas secundárias (que nem sempre existem) e linhas laterais. 
A linha principal conduz água da motobomba até as linhas secundárias ou laterais e, geralmente, são fixas. 
As linhas secundárias, quando existem, fazem a conexão entre as linhas principais e laterais e, de modo geral, são fixas. 
As linhas laterais conduzem água das principais ou secundárias até os aspersores, ou seja, são aquelas nas quais estes estão instalados. 
No caso das linhas principais e secundárias, podem-se usar os diversos tipos de material, pois em geral, são fixas. Entretanto, nas linhas laterais e principais móveis, usam-se tubulações mais leves, como aço zincado, alumínio e PVC rígido, com engate rápido.
Acessórios
 
Os sistemas de irrigação por aspersão, por conduzirem água sob pressão em tubulações, requerem diversos tipos de acessórios. Os mais comuns são: registro, curvas (30, 45, 60 e 90º), niple, tampão, te, redução, cruzeta, cotovelo, manômetro, abraçadeira, válvula de derivação, válvula de retenção, válvula de pé, pé de suporte, tubo de subida e tripé.
Motobomba 
 
O conjunto motobomba é um componente fundamental no sistema de irrigação por aspersão. 
A motobomba pode ser do tipo centrífuga, de eixo horizontal, ou do tipo turbina de poços profundos, sendo o primeiro o mais usado. Entretanto, em regiões onde se usa água subterrânea para irrigação, o tipo turbina de poços profundos é o mais utilizado. 
Os principais tipos de motores usados são os elétricos, a diesel e a gasolina. Contudo, com a crise de energia poderá aumentar o uso de motores movidos a outros tipos de combustível, como álcool.
O objetivo básico da irrigação por aspersão é simular precipitações, de modo que se apliquem uniformemente sobre a área a ser irrigada quantidades de água preestabelecidas. Existe uma série de fatores que afetam direta ou indiretamente essa uniformidade. 
a). Tamanho dos bocais: 
A distribuição de água dos aspersores varia com o tipo de aspersor e bocais usados. 
A maioria dos aspersores possui um ou dois bocais, havendo alguns com três. O diâmetro dos bocais, em geral, varia de 2 a 30 mm. 
Existem duas categorias de bocais: uma para longo alcance e outro para espalhar o jato. Nos aspersores com três bocais, há um para longo alcance e outros dois são espalhadores. Naqueles com dois bocais, há um de cada tipo, e nos de um bocal, este terá a função dupla. 
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
Características operacionais de um aspersor operando a uma pressão de serviço de 30 mca e no espaçamento de 12x18 m.
	Diâmetro dos bocais (mm)	Vazão
 (m3/h)	Diâmetro de alcance
 (m)	Intensidade de aplicação (mm/h)
	3,0 x 3,0	1,168	29	5,41
	4,0 x 3,0	1,631	30	7,55b). Pressão de operação: A vazão do aspersor vai depender do diâmetro e da pressão no bocal. Para se obter um bom perfil de distribuição, os aspersores devem funcionar dentro dos limites de pressão especificados pelo fabricante. 
Pressão muito alta causará excessiva pulverização do jato d´água, diminuindo seu raio de alcance e causando precipitação excessiva próximo ao aspersor. 
Pressão muito baixa resultará numa inadequada pulverização do jato d´água, o que causará um perfil de distribuição muito irregular. 
O raio de alcance do aspersor amplia com o aumento de pressão até determinado ponto. Pressões acima e abaixo desses valores causarão decréscimo do raio de alcance. 
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
Características operacionais de um aspersor com dois bocais 
(3,0 x 3,0 mm) operando a diferentes pressões. 
	Pressão
(mca)	Vazão
 (m3/h)	Diâmetro de alcance
 (m)	Intensidade de aplicação (mm/h)
	25	1,067	27	4,94
	30	1,168	29	5,41
	35	1,262	28	5,84
	40	1,349	28	6,25
c). Sobreposição: Para obter boa uniformidade de aplicação de água sobre a área irrigada, os aspersores devem ser espaçados de modo que se obtenha uma sobreposição entre os perfis de distribuição de água dos aspersores, ao longo da linha lateral e entre linhas laterais ao longo da linha principal. 
A porcentagem de sobreposição requerida dependerá do tipo de aspersor e da intensidade do vento na área a ser irrigada. 
Existem diversas recomendações para sobreposição em função do raio de alcance do jato do aspersor, publicadas por diversos autores. Essas recomendações variam sensivelmente mesmo considerando a mesma disposição do equipamento no campo. 
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
Assim, o ideal é que o fabricante do aspersor disponibilize no catálogo os dados de uniformidade de distribuição de água em função dos diferentes espaçamentos e disposições dos aspersores no campo. 
Na falta dessa informação, sugere-se as seguintes recomendações para espaçamento de aspersores:
- disposição quadrada e triangular: 60% do diâmetro molhado;
- disposição retangular: 75% (entre linhas laterais) e 40% (entre aspersores na mesma linha lateral) do diâmetro molhado.
Essa recomendação é aplicada em condições de velocidade do vento inferior a 2 m/s. Deve-se reduzir proporcionalmente esse espaçamento em até 25% a medida em que a velocidade do vento aumenta até 10 m/s. 
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
Uniformidade de distribuição de água de aspersores em função de diferentes espaçamentos e sob as seguintes condições operacionais: bocais (3,0 x 3,0 mm) e pressão de serviço de 30 mca.
	Espaçamento
(m)	Intensidade de aplicação
(mm/h)	UD
(%)
	6 x 12	16,23	97
	12 x 12	8,11	93
	12 x 18	5,41	85
	18 x 18	3,61	80
d). Vento: O vento afeta a uniformidade de distribuição de água dos aspersores. Quanto maior for a velocidade do vento e menor o diâmetro das gotas de água, menor será a uniformidade de aplicação. 
Para minimizar o efeito do vento deve-se:
	 diminuir o espaçamento entre aspersores, para obter maior uniformidade de distribuição. Em regiões sujeitas a vento, o que se pode fazer é usar aspersores de menor capacidade, os quais requerem, normalmente, menores espaçamentos
	 colocar as linhas laterais perpendiculares à direção predominante dos ventos;
- escolher aspersores com menor intensidade de aplicação, pois isso demanda maior tempo de funcionamento por posição, para aplicar determinada lâmina de água; quanto maior for o tempo de funcionamento por posição, melhor será a uniformidade de distribuição de água.
 FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DOS ASPERSORES
Aspersores
A disposição dos aspersores no campo pode ser entendida como sendo a distância que existe, por um lado, entre dois aspersores na linha lateral (E1) e, por outro, entre duas linhas laterais (E2). 
 DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO
�
E2�
E1�
E2�
E1�
E1�
E2�
A�
B�
C�
- disposição em quadrado: Os aspersores ocupam os vértices de um quadrado, sendo a distância de aspersores na linha lateral igual à distância entre linhas laterais (E1 = E2). Disposições como 6x6 m, 12x12 m, 18x18 m, 24x24 m, etc., podem ser encontradas. O limite máximo recomendado é calculado pela equação :
 
 
 
sendo:
R = raio de alcance do jato, m.
 
 
 DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO
Exemplo: Considerando que na pressão de serviço de 30 mca, o diâmetro de alcance do jato de um aspersor é de 29 m, calcular E1 e E2 para uma disposição em quadrado.
 
 
 
Como os tubos têm comprimento de 6 m, E1 e E2 devem ser múltiplos de 6 m. Assim: E1 = E2 = 18 m.
 
 DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO
- disposição em retângulo: Os aspersores ocupam os vértices de um retângulo. Para reduzir o número de linhas laterais na área e o número de mudanças de posição por ocasião da operação do sistema, atribui-se a maior distância entre linhas laterais e a menor, entre aspersores na linha lateral. Disposições como 6x12 m, 12x18 m, 18x24 m, etc., podem ser encontradas. O limite máximo recomendado é calculado pelas equações :
 
 
 
 
sendo:
R = raio de alcance do jato, m.
 
 
 DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO
Exemplo: Considerando que na pressão de serviço de 30 mca, o diâmetro de alcance do jato de um aspersor é de 36 m, calcular E1 e E2 para uma disposição em retângulo.
 
 
 
 
Como os tubos têm comprimento de 6 m, E1 e E2 devem ser múltiplos de 6 m. Assim: E1 = 6 m e E2 = 12 m.
 
 DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO
- disposição em triângulo: os aspersores ocupam os vértices de uma rede de triângulos. A disposição em triângulo oferece melhores condições, já que para uma mesma superfície necessita-se menos aspersores do que uma disposição em quadrado ou retângulo. Entretanto, essas últimas são mais utilizadas em sistemas portáteis pela dificuldade que oferece a disposição em triângulo por ocasião da mudança dos tubos. O limite máximo recomendado é calculado pelas equações :
 
sendo:
R = raio de alcance do jato, m. 
 DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO
Exemplo: Considerando que na pressão de serviço de 30 mca, o diâmetro de alcance do jato de um aspersor é de 29 m, calcular E1 e E2 para uma disposição em triângulo.
 
 
 
 
Como os tubos têm comprimento de 6 m, E1 e E2 devem ser múltiplos de 6 m. Assim: E1 = 18 m e E2 = 24 m.
Tubulações
No caso das tubulações, sempre que possível, posicionar a linha principal em aclive ou declive e as linhas laterais em nível. 
 DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO
Para projetar um sistema de irrigação por aspersão é necessário determinar todas as características técnicas da irrigação, com o intuito de garantir a distribuição da água de forma uniforme e eficiente. 
Esse processo é realizado em duas etapas: o dimensionamento agronômico onde se consideram os aspectos relacionados ao meio (solo, clima, cultivo) e o dimensionamento hidráulico onde são elaborados os cálculos para determinação dos diâmetros das tubulações responsáveis pela distribuição da água. 
As informações necessárias são:
- solo: massa específica, capacidade de campo, ponto de murcha permanente, profundidade e velocidade de infiltração básica de água no solo.
- clima: vento, já que é a principal causa de distorção na distribuição de água. 
- cultura: evapotranspiração da cultura, fator de disponibilidade de água no solo, profundidade efetiva do sistema radicular, espaçamento e tratos culturais.
- área: dimensões, topografia, ponto de captação deágua e área a ser irrigada.
- água: quantidade (vazão disponível) e qualidade.
- sistema de irrigação: jornada de trabalho, dias livres de irrigação durante o ciclo e eficiência de irrigação. Na elaboração do projeto, o valor da eficiência que se pretende conseguir é fixado pelo projetista.
 INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O PROJETO DO SISTEMA DE IRRIGAÇÃO 
Esta etapa tem por finalidade garantir que o sistema de irrigação seja capaz de distribuir a água de forma eficiente, com um controle efetivo dos sais e uma boa uniformidade de distribuição. Nesta etapa é feita a seleção dos aspersores e a determinação dos parâmetros de irrigação (lâmina de irrigação, turno de rega, período de irrigação, número de linhas laterais operando simultaneamente e disposição das mesmas no campo).
a). Seleção do aspersor
	 IA ≤ VIB (evitar problemas de encharcamento e escoamento superficial);
	 Grau de pulverização do jato lançado pelo aspersor. As gotas grandes podem produzir danos, por efeito do choque, em alguns cultivos sensíves (flores, hortaliças) ou em cultivos em fase fenológica de floração (feijoeiro). As gotas grandes também podem provocar a compactação da camada superficial de solos de textura fina, reduzindo a velocidade de infiltração da água. Por outro lado, gotas demasiadamente pequenas são mais facilmente arrastadas pelo vento além de contribuir para as perdas por evaporação. 
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
b). Lâmina líquida de irrigação (LL)
A lâmina líquida de irrigação para fins de projeto vai depender da capacidade de retenção de água no solo, da cultura e das condições climáticas podendo ser calculada por:
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
(com irrigação total)
(com irrigação complementar)
Pe = precipitação efetiva esperada, mm
CRA = capacidade real de água no solo, mm;
UCC = umidade do solo na capacidade de campo, g g-1;
UPMP = umidade do solo no ponto de murcha permanente, g g-1;
ρ = densidade do solo, g cm-3;
z = profundidade efetiva do sistema radicular, mm;
f = fator de disponibilidade de água no solo, adimensional.
c). Lâmina bruta de irrigação (LB)
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
LB = lâmina bruta de irrigação, mm;
LL = lâmina líquida de irrigação, mm;
Ea = eficiência de aplicação de água, adimensional.
d). Turno de Rega
O turno de rega corresponde ao intervalo de tempo, em dias, entre duas irrigações consecutivas em um mesmo local. Esse parâmetro varia ao longo do ciclo da cultura, tendo um valor mínimo na época de maior demanda evapotranspirométrica, o qual deve ser utilizado para efeito de projeto. 
TR = turno de rega, dias;
LL = lâmina líquida de irrigação, mm;
ETc = evapotranspiração máxima da cultura, mm dia-1.
e). Período de Irrigação
O período de irrigação é o número de dias gastos para completar uma irrigação em determinada área. Esse parâmetro deve ser igual ao turno de rega menos uma folga, utilizada principalmente para a manutenção do sistema de irrigação. Geralmente utiliza-se 1 (um) dia como folga. 
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
PI = período de irrigação, dias.
f). Tempo de irrigação por posição da linha lateral 
TI = tempo de irrigação por posição da linha lateral, horas;
LB = lâmina bruta de irrigação, mm;
IA = intensidade de aplicação de água do aspersor, mm h-1
g). Número de posições irrigadas por lateral diariamente
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
n = número de posições irrigadas por lateral diariamente;
NH = funcionamento do sistema de irrigação em um dia de trabalho, horas;
TI = tempo de irrigação por posição da linha lateral, horas;
TM = tempo para efetuar a mudança de posição das tubulações, horas.
Se no projeto for contemplada linha lateral de espera, TM = 0. 
h). Número total de posições a serem irrigadas na área
Em projetos de irrigação por aspersão convencional que envolva uma rede distribuição de água (linha principal, secundária, terciária, etc.) mais complexa, a determinação desse parâmetro dependerá da análise do layout do projeto. Entretanto, em projetos simples onde existam apenas linha principal e linhas laterais dentro da área irrigada, o número total de posições a serem irrigadas na área é calculado da seguinte forma:
N = número total de posições a serem irrigadas na área, adimensional.
LP = comprimento “inicial” da linha principal dentro da área irrigada, m;
E2 = espaçamento entre linhas laterais, m.
α = fator multiplicativo em função da posição da linha principal dentro da área irrigada.
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
Moto-bomba�
Linha principal�
Moto-bomba�
Linha lateral�
�
Linha principal�
� = 1�
� = 2�
Linha lateral�
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
Entende-se por comprimento “inicial” da linha principal aquele retirado do layout do projeto. O procedimento de cálculo se faz da seguinte forma: antes de multiplicar pelo fator α, pegar a parte inteira da razão LP/E2.
Exemplo: De acordo com o layout do projeto, o comprimento da linha principal dentro da área irrigada é de 150 m e a mesma se encontra posicionada no centro da área. O espaçamento entre linhas laterais é de 18 m. Calcule o número total de posições a serem irrigadas na área?
O resultado mostra que são 16 posições sendo 8 posições de cada lado. Observa-se que oito posições na linha principal equivalem a sete espaços de 18 m. Então: 150 – (7.18) = 24 m. Assim, o comprimento real da linha principal dentro da área irrigada é 7.18 + 24/2 = 138 m.
 CRITÉRIOS AGRONÔMICOS DE DIMENSIONAMENTO 
i). Número de posições irrigadas diariamente
Nd = número de posições irrigadas diariamente;
N = número total de posições a serem irrigadas na área, adimensional;
PI = período de irrigação, dias.
j). Número de linhas laterais operando simultaneamente
NL = número de linhas laterais operando simultaneamente, adimensional;
Nd = número de posições irrigadas diariamente;
n = número de posições irrigadas por lateral diariamente.
 EXEMPLO: Considerando os dados abaixo, determinar os parâmetros agronômicos do projeto.
Solo:
	Ucc = 25%
	UPMP = 15%
	ds = 1,2 g/cm3
	VIB = 18 mm/h
Cultura:
	Prof. efetiva do sistema radicular = 60 cm
	Evapotranspiração máxima (Etc) = 6 mm/dia
	Fator de disponibilidade de água (f) = 0,8
Sistema de Irrigação:
	Tipo: Aspersão convencional
	Aspersor: Fabrimar (A1823M-1F)
	Vazão do aspersor = 5,38 m3/h (30 m.c.a)
	Pressão de serviço = 30 m.c.a
	Espaçamento = 18 x 18 m
	Comprimento inicial da linha principal dentro da área irrigada = 360 m
	Número de horas de funcionamento do sistema = 12 h/dia
	Eficiência de aplicação (Ea) = 72%
	O sistema contempla linhas laterais de espera
	A linha principal passará no centro da área irrigada.
a). Seleção do aspersor 
 
Como a intensidade de aplicação do aspersor é inferior à VIB do solo (18 mm/h) pode-se selecioná-lo para o projeto. 
b). Lâmina líquida de irrigação (LL)
c). Lâmina bruta de irrigação (LB)
d). Turno de rega 
 
Ajustando o turno de rega para 9 dias será necessário recalcular a lâmina líquida e a lâmina bruta a ser aplicada.
e). Período de Irrigação
f). Tempo de irrigação por posição da linha lateral 
g). Número de posições irrigadas por lateral diariamente
Como haverá linha lateral de espera, TM = 0. Se adotarmos 3 posições/lateral/dia ultrapassamos as 12 horas permitidas para o funcionamento do sistema. Assim, adotaremos 2 posições/lateral/dia.
h). Número total de posições a serem irrigadas na área
20 pontos de laterais na linha principal equivalem a 19 espaços de 18 m. Então: 360 – (19.18) = 18 m. Assim, o comprimento real da linha principal dentro da área irrigada é:
19.18 + 18/2 = 351 m.
Moto-bomba�
Linha principal�
Moto-bomba�
Linha lateral�
�
Linha principal�
� = 1�
� = 2�
Linha lateral�
i). Número de posições irrigadas diariamente
j). Número de linhas laterais operando simultaneamente
Como não existe 2,5 laterais operando devemosconsiderar 3 laterais. Assim, será preciso recalcular o número de posições a serem irrigadas por dia e o novo período de irrigação. 
 RESUMO 
Lâmina líquida de irrigação (LL) = 54 mm
Lâmina bruta de irrigação (LB) = 75 mm
Turno de rega = 9 dias
Período de irrigação = 6,7 dias
Tempo de irrigação por posição da linha lateral = 4,5 h
Número de posições irrigadas por lateral diariamente = 2 posições
Número total de posições a serem irrigadas na área = 40 posições
Número de posições irrigadas diariamente = 6 posições
Número de linhas laterais operando simultaneamente = 3 laterais
Número de linhas laterais de espera = 3 laterais
 CRITÉRIOS HIDRÁULICOS DE DIMENSIONAMENTO 
a). Curva característica do aspersor
É a curva que representa a relação entre a vazão do aspersor e a pressão existente na entrada do mesmo, ajustando-se a uma equação do tipo:
sendo:
q = vazão do aspersor, m3 h-1;
k = coeficiente de descarga do aspersor (representa a vazão à pressão unitária);
H = pressão na entrada do aspersor, m.c.a;
x = expoente de descarga 
As variações de vazão com a pressão podem ser obtidas derivando a equação 30, resultando:
b). Variação máxima de vazão entre dois aspersores quaisquer em uma linha
lateral
No dimensionamento de uma linha lateral de aspersão, utiliza-se o critério baseado em uma variação máxima de vazão entre dois aspersores quaisquer presentes na linha. Com o intuito de garantir uma boa uniformidade de distribuição de água pelos aspersores, estabelece-se que a máxima variação de vazão entre dois aspersores quaisquer de uma mesma linha lateral deve ser inferior a 10% da vazão nominal do aspersor, ou seja:
= vazão nominal do aspersor.
c). Variação máxima de pressão entre dois aspersores quaisquer em uma linha lateral
Considerando a equação abaixo e o critério de dimensionamento da linha lateral, determina-se a variação máxima de pressão entre dois aspersores quaisquer presentes na linha. Essa variação dependerá do valor do expoente de descarga do aspersor. Para aspersores com expoente de descarga igual a 0,5 (x = 0,5), a máxima variação de pressão entre dois aspersores quaisquer de uma mesma linha lateral será de 20% da pressão nominal do aspersor, ou seja:
= pressão nominal ou pressão de serviço do aspersor. 
d). Perda de carga máxima permitida ao longo da lateral 
Nível
Aclive
Declive
1�
2�
Q�
�z = 0
�
1�
2�
Q�
�
�z
�
1�
2�
Q�
�
�z
�
e). Perfil de pressão ao longo da linha lateral 
O aspersor que opera à pressão de serviço (Ps) está situado a 0,377L. Até esse ponto ocorre 74% da perda de carga na lateral. Essa situação ocorre quando se usa a equação de Hazen-Willians para cálculo da perda de carga (m = 1,85). 
Pi = pressão no início da lateral
Ps = pressão de serviço do aspersor
Pf = pressão no final da lateral
Hf´ = perda de carga na lateral
Aa = altura do aspersor
Lateral em nível (Δz = 0) 
Lateral em aclive
Lateral em declive
f). Cálculo da perda de carga 
Para tubulação com uma única saída no final
Equação de Hazen-Willians
Para tubulação com múltiplas saídas – linha lateral
m = expoente da vazão da equação de perda de carga utilizada; 
N = número de aspersores na linha lateral.
I0 = distância do início da lateral até o primeiro aspersor 
g). Dimensionamento da linha lateral
Conhecendo-se a perda de carga máxima permitida, a vazão da linha lateral, o comprimento e o material da tubulação (coeficiente C), calcula-se o diâmetro da linha lateral por meio da equação abaixo:
Exemplo 1: Calcular a perda de carga em uma linha lateral de alumínio, com 89 mm de diâmetro interno, contendo 10 aspersores, com diâmetro dos bocais de 5,0 x 5,6 mm, Cd = 0,90, operando á pressão média de 30 m.c.a e espaçados de 18 m. O primeiro aspersor se encontra instalado na metade do espaçamento.
Vazão de entrada na lateral
Comprimento da lateral
Exemplo 2: Considere que a lateral do exercício 1 esteja em nível e que o aspersor que opera à pressão de serviço é o 4º (63 m do início). Considere que nesse trecho ocorra aproximadamente 73% da perda de carga total. Qual a pressão no início da lateral, no final, no primeiro e décimo aspersores, considerando que sua altura é de 1,5 m.
Exemplo 3: Calcular o diâmetro de uma linha lateral para as seguintes condições:
	 em nível, em aclive de 2,5%, em declive de 2,5%;
	 número de aspersores = 10 (o primeiro na metade do espaçamento);
	 material: aço zincado (C = 120);
	 espaçamento dos aspersores = 18 x 24 m;
	 pressão de serviço = 30 m.c.a;
	 vazão de cada aspersor = 3,48 m3/h;
	 expoente de descarga do aspersor: x =0,5
Critério de dimensionamento
Máxima variação de vazão entre dois aspersores quaisquer de uma mesma linha lateral deve ser inferior a 10% da vazão nominal do aspersor.
Para linha lateral em nível:
Para linha lateral em aclive de 2,5%:
Para linha lateral em declive de 2,5%:
h). Dimensionamento da linha principal
São dois os critérios utilizados para dimensionar uma linha principal: Critério Técnico e Critério Econômico
CRITÉRIO TÉCNICO
Consiste em limitar a velocidade média da água na tubulação entre 1 e 2 m/s.
sendo:
D = diâmetro interno da tubulação, m;
Q = vazão, m3/s
Exemplo: Um sistema de irrigação possui duas laterais operando simultaneamente, segundo esquema abaixo:
- 2 linhas laterais operando simultaneamente (L = 261 m; 15 aspersores, 
Ql = 58,95 m3/h, D = 100 mm, Pi = 40,14 m.c.a);
- 2 linhas laterais de espera
Aclive de 4%
110.dwg
O primeiro passo é definir ao longo da linha principal o ponto da tubulação onde é possível transportar duas vazões de linhas laterais. Esse ponto é definido em função da disposição das linhas laterais no campo. 
Verifica-se que em função da dinâmica das linhas laterais no campo, o ponto B é considerado crítico, ou seja, até esse ponto será possível passar duas vazões de laterais.
Situação 1
Situação 2
C
B
A
C
B
A
Após o dimensionamento dos trechos da linha principal, o próximo passo é determinar a pressão no ponto A para as duas situações extremas (situações 1 e 2). Para fins de projeto deve-se atender a situação em que a pressão no ponto A seja maior.
Pressão no ponto A – Situação 1
	Trecho	Q (m3/s)	V (m/s)	D (mm)	Dcom (mm)
	MB – B	0,03275	1	204	150, 175, 200
	2	144
	B – C	0,016375	1	144	125
	2	102
Pressão no ponto A – Situação 2
CONCLUSÃO: Deve-se dimensionar o conjunto motobomba para fornecer uma pressão no ponto A de 58,47 m.c.a.
Pressão na saída da motobomba
Pelo projeto temos:
Em termos práticos as perdas localizadas representam 5% da perda de carga na linha principal. Assim:
Considerando que no ponto de captação o desnível HGS somado à perda de carga na tubulação de sucção seja 3,4 m, ou seja: 
CONCLUSÃO: Selecionar em catálogos de fabricantes de bombas um modelo que atenda uma altura manométrica de 65,37 m e uma vazão de 117,9 m3/h. 
DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE ASPERSÃO CONVENCIONAL
Dados da cultura:
- Profundidade efetiva do sistema radicular (z): 40 cm
- Evapotranspiração máxima da cultura: 5 mm/dia
	Fator de disponibilidade de água: 0,5
Dados do solo:
- Umidade na capacidade de campo: 32% (base peso)
- Umidade no ponto de murcha permanente: 17% (base peso)
- Densidade do solo: 1,2 g/cm3 
- VIB: 10 mm/h
Dados do aspersor:
- Marca Fabrimar modelo A1823
- Diâmetro dos bocais: 5 x 5,4 mm
- Pressão de serviço: 30 m.c.a
- Espaçamento dos aspersores: 18 x 24 m
- Vazão do aspersor à pressão de serviço: 3,93 m3/h
- Intensidade de aplicação do aspersor: 9,1 mm/h
- Altura do aspersor: 1 m;
- Expoente de descarga do aspersor (x): 0,5
	Eficiência de aplicação: 72%
Características das tubulações:
- Material: aço-zincado (C = 120)
- Comprimento padrão: 6 m
Características da área:
- Dimensões: 400 x 540 m
- Declividade média: 4%
540 m
400 m
4%
Nível
Rio
50 m
Disposição do sistema:
- Linha principal: em aclive, no centro da área
- Linhas laterais: em nível seguindo as linhas de plantio- Jornada de trabalho: 12 h/dia
b). Lâmina líquida de irrigação (LL)
a). Seleção do aspersor
SOLUÇÃO
c). Lâmina bruta de irrigação (LB)
d). Turno de Rega
Corrigindo a lâmina líquida e lâmina bruta temos:
e). Período de Irrigação
f). Tempo de irrigação por posição da linha lateral 
g). Número de posições irrigadas por lateral diariamente
h). Número total de posições a serem irrigadas na área
i). Número de posições irrigadas diariamente
j). Número de linhas laterais operando simultaneamente
 
Bocal
Bocal
Braço oscilante
Mola de controle
Defletor
Corpo
1000
E
 x 
E
q
I
2
1
=
E2
E1
E2
E1E1
E2
ABC
2
R
E
E
2
1
=
=
m
 
5
,
20
2
5
,
14
2
R
E
E
2
1
=
=
=
=
2
R
E
1
=
R
3
2
E
2
=
m
 
9
2
18
2
R
E
1
=
=
=
m
 
12
18
3
2
R
3
2
E
2
=
=
=
R
 
5
,
1
E
1
=
3
R
E
2
=
m
 
75
,
21
5
,
14
.
5
,
1
R
 
5
,
1
E
1
=
=
=
m
 
11
,
25
3
5
,
14
3
R
E
2
=
=
=
CRA
LL
£
e
P
CRA
LL
-
£
(
)
f
.
z
.
.
U
U
CRA
PMP
CC
r
-
=
a
LL
LB
E
=
ETc
LL
TR
=
a
lg
Fo
TR
PI
-
=
A
I
I
LB
T
=
M
I
T
T
NH
n
+
=
a
=
.
E
L
N
2
P
Moto-bomba
Linha lateral
Linha principal
α = 1
Moto-bomba
Linha principal
Linha lateral
α = 2
posições
 
16
2
.
8
.
E
L
 
 
3
,
8
18
150
E
L
2
P
2
P
=
=
a
Þ
=
=
PI
N
Nd
=
n
Nd
NL
=
A
12
q5,38
I.1000.100016,6 mm/h
E.E18.18
===
(
)
(
)
CCPMP
CRAUU..z.f
CRA0,250,15.1,2.600.0,857,6 mm
ρ
=-
=-=
a
LL57,6
LB80 mm
E0,72
===
a
LL54
LB75 mm
E0,72
===
LL57,6
TR9,6 dias
ETc6
===
LLTR.ETc9.654 mm
===
PITRFolga918 dias
=-=-=
I
A
LB75
T4,5 h
I16,6
===
IM
NH12
n2,7 posições/lateral/dia
TT4,5
===
+
P
2
L
360
N..240 posições
E18
α
===
N40
Nd5 posições por dia
PI8
===
Nd5
NL2,5 laterais 
n2
===
NdNL.n3.26 posições/dia 
===
N40
PI6,7 dias
Nd6
===
x
H
.
k
q
=
H
H
.
x
q
q
H
H
.
x
.
k
H
q
H
.
x
.
k
H
q
x
1
x
d
d
 
 
d
d
 
 
d
d
=
Þ
=
Þ
=
-
1
,
0
q
q
d
__
=
__
q
2
,
0
H
H
d
 
 
H
H
d
 
.
5
,
0
1
,
0
 
 
H
H
d
.
x
q
q
d
 
__
__
__
__
=
Þ
=
Þ
=
__
H
12
Q
Δz = 0
12
12
HHf'H
HHHf'
dHHf'
-=
-=
=
__
0,1 H
Hf'
x
=
1
2
Q
Δz
12
12
HHf'zH
HHzHf'
dHzHf'
Δ
Δ
Δ
--=
--=
-=
__
0,1 H
Hf'z
x
Δ
=-
1
2
Q
Δz
12
12
HHf'zH
HHzHf'
dHzHf'
Δ
Δ
Δ
-+=
-+=
+=
__
0,1 H
Hf'z
x
Δ
=+
3
PiPsHf'Aa
4
=++
PfPiHf'
=-
j(ij)
PPiHf'Aa
®
=--
31
PiPsHf'zAa
42
Δ
=+++
PfPiHf'z
Δ
=--
31
PiPsHf'zAa
42
Δ
=+-+
PfPiHf'z
Δ
=-+
1,85
1,854,87
Q
Hf10,64L
CD
=
1,85
1,854,87
Q
Hf´10,64LF
CD
=
2
N
6
1
m
N
2
1
1
m
1
F
-
+
+
+
=
(
)
ú
ú
û
ù
ê
ê
ë
é
-
+
÷
ø
ö
ç
è
æ
+
-
=
2
5
,
0
N
6
1
m
1
m
1
1
N
2
N
2
F
01
IE
=
1
0
E
I
2
=
1
1,85
4,87
1,85
Q
D10,64LF
CHf
æö
=
ç÷
ç÷
èø
(
)
(
)
22
2
33
qCd.A.2.g.Ps
.0,005.0,0056
A0,0000443 m
44
q0,90.0,0000443.2.9,81.300,0009673 m/s3,
482 m/h
=
pp
=+=
===
3
Q10.0,00096730,009673 m/s
==
L99.18171 m
=+=
(
)
(
)
0,50,5
22
m11,851
2N12.101
F0,371
2N1m12.1011,851
6N6.10
éùéù
--
æö
æö
êúêú
=+=+=
ç÷
ç÷
-+-+
êèøúêú
èø
ëûëû
1,85
1,854,87
0,009673
Hf´10,64..171.0,3712,03 m
130.0,089
==
PiPs0,73Hf'Aa300,73.2,031,532,98 m
=++=++=
PfPiHf'32,982,0330,95 m
=-=-=
1(i1)
PPiHfAa
®
=--
1,85
(i1)
1,854,87
0,009673
Hf10,64..90,29 m
130.0,089
®
==
1
P32,980,291,531,19 m
=--=
10
PPiHf'Aa32,982,031,529,45 m
=--=--=
__
0,1 H0,1.30
Hf'6 m
x0,5
===
11
1,851,85
4,874,87
1,851,85
Q0,009673
D10,64LF10,64..171.0,3710,073 m
CHf120.6
æöæö
===
ç÷ç÷
ç÷ç÷
èøèø
11
1,851,85
4,874,87
1,851,85
Q0,009673
D10,64LF10,64..171.0,3710,095 m
CHf120.1,725
æöæö
===
ç÷ç÷
ç÷ç÷
èøèø
__
0,1 H0,1.302,5.171
Hf'z1,725 m
x0,5100
Δ
æö
=-=-=
ç÷
èø
11
1,851,85
4,874,87
1,851,85
Q0,009673
D10,64LF10,64..171.0,3710,066 m
CHf120.10,275
æöæö
===
ç÷ç÷
ç÷ç÷
èøèø
__
0,1 H0,1.302,5.171
Hf'z10,275 m
x0,5100
Δ
æö
=+=+=
ç÷
èø
2
D
QA.V Q.V 
4
p
=Þ=Þ
4.Q
D1,128Q
.1,0
4.Q
D0,798Q
.2,0
==
p
==
p
ACABBCAC
C
AC
PPHfHfz
P40,14 m
4.360
z14,4 m
100
Δ
Δ
=+++
=
==
1,85
AB
1,854,87
0,016375
Hf10,64..1680,32 m
120.0,2
==
1,85
BC
1,854,87
0,016375
Hf10,64..1923,61 m
120.0,125
==
A
P40,140,323,6114,458,47 m
=+++=
AB´ABBB´AB´
B´
AB´
PPHfHfz
P40,14 m
4.192
z7,68 m
100
Δ
Δ
=+++
=
==
1,85
AB
1,854,87
0,03275
Hf10,64..1681,16 m
120.0,2
==
1,85
BB´
1,854,87
0,016375
Hf10,64..240,45 m
120.0,125
==
A
P40,141,160,457,6849,43 m
=+++=
MBAMBAMBA
PPHfz
Δ
=++
A
P58,47 m
=
MBA
L502070 m
=+=
MBA
70.4
z2,8 m
100
Δ
==
1,85
MBA
1,854,87
0,03275
Hf10,64..700,48 m
120.0,2
==
MB
P58,470,482,861,75 m
=++=
MANGSGRCSCRLOCALIZADAS
HHHHfHfHfPressão
=+++++
MBGRCR
PHHf Pressão
=++
MANGSCSMBLOCALIZADAS
HHHf PHf
=+++
LPMBAABBC
HfHfHf Hf0,480,323,614,41 m
=++=++=
LOCALIZADAS
Hf0,05.4,410,22 m
==
GSCS
HHf3,4 m
+=
MAN
H3,461,750,2265,37 m
=++=
(
)
(
)
CCPMP
CRAUU..z.f
CRA0,320,17.1,2.400.0,536 mm
ρ
=-
=-=
12
q3,93
I100010009,1 mm/h < VIB OK
E x E18 x 24
===Þ
a
LL36
LB50 mm
E0,72
===
LL36
TR7,2 dias 7 dias
ETc5
====
a
LL35
LB48,6 mm
E0,72
===
LLTR.ETc7.535 mm
===
PITRFolga716 dias
=-=-=
I
A
LB48,6
T5,34 h
I9,1
===
IM
NH12
n2,252 posições irrigadas por lateral di
ariamente
TT5,340
====
++
P
2
L
400
N.16,6 16.2 32 posições na área
E24
α
===ÞÞ
N32
Nd5,3 6 posições irrigadas diariamente
PI6
===Þ
Nd6
NL3 linhas laterais operando simultaneam
ente
n2
===
Linha principal
Linha secundária
Hidrante ou válvula
Aspersor
Linha lateral
Moto-bomba
Linha lateral de espera
Hidrante ou válvula
Moto-bomba
Linha principal
Aspersor
Linha lateral