Projeto Final Irrigação- Campo de Futebol

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. 
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos. 
 
 
 
 Projeto de Dimensionamento de um Sistema de Irrigação 
Convencional, em Campo de Futebol. 
 
 
 
Disciplina: ZEB1087 – Irrigação. 
 
Discentes: Amanda Muniz 
Isabelle Mendes 
Tauane Baitz 
 
 
 
Docente: Profª. Drª Tamara Maria Gomes Aprilanti 
 
 
 
Pirassununga, São Paulo. 
Junho, 2020. 
 1. INFORMAÇÕES GERAIS E CRITÉRIOS DO PROJETO. 
1.1 Parâmetros da Cultura: Grama Bermuda (​Cynodon spp.​). 
● Profundidade efetiva do sistema radicular: Z = 10 a 15 cm; usado: 13 cm. 
● A máxima demanda de irrigação: ET​0​ =3,66 mm/dia. 
● Kc = 0,99. 
● ETpc = 3,62 mm/dia (máxima). 
● Precipitação provável = Insignificante (Irrigação total). 
● Fator de disponibilidade: f = 0,5. 
1.2 Características do Solo Capacidade de campo. 
● Ponto de capacidade de campo: C.C. = 0,34 cm³/cm³. 
● Ponto de murcha permanente: P.M.P. = 0,17 cm³/cm³. 
● Textura: Argilosa. 
● Velocidade de Infiltração Básica: VIB = 10,5 mm/h. 
● Ds= 1,3 g/cm³. 
1.3 Características da área. 
● ÁREA TOTAL: 4.050 m​2. 
● PERÍMETRO: 270 m. 
● ALTITUDE: 645. 
● Topografia: Nível. 
● Comprimento da linha de sucção: Ls = 2,25 m. 
● Altura geométrica de sucção: hs = 3,65 m. 
● Altura geométrica de recalque: hr = 45,75m. 
1.4 Critérios do Projeto Eficiência da irrigação. 
● Eficiência de irrigação (Ea)= 80%. 
● Vel. de escoamento da tubulação principal e de recalque: 1,0 a 2,5 m/s. 
● Tubos a serem utilizados: PVC rígido. 
● Valor do coeficiente (C) da fórmula de Hazen-Willlians: C = 140. 
1.5 Planialtimétrica do local de implantação. 
 
As figuras a seguir, mostram a imagem do campo em satélite e a mesma em 
AutoCAD. 
 
Figura 1- Imagem de satélite do campo de futebol na USP FZEA. 
 
 
Figura 2- Imagem do campo em AutoCAD. 
 
Figura 3- Imagem do campo em AutoCAD. 
 
2. ESCOLHA DO ASPERSOR. 
 
● Série 5000 plus. 
● Modelo: 5000-MPR-30 Verde Bocal F (360º Arco). 
● Vazão ​(m​3​/h) / (l/s) : 1,31 / 0,36. 
● Pressão de trabalho: 3,1 bar ou 31,61 mca. 
● Raio de alcance: 9,1m. 
● Espaçamento: Ea= 9m x El= 18m. 
● Eficiência do aspersor: 85%. 
A figura a seguir, mostra como se dá o funcionamento e a instalação do 
aspersor do tipo escamoteador. 
 
 
Figura 4- Panorama do funcionamento do aspersor. 
 
2.1 Intensidade de Aplicação de Água. 
A [(q . 3600) ÷ (Ea . El )] I = 
A (0, 6 . 3600) ÷ (9 . 18)]I = [ 3 
A 8 mm/h;I = 
Na qual atende a VIB determinada no campo. 
Dado: 
● I = intensidade de aplicação de água do aspersor (mm h​-1​); 
● q = vazão do aspersor (L s​-1​); 
● Ea = espaçamento entre aspersores na mesma linha (m); 
● El = espaçamento entre linhas de aspersores (m). 
3. IRRIGAÇÃO NECESSÁRIA. 
3.1 Água Disponível (AD). 
 
 D (θcc θpmp) × Z (0, 4 0, 7) × 130mmA = − = 3 − 1 
AD 2, 0mm. = 2 1 
 
3.2 Água Disponível Real (ADR). 
 
ADR AD × f 22, 0 mm × 0, = = 1 5 
DR 11, 5 mm.A = 0 
3.3 Evapotranspiração Potencial da Cultura (ETpc). 
 
ETpc Kc × ET0 0, 9 x 3, 6 mm/dia = = 9 6 
Tpc 3, 2 mm/diaE = 6 
 
3.4 Turno de Rega (TR). 
TR ADR / ETpc 11, 5 / 3, 2 = = 0 6 
TR 3, 5 dias ≃ 3 dias. = 0 
 
3.5 Período de Irrigação (PI). 
I TR 1 3, 5 1P = − = 0 − 
I 2, 5 dias ≃ 2 dias.P = 0 
 
3.6 Irrigação Total Necessária (ITN) ou Lâmina Bruta de Irrigação. 
 
 TN IRN÷EaI = 
TN 11, 5÷0, 5I = 0 8 
TN 13 mm.I = 
4. TEMPO DE IRRIGAÇÃO. 
i TN÷IAT = I = 
i 13 mm÷ 8 mm/h 1, 3 h. T = = 6 
 
Como melhor opção, vamos ter uma manejo de irrigação diário, portanto o 
tempo total de irrigação por dia vai ser de 0,815 h/dia. E programando a irrigação 
para diferentes períodos do dia, o reservatório poderá se reabastecer, sendo então 
dimensionado com uma capacidade de 20m³, diminuindo o investimento no 
reservatório. 
 
5. ÁREA MOLHADA DE UM ASPERSOR. 
 
M × (d)²÷4 ²A = π = m 
M360º ×(18)²÷4 54, 4 m².A = π = 2 4 
 
6. NÚMERO DE ASPERSORES POR LINHA LATERAL. 
a 27÷EaN = = 
a 27÷9 aspersores .N = = 3 
 
Podemos deduzir a partir das contas realizadas, que o ideal seria 1 aspersor 
a 4,5m e 2 aspersores a 9m. 
 
6.1. Número de Linhas Laterais. 
 
 Cp÷ElN = = 
 99 m÷ 18 , 0 ≃ 6 linhas para cada lado da principal N = = 5 5 
 
Através dos cálculos podemos deduzir que o número de linhas necessárias é 
igual a 12. 
6.2. Vazão da Linha Lateral. 
l Qasp m³/h . NalQ = = 
 
Setores Linhas Vazão (m³/h) 
1 1 1,66 
1 2 1,66 
1 3 3,29 
1 4 3,29 
2 5 3,29 
2 6 3,29 
2 7 3,29 
2 8 3,29 
3 9 3,29 
3 10 3,29 
3 11 1,66 
3 12 1,66 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.3. Vazão Total do Sistema 
 
t l . NlQ = Q = 
 
Setor Vazão Total 
1 9,9 m³/h 
2 13,16 m³/h 
3 9,9 m³/h 
Total 32,96 m³/h 
 
 
7. DISPOSIÇÃO DO EQUIPAMENTO NO CAMPO. 
A figura a seguir, ilustra como se dará a disposição dos equipamentos no 
campo de futebol. 
 
Figura 5- Disposição dos equipamentos no campo no futebol. 
 
8. DIMENSIONAMENTO DA LATERAL. 
Dados: 
● Comprimento efetivo da linha lateral: 22,5 m. 
● Espaçamento dos aspersores: 9 m. 
● Declividade: Nível. 
Aspersor Vazão 
90º 0,32 m³/h 
180º 0,67 m³/h 
360º 1,31 m³/h 
 
 
● Número de aspersores por linha lateral= 3 aspersores. 
 
Vazão da Lateral: 
Setores Linhas Vazão (m³/h) 
1 1 1,66 
1 2 1,66 
1 3 3,29 
1 4 3,29 
2 5 3,29 
2 6 3,29 
2 7 3,29 
2 8 3,29 
3 9 3,29 
3 10 3,29 
3 11 1,66 
3 12 1,66 
 
● Pressão de serviço (Ps): ​31,61 mca. 
 
 
 
 
 
Número total de aspersores: 
 
Aspersores Quantidade 
90º 4 
180º 16 
360º 16 
Total 36 
 
8.1 Perda de Carga. 
 
6,13f , 94 ×31, 1 m c ah = 0 1 6 = (Perda de carga) 
 
Fmax Ps ¾ hf (Pressão no início) H = + 
Fmax 31, 1 0, 5 6, 3H = 6 + 7 * 1 
.Fmax 6, 1m.c.aH = 3 2 
 
Fmin Ps – ¼ hf (Pressão no f inal da linha)H = 
Fmin 1, 1 0, 5 6, 3H = 3 6 − 2 * 1 
Fmin 30, 8 m.c.aH = 0 
 
 
8.2 Perda de Carga Admissível. 
 
Fadm 0, 94 ×HFmin (Perda de carga admissível)H = 1 
F adm 0, 94 × 30, 8H = 1 0 
F adm , 3 m.c.aH = 5 8 
 
8.3 Perda de Carga Linha Lateral. 
Perda de Carga: -60% para linha lateral 
F ll , ×HFadm (Perda de carga na linha lateral )H = 0 6 
F ll , × 5, 3H = 0 6 8 
F ll , m.c.a H = 3 5 
 
8.4 Pressão de Início da Linha Lateral. 
i PS ¾ hf ½ ΔZ (Pressão de início da linha lateral)P = + + 
i 1, 1 ¾ 3, ,P = 3 6 + 5 + 0 1 
i 4, 4 m.c.aP = 3 3 
 
8.5 Cálculo do diâmetro da linha lateral. 
1,85 0,205​= [10, 43 × (Q ÷ C) D = 6 L÷HFll)] × ( 
 
Dados: 
● = perda de carga na linha lateral (m).F llH 
● Q = vazão da linha lateral (m​3 ​s​-1​). 
● D = diâmetro interno da tubulação (m). 
● C = 140 coeficiente do tipo da parede do tubo(PVC) (adimensional). 
● L = comprimento da tubulação (m). 
 
1,85 0,205​= [10, 43 × (Q ÷ 140)D = 6 22, ÷3, )] × ( 5 5 
 
Linha Vazão Diâmetro mm Diâmetro 
Comercial mm 
1,2,11 e 12 0,0004612 m​3​/s 19 25 
3 a 10 , 009138889 m³/s0 0 25 25 
 
 
8.6 Perda de Carga Corrigida para o diâmetro comercial. 
 
1,85 4,87F ll 10, 43 × (Q ÷ C H = 6 (L÷(D × )) = 
 ​1,85 4,87​))=F ll 10, 43 x (Q ÷ 140) H = 6 (L÷(D x 
F ll , 94 m.c.a por linha H = 1 0 
Portanto o total para 12 linhas é de 13,128 m.c.a 
 
8.7 Perda de Carga da linha lateral por setor. 
 
Setor Perda de Carga 
1 4,376 m.c.a 
2 4,376 m.c.a 
3 4,376 m.c.a 
 
9. DIMENSIONAMENTO DA LINHA PRINCIPAL. 
9.1. Comprimento da Linha Principal. 
 
=p ( Np ) × El ) L = ( − 1 
p ( 6 ) × 18 ) 90 m L = ( − 1 = 
 
9.2. Diâmetro da Linha Principal. 
 
 D = √((4 Qt )÷(π× V )) * = 
 D = √((4 Qt )÷(π× 2))* = 
 
Setor Vazão Diâmetro Diâmetro 
Comercial 
1 0,00275 m³/s 0,0418 50 mm 
3 0,00275 m³/s 0,0418 50 mm 
2 0,00365 m³/s 0,0482 50 mm 
 
 
Onde: 
● D = diâmetro da tubulação (m) 
● Qt = vazão total do sistema (m​3​ s​-1​) 
● V = velocidade da água (m s​-1​); adotada em 2(m s​-1​) 
 
9.3. Perda de Cargada Linha Principal. 
 
-4​ 1,75 1,25​)f 5, 1106×10h = 1 × V( ÷ D × L = 
-4​ (2​1,75 1,25​)f 5, 1106×10h = 1 × , 5÷ 0 0 0 × 9 = 
f , 4 m.c.ah = 6 5 
 
Dado: 
● hf = perda de carga na linha principal (m.c.a). 
● D = diâmetro interno da tubulação (m). 
● L = comprimento da linha principal (m). 
● V= velocidade média de escoamento( m s​-1​). 
 
10. CONJUNTO MOTO BOMBA. 
Dado: 
● Altura de Sucção(Hs):2,25 m 
● Altura de Recalque (Hr):45,75 m 
● Pressão no Início da Linha (Pi): 34,34 m.c.a 
● Perda de Carga Linha Lateral (HFll): 1,094 m.c.a 
● Perda de Carga Linha Principal (Hf): 6,54 m.c.a 
man Hs Hr Hf HFll P i H = + + + + = 
man 2, 5 45, 5 6, 4 , 94 34, 4H = 2 + 7 + 5 + 1 0 + 3 = 
man 89, 74 m.c.aH = 9 
 
10.1 Potência da Bomba. 
Dado: 
● Qt= Vazão total do sistema = 3,6556 l/s 
● Hman= Altura manométrica = 89,974 m 
● = Rendimento da bomba = 70%n 
 
ot Qt . Hman ÷ 75 . nP = = 
ot 3, 556× 89, 74 ÷ 75× 0, P = 6 9 7 = 
ot 6, 6 cv.P = 2 
 
Fazendo-se a potência com reajuste de 10%, temos então 6,98 cv, ajustando 
para a potência comercial temos 7,5 cv. 
A bomba escolhida para o projeto foi, bomba d'água Multiestágio Schneider 
Me-Al 2475 7,5 Cv Trifásica 220V/380V/440V/760V 
 
11. DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO. 
O reservatório foi dimensionado de acordo com a necessidade hídrica do 
campo na sua forma mais crítica, quando está no período de seca, ele foi 
dimensionado para a capacidade máxima de irrigação por setor, ou seja a 
necessidade total de água diária de irrigação. 
Portanto o reservatório será de capacidade para 20.000 litros de água. Sendo uma 
Caixa D'água Fibra de Vidro 20.000 Litros Com Tampa com altura de ​3,65 m, largura 
de ​3,20 m e comprimento 3,20 m, da marca ​Bakof Tec. 
 
 
12. ESTAÇÃO METEOROLÓGICA. 
Iremos utilizar uma estação meteorológica no campo para fornecer maior 
exatidão para o manejo de irrigação. 
A estação metererolófiga escolhida foi a ​NOVOTEST 1041, por exibir da 
temperatura do vento e do ponto de orvalho, utilizar energia solar como fonte, 
tendência de previsão do tempo, com conexão USB ao computador, e memória 
enquanto dados de 2 anos. 
13. ORÇAMENTO. 
 
Item. Quantidade. Valor Unitário 
(R$). 
Total (R$). 
ASPERSORES 36 unidades. R$ 70,00 R$2.520,00 
BOMBA 1 unidade. R$ 4.442,34 R$ 4.442,34 
RESERVATÓRIO 1 unidade 
 
R$ 6.417,85 
 
R$ 6.417,85 
ESTAÇÃO 
METEOROLÓGICA 
1 unidade. R$ 1.344,99 R$ 1.344,99 
TUBO PVC (50 mm) 90 metros. R$ 4,99 R$ 448,84 
TUBO PVC (25 mm) 270 metros. R$ 2,50 R$ 675,00 
Válvulas solenoides 12 unidades R$ 108,16 R$ 1297,92 
Controlador 1 unidade R$ ​1.020,63 R$ ​1.020,63 
 
Total: R$18.167,57 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14. REFERÊNCIAS. 
ACQUAFORT (Brasil) (ed.). ​Caixa D‘água Fibra de Vidro 20000 Litros Com 
Tampa. ​In​: Caixa D‘água Fibra de Vidro 20000 Litros Com Tampa. [​S. l.​], 2020. 
Disponível em: 
https://www.acquafort.com.br/caixadaguafibradevidro20000lc-tampa/p?idsku=3153&
gclid=EAIaIQobChMI-qjr1Zad6gIVxQWRCh11qwU9EAYYASABEgJkZPD_BwE. 
Acesso em: 24 jun. 2020. 
BRÁS MÁQUINAS (Brasil). ​Aspersor rotor plus 5000 Y45000 Jardim – RAIN 
BIRD​. 2020. Disponível em: 
https://www.brasmaquinas.com/produto/aspersor-rotor-plus-5000-rain-bird-y45000/?
gclid=CjwKCAjwlZf3BRABEiwA8Q0qqw1L4TYL6YDIIkOXFC8_wRz4NIxY0mOobijxf
UePg0MAppxab45sihoCb9gQAvD_BwE. Acesso em: 10 jun. 2020. 
BOMBA MULTIESTÁGIO SCHNEIDER ME-AL 2275V 7,5 CV TRIFÁSICA 
220V/380V/440V/760V. [​S. l.​], 2020. Disponível em: 
https://www.carrefour.com.br/BOMBA-MULTIESTAGIO-SCHNEIDER-ME-AL-2275V-
7-5-CV-TRIFASICA-220V-380V-440V-760V/p/MV26086590?utm_medium=sem&utm
_source=google_pla_3p&utm_campaign=todos_os_produtos&gclid=EAIaIQobChMIh
Iic9dei6gIVAguRCh157wApEAQYASABEgI6-_D_BwE. Acesso em: 24 jun. 2020. 
IRRIGAÇÃO PROFISSIONAL NOS GRAMADOS DE CAMPOS FUTEBOL​. 2020. 
Disponível em: 
https://www.rainbird.com.br/upload/ferramentas-de-trabalho/Artigos/IRRIGACAO-PA
RA-GRAMADOS-DE-CAMPOS-DE-FUTEBOL.pdf. Acesso em: 30 mar. 2020. 
FERREIRA COSTA (Brasil). ​Tubo PVC Bege Soldável 25 mm x 6 m - Krona​. 2020. 
Disponível em: 
https://www.ferreiracosta.com/Produto/78114/tubo-pvc-marrom-soldavel-25-mm-x-6-
m-amanco?gclid=CjwKCAjwltH3BRB6EiwAhj0IUImJqoh3OvxIGle6kFsNIb353RiASJ
BWXBB-pCn2Eb91GPk52OcAMBoCenQQAvD_BwE​ Acesso em: 13 jun. 2020. 
KIT 50 tubos De PVC Azul Irrigação 50mm Pn 40 Cano De 6mts. [​S. l.​], 2020. 
Disponível em: 
https://www.submarino.com.br/produto/46606649/tubo-de-pvc-azul-irrigacao-50mm-p
n-40-kit-c-50-cano-de-6mts?WT.srch=1&acc=d47a04c6f99456bc289220d5d0ff208d&
cor=AZUL&epar=bp_pl_00_go_pla_aic_geral_gmv&gclid=EAIaIQobChMI28C38Jid6
gIVDIiRCh0aRw8iEAYYByABEgJA0PD_BwE&i=5aee993aeec3dfb1f8b7a500&o=5b
e9defbebb19ac62ce27c37&opn=XMLGOOGLE&sellerid=23784786000180. Acesso 
em: 24 jun. 2020. 
MERCADO LIVRE (Brasil). ​Controlador Modular Externo Esp-4me 230v (wifi*)​. 
2020. Disponível em: 
https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1182905941-controlador-modular-externo-e
https://www.ferreiracosta.com/Produto/78114/tubo-pvc-marrom-soldavel-25-mm-x-6-m-amanco?gclid=CjwKCAjwltH3BRB6EiwAhj0IUImJqoh3OvxIGle6kFsNIb353RiASJBWXBB-pCn2Eb91GPk52OcAMBoCenQQAvD_BwE
https://www.ferreiracosta.com/Produto/78114/tubo-pvc-marrom-soldavel-25-mm-x-6-m-amanco?gclid=CjwKCAjwltH3BRB6EiwAhj0IUImJqoh3OvxIGle6kFsNIb353RiASJBWXBB-pCn2Eb91GPk52OcAMBoCenQQAvD_BwE
https://www.ferreiracosta.com/Produto/78114/tubo-pvc-marrom-soldavel-25-mm-x-6-m-amanco?gclid=CjwKCAjwltH3BRB6EiwAhj0IUImJqoh3OvxIGle6kFsNIb353RiASJBWXBB-pCn2Eb91GPk52OcAMBoCenQQAvD_BwE
sp-4me-230v-wifi-_JM?matt_tool=26177295&matt_word&gclid=EAIaIQobChMInOO
W5pud6gIVEQiRCh0HmQ-mEAQYAiABEgKxkPD_BwE&quantity=1. Acesso em: 13 
jun. 2020. 
TECNO FERRAMENTAS (Brasil). ​Estação meteorológica profissional sem fio 
com memória e com conexão USB-PC NOVOTEST 1041​. 2020. Disponível em: 
https://www.tecnoferramentas.com.br/estacao-meteorologica-profissional-sem-fio-co
m-memoria-e-com-conexao-usb-pc-novotest-1041/p?idsku=332427772&pht=378615
72021899714&gclid=CjwKCAjwlZf3BRABEiwA8Q0qq0XmjLYc4gtPcL35TR1pv0Gb9
QhuTfQge2IkXNJXEGeCaIHl079msRoCvhQQAvD_BwE. Acesso em: 13 jun. 2020.