A place to share and follow researchSubmit an Article or Content File →
Home  » Agronomy

Apostila de Irrigação - Completa

loading
Loading file Wait!

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

` CONCEITOS, HISTÓRICO E SITUAÇÃO ATUAL DA IRRIGAÇÃO 1. Conceitos IRRIGAÇÃO - É o aporte artificial de água (suplementar ou total) ao solo com objetivo de manter o equilíbrio das partes líquidas e gasosas do espaço poroso do mesmo de modo que as plantas disponham de água e arejamento adequados ao seu crescimento e desenvolvimento.

DRENAGEM - É o processo de remoção artificial do excesso de água dos solos, de modo que lhes dê condições de aeração, estruturação e resistência, a fim de torná-los viáveis à exploração agrícola.

2. Origem e Evolução A irrigação teve origem nas antigas civilizações há aproximadamente 4000 anos. Surgiu principalmente em regiões áridas, normalmente às margens de grandes rios como o Yang-tse-kiang e Huang Ho na China, o rio Nilo no Egito, os rios Tigre e Eufrates na Mesopotâmia Só há cerca de 1500 anos é que as populações da terra passaram a ocupar regiões úmidas, Mais recentemente, com crescimento demográfico excessivo, a humanidade é novamente compelida a usar os recursos da irrigação com complementação das chuvas e também para tornar produtivas zonas áridas e semi-áridas, diante da necessidade de grande aumento na produção de A origem da drenagem, juntamente com a irrigação, perde-se na remota antigüidade. Existem relatos de escritores romanos que citam sua prática no Oriente Médio. Existem relatos também da sua utilização por parte da antiga civilização egípcia, no vale do Nilo a cerca de 400 a. C.

A superfície irrigada no mundo é citada pela FAO (2000), como sendo da ordem de 275 milhões de hectares, representando 18% da área total mundial cultivada (1,51 bilhão de hectares), com a agricultura irrigada responsável por 42 % do total das colheitas agrícolas, conforme As áreas irrigadas e cultivadas no mundo e nos diversos continentes indicam que na Ásia ocorre o maior índice de área irrigada em relação à área cultivada. Nessa região aproximadamente 35% da área cultivada e irrigação, conforme Tabela 1 que mostra a situação das áreas irrigadas no mundo até 2000.

Continente ou País Área irrigada (AI) (1000 ha) Área cultivada (AC) (1000 ha) AI/AC (%) África 12.538 199.340 6,28 América do Norte e Central 31.395 268.265 11,70 América do Sul 10.326 116.186 8,88 Ásia 192.962 557.581 34,60 Europa 24.406 311.214 7,84 Oceania 2.539 57.856 4,38 Mundo 274.166 1.510.442 18,15 Para posicionar o estudante sobre a área irrigada no Brasil, apresenta-se a Tabela 2 que contém um resumo da distribuição da irrigação no País até 2003/2004, segundo Christofidis (2008).

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Tabela 2. Áreas irrigadas através dos diversos métodos de irrigação, por região e por estados no Brasil Regiões/Estados Áreas Irrigadas por método (ha) ? ano 2003/2004 Superfície Aspersão Convencional Pivô Central Localizada Total Brasil 1.729.834 662.328 710.553 337.755 3.440.470 Sul 1.155.440 94.010 37.540 14.670 1.301.660 Paraná 21.240 42.210 2.260 6.530 72.240 Santa Catarina 118.200 21.800 280 3.140 143.420 Rio Grande do Sul 1.016.000 30.000 35.000 5.000 1.086.000 Sudeste 219.330 285.910 366.630 116.210 988.080 Minas Gerais 107.000 107.970 89.430 45.800 350.200 Espírito Santo 17.340 56.480 13.820 11.110 98.750 Rio de Janeiro 15.020 15.250 6.760 2.300 39.330 São Paulo 79.970 106.210 256.620 57.000 499.800 Centro-Oeste 63.700 35.060 193.880 25.570 318.210 Mato Grosso do Sul 41.560 3.980 37.900 6.530 89.970 Mato Grosso 4.200 2.910 4.120 7.300 18.530 Goiás 17.750 24.350 145.200 10.400 197.700 Distrito Federal 190 3.820 6.660 1.340 12.010 Nordeste 207.359 238.223 110.503 176.755 732.840 Maranhão 24.240 12.010 3.630 8.360 48.240 Piauí 10.360 7.360 880 8.180 26.780 Ceará 34.038 18.238 2.513 21.351 76.140 Rio Grande do Norte 220 2.850 1.160 13.990 18.220 Paraíba 30.016 8.420 1.980 8.184 48.600 Pernambuco 31.640 44.200 9.820 12.820 98.480 Alagoas 7.140 58.500 6.060 3.380 75.080 Sergipe 30.445 8.825 310 9.390 48.970 Bahia 39.260 77.820 84.150 91.100 292.330 Norte 84.005 9.125 2.000 4.550 99.680 Rondônia - 4.430 - 490 4.920 Acre 550 160 - 20 730 Amazonas 1.050 750 - 120 1.920 Roraima 8.350 420 150 290 9.210 Pará 6.555 165 - 760 7.480 Amapá 1.480 370 - 220 2.070 Tocantins 66.020 2.830 1.850 2.650 73.350 A relação entre a área irrigada, de 3.440.470 ha, e a área plantada, de 58.460.963 ha, ainda é baixa no País (aproximadamente 6%), mas a participação da produção das lavouras irrigadas já é expressiva. O estudo da ANA comenta, a respeito: "ainda que se verifique uma pequena porcentagem de área irrigada em nossas terras, em comparação com a área plantada, cultivos irrigados produziram, em 1998, 18% de nossa safra de alimentos e 35% do valor de produção. No Brasil, cada hectare irrigado equivale a três hectares de sequeiro em produtividade física e a seis em produtividade econômica" conforme Figura 1 a seguir. No mundo situação semelhante à descrita anteriormente é apresentada na Figura 2.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Figura 1. Superfície e produção agrícola, de sequeiro e irrigado, colhido anualmente no Brasil, em percentual.

4. Função, Importância e Necessidades da irrigação Função A irrigação tem como função principal o fornecimento de água ao solo, para a planta, visando o seu crescimento e desenvolvimento. A drenagem tem por função principal a retirada do excesso de água fornecido ao solo, dando-lhe condições ao crescimento e desenvolvimento.

Importância - Aproveitamento de áreas consideradas marginais à agricultura - Melhoria das condições de vida da população que vive da agropecuária.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

RELAÇÃO SOLO-ÁGUA-PLANTA-ATMOSFERA 1) Classificação da Água no Solo A) Água Gravitacional - Corresponde à fração da água do solo que fica ?livre? quando o solo está próximo da saturação. Isto é, retida sob potenciais de pressão próximos ao da água pura e Água que se move em resposta a um campo gravitacional e que é removida do solo por B) Água Capilar - Água retida no solo por tensão superficial. Água retida entre a capacidade de campo (A potencial de -1/10 e -1/3 de atm) e o potencial do ponto higroscópico (-30 C) Água Higroscópica - Água retida a potenciais entre -30 e -10.000 atmosferas, completamente indisponíveis às plantas. Está fixada tão firmemente por adsorção na superfície dos colóides, que não se move pela ação da gravidade ou capilaridade, mas somente na forma de vapor.

Capacidade de Campo (Cc) - Corresponde ao teor de água do solo no momento em que este deixa de perder água pela ação da gravidade. Água retida no solo a potencial de -1/3 de atmosfera (solo Ponto de Murcha (Pm) - Corresponde ao teor de umidade do solo em que, abaixo dele, a planta não consegue retirar água do solo na mesma intensidade em que transpira. Água retida no solo a potencial Água Disponível - Água retida no solo entre o potencial equivalente à capacidade de campo e o A Figura 3 esquematiza a água do solo, conforme a classificação anterior e obedecendo aos conceitos de capacidade de campo, ponto de murcha e água disponível para as culturas.

Saturação ARMAZENAMENTO TEMPORÁRIO Capacidade de Campo · ÁGUA TOTAL 50% de água DISPONÍVEL · prontamente · Ponto de murcha permanente ÁGUA NÃO DISPONÍVEL · Conteúdo de água = Zero Figura 3. Esquema mostrando a disponibilidade da água no solo.

2. Características Físico-Hídricas do Solo 2.1. Composição do Solo Constituído essencialmente por matéria mineral e orgânica (fração sólida), água (fração líquida) e ar (fração gasosa) o solo é, por este motivo, considerado um sistema trifásico. As proporções de cada constituinte variam, principalmente, de acordo com a natureza deste.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

A matéria orgânica do solo é constituída por restos de plantas e outros organismos, em estado mais ou menos avançado de decomposição, acumulando principalmente na superfície. A água e o ar do solo ocupam os espaços existentes entre as partículas terrosas e entre agregados de partículas. O ar ocupa os espaços não preenchidos pela água e a quantidade de água é variável devido à precipitação e irrigação, à textura, estrutura, relevo e teor em matéria orgânica, podendo estar O solo é o resultado de mudanças ocorridas nas rochas ? denominadas intemperismo. Ações dos ventos, chuvas e organismos vivos (processos físicos, químicos e biológicos) são os responsáveis por este lento processo ? calcula-se que cada centímetro do solo se forma em intervalo de tempo de 100 a 400 anos. As condições climáticas existentes são a principal influência das A análise do perfil do solo, ou seja: as parcelas horizontais que o constituem desde sua origem até a superfície - local da ação do intemperismo, é um referencial para entendermos a constituição e intemperismos que sofreu. Ao nos referirmos ao perfil do solo, devemos considerar 5 parcelas, denominadas horizontes Figura 4. Vale ressaltar que nem todo solo possui todos os horizontes bem definidos:

- Horizonte A: Constituído, basicamente, de rocha alterada e húmus, sendo a região onde se fixa a maior parte das raízes e vivem organismos decompositores e detritívoros. - Horizonte E (ou B): Camada mineral constituída de quantidade reduzida de matéria orgânica, acúmulo de compostos de ferro e minerais resistentes, como o quartzo. Pode ser atingido por raízes - Horizonte C: Camada mineral pouco ou parcialmente alterada, podendo ou não ter se formado o - Horizonte R: Rocha não alterada que deu origem ao solo.

a) Textura do Solo A textura do solo diz respeito à distribuição das partículas do solo, de acordo com o tamanho, envolvendo conotações quantitativas e qualitativas. É considerada argila partículas com diâmetro inferior a 0,005 mm; silte as com diâmetro entre 0,005 mm e 0,05 mm; areia fina as com

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

diâmetro entre 0,05 mm e 0,42 mm; areia média, entre 0,42 mm e 2,00 mm; areia grossa, entre 2,00 mm e 4,80 mm e, finalmente, pedregulho, entre 4,80 e 76 mm de diâmetro. Quantitativamente ? proporções relativas dos vários tamanhos de partículas num dado solo (areia, silte e argila) ? a quantidade de cada uma destas frações conferem denominações Qualitativamente - a textura não é alterada apreciavelmente no espaço abrangido por uma geração, por exemplo, daí ser uma qualidade inerente ao solo, determinando inclusive seu valor econômico.

Classificação Textural Simplificada Arenosa - menos de 15 % de argila Média - de 15 a 35 % de argila Argilosa - de 35 a 60 % de argila Muito argilosa - mais de 60 % de argila b) Estrutura do Solo É a distribuição ou agrupamento total das partículas do solo, seguindo um arranjamento mútuo orientado. Sendo este arranjo complexo, não existe uma metodologia de determinação prática e direta da estrutura, daí serem usado conceitos qualitativos.

c) Densidade do Solo A densidade do solo ou massa específica do solo é obtida dividindo-se o peso de um determinado volume de solo natural (incluindo os espaços ocupados pelo ar e água), após sua Unidade - g/cm3 Varia com a estrutura e compactação do solo, sendo tanto maior quanto menos Boa estruturação implica em menor densidade e maior capacidade de retenção de água pelo mesmo.

d) Porosidade do Solo A porosidade é constituída pelos vazios do solo, sendo inversamente proporcional à Depende da textura, da estrutura, da compactação e do teor de matéria orgânica.

2.2. Amostragem de Solo para Irrigação Para a retirada da amostra inalterada, na falta de amostradores, pode-se utilizar um pedaço de cano de descarga de automóvel ou cano galvanizado de diâmetro parecido, com mais ou menos 10 cm de altura. Procede-se a limpeza do terreno e em seguida, batendo-se uma marreta em um pedaço de madeira sobre o cilindro, faça com que este seja introduzido totalmente no solo. Retira-se o cilindro cheio do solo, com cuidado para não perder a amostra, envolva o cilindro com plástico, e, após isto, identifique a amostra enviando-a em seguida para o laboratório. Para retirar a amostra alterada é necessário apenas fazer a limpeza do local, escavar uma trincheira até a profundidade desejada (20 ou 40 cm) e posteriormente tirar uma fatia completa ao longo do perfil, misturando o solo no fundo da cova e coletando uma pequena parte. Este procedimento deve ser repetido várias vezes dependendo do tamanho e da uniformidade da área a ser

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

amostrada. A Tabela 3 mostra o tipo de amostra que deve ser retirada para a determinação dos diversos parâmetros de solo necessários na confecção de projetos de irrigação.

Tabela 3. Tipo de amostra que deve ser utilizada na determinação dos parâmetros de solo pertinentes à elaboração de projetos de irrigação.

Tipo de amostra O que determinar Fertilidade geral Condutividade elétrica da solução Textura Alterada Capacidade de campo Ponto de murcha Umidade Densidade das partículas Densidade do solo Inalterada Porosidade Estrutura 2.3. Métodos para determinação da Umidade do Solo É de capital importância a determinação da umidade do solo para: Movimento d'água no solo (Condutividade Hidráulica, Capilaridade) Disponibilidade d'água no solo (CC e PM) Métodos: Método da frigideira Método Gravimétrico Método padrão de estufa Método das pesagens Método de Bouyoucos Método Eletrométrico Método de Colman Método Tensiométrico Tensiômetro

Método da Frigideira: Neste método pesa-se uma amostra de solo ao natural (PN) e coloca-se em uma frigideira, em seguida encharca-se este solo com álcool e coloca-se fogo. Depois de cessado o fogo pesa-se essa amostra, conseguindo desta maneira o peso do solo seco (PS).

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Método das Pesagens - É também um método direto e de precisão relativamente boa. Ele consiste no seguinte: - Colocar 100 g de terra seca a 105 ºC, proveniente da gleba onde se deseja irrigar, em - Anotar o valor do peso padrão M, o qual será determinado somente uma vez, para - Em qualquer época que se desejar saber o teor de umidade daquela gleba, retirar a amostra de solo e colocar 100 g desta amostra no referido balão, completar o volume com água e - O peso da umidade do solo, em gramas, será dado pela equação

onde: Dp = densidade das partículas do solo = 2,65 g/cm3 Para expressar o resultado em percentagem de umidade, em peso na base seca, utiliza-se a equação:

Método de Bouyoucos - Este método é baseado na resistência elétrica entre dois eletrodos inseridos em um bloco de gesso (célula). A resistência elétrica é medida por um ?medidor? de corrente alternada, que é calibrado para leituras diretas de?percentagem d'água no solo?, Figura 5. A umidade do solo é determinada indiretamente por meio da medição da resistência elétrica no bloco de gesso que se encontra enterrado no solo.

Método de Colman - É também um método indireto para a determinação da umidade do solo, baseado no mesmo princípio do anterior, mas o bloco onde estão inseridos os eletrodos é de fibra de vidro, envolvida em duas placas de metal ?monel? perfuradas.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Método do Tensiômetro - É um método direto para a determinação da tensão d'água no O tensiômetro é constituído de uma cápsula de cerâmica, ligada por meio de um tubo a um manômetro, onde a tensão é lida. As figuras abaixo mostram esquema e fotografia de tensiômetros com manômetro metálico (Figura 6).

Tampa Manômetro Joelho de PVC Tubo de PVC Cápsula de porcelana

2.4. Disponibilidade de Água no Solo A água do solo é dinâmica, movimentando-se segundo um gradiente de potencial, passando sempre do maior para o menor potencial. A disponibilidade da água no solo é esquematizada na Figura 7.

Saturação DRA Cc L DTA Uc Pm Figura 7. Esquema mostrando a disponibilidade total e real de água no solo Capacidade de Campo (Cc) - Corresponde ao teor de umidade do solo no momento em que este deixa de perder água pela ação da gravidade.

Ponto de Murcha (Pm) - Corresponde ao teor de umidade do solo em que, abaixo dele, a planta não consegue retirar água do solo na mesma intensidade em que transpira.

Umidade Crítica (Uc) ? Umidade mínima a que uma cultura poderá ser submetida sem afetar significativamente sua produtividade, que é determinada pelo (f).

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Determinação da Capacidade de Campo e do Ponto de Murcha - Para fins de projeto a capacidade de campo é determinada em laboratório. Pode-se também fazer a determinação dos dois parâmetros direto no campo, entretanto estes métodos são mais demorados.

2.5. Cálculo da Água Disponível Para o cálculo da água disponível, além da capacidade de campo, do ponto de murcha e da densidade aparente do solo, devemos ainda ter conhecimento da profundidade efetiva do sistema radicular da cultura a ser irrigada.

onde: ou em que V = m3 de água disponível, por hectare, em cada cm de profundidade do solo, sendo Cc e Pm, % em volume.

A disponibilidade real de água no solo é definida como a fração da disponibilidade total de água no solo que a cultura poderá utilizar sem afetar significativamente a su produtividade, podendo ser expressa por: , em mm;

c) Capacidade Total de Água no Solo (CTA) Tanto a quantidade de água de chuva com a de irrigação só devem ser consideradas disponíveis para a cultura no perfil do solo que esteja ocupado pelo seu sistema radicular. Por isso, a capacidade total de água do solo somente deve ser calculada até a profundidade do solo correspondente ao sistema radicular da cultura a ser irrigada, ou seja.

d) Capacidade Real de Água do Solo (CRA) Numa lavoura irrigada nunca se deve permitir que o teor de umidade do solo atinja o ponto de murchamento, ou seja, deve-se somente usar, entre duas irrigações consecutivas, uma fração da capacidade total da água no solo.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

- Com irrigação total ? Quando toda a água necessária à cultura for suprida através da , em mm.

- Com irrigação suplementar ? Quando uma parte da água necessária à cultura for suprida pela irrigação e a outra parte pela precipitação efetiva (Pe).

e) Irrigação Total Necessária (ITN) 2.6. Evapotranspiração Inclui: - evaporação da água do solo - a evaporação da água depositada pela irrigação - evaporação de chuva ou orvalho na superfície das folhas Unidade: volume por unidade de área ou em lâmina d'água no período considerado (m3/ha/dia, mm/dia etc.) Depende principalmente da quantidade de energia solar recebida.

Evaporação da água do solo: em um solo saturado e com lençol freático próximo à superfície, sua evaporação aproxima-se da evaporação de um recipiente com água, com a superfície livre exposta às mesmas condições atmosféricas.

Transpiração: é o processo pelo qual a água vai da planta para a atmosfera, através dos estômatos, sob forma de vapor.

Evapotranspiração Potencial: é aquela que ocorre quando não há deficiência de água no solo, que limite o seu uso pela planta.

Evapotranspiração Potencial de Referência (ETo): é a evapotranspiração de uma superfície extensiva, totalmente coberta com grama, de tamanho uniforme, entre 8 e 15 cm de altura e em ativo crescimento, em um solo com ótimas condições de umidade.

Evapotranspiração Potencial da Cultura (ETc): é a evapotranspiração de determinada cultura quando há ótimas condições de umidade e nutriente no solo, de modo a permitir a produção potencial desta nas condições de campo.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

2.6.1-Determinação da Evapotranspiração Potencial de Referência (ETo) Para a determinação da ETo serão considerados nesta apostila apenas alguns métodos mais generalizados. Didaticamente eles são divididos em métodos diretos e indiretos.

a) Lisímetros b) Parcelas experimentais no campo c) Controle da umidade do solo d) Método da entrada-saída (em grandes áreas).

a) Evaporímetros b) Equações Método do Lisímetro Dos métodos diretos descreveremos apenas o método do lisímetro por ser o de maior aplicabilidade, apesar dos custos consideráveis necessários na construção dos mesmos. Os lisímetros são tanques enterrados no solo, dentro dos quais se mede a evapotranspiração. É o método mais preciso para a determinação da ETo, desde que eles sejam Lisímetro de Percolação - consiste em enterrar um tanque com dimensões mínimas de 1,5 m de diâmetro por 1 metro de altura, no solo, deixando sua borda superior a 5 cm acima da superfície, Figura 8.

Do fundo do tanque sai uma tubulação que conduzirá a água drenada até um recipiente. · o solo do tanque deve ser o mesmo do local onde está instalado o lisímetro, inclusive a · no fundo do tanque coloca-se uma camada de mais ou menos 10 cm de brita coberta com uma camada de areia grossa, visando facilitar a drenagem da água que percolou através do tanque;

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano Guanambi de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

onde: D = Água drenada do tanque, S = Área da boca do tanque em m Métodos indiretos - e para determiná não dão diretamente a evapotranspiração para determiná-la não dão diretamente a evapotranspiração multiplica-se o valor encontrado por um fator (K), a ser determinado para cada região e método. O se o valor encontrado por um fator (K), a ser determinado para cada região e método. O se o valor encontrado por um fator (K), a ser determinado para cada região e método. O fator K é determinado em comparaç Os métodos indiretos ação com valores encontrados em lisímetros. Os métodos indiretos se resumem nos evaporímetros e nas e nas equações.

Evaporímetros Tipos: Tanque de evaporação Tanque de evaporação - a superfície d'água fica livremente exposta ao ambiente; a evaporação se dá através de uma superfície porosa.

Tanque U.S.W.B. Classe A Tanque U.S.W.B. Classe A - Tanque ?classe A? - É mais utilizado em virtude do custo É mais utilizado em virtude do custo relativamente baixo e do fácil manejo. Mede a evaporação de uma superfície de água relativamente baixo e do fácil manejo. Mede a evaporação de uma superfície de água livre, associada relativamente baixo e do fácil manejo. Mede a evaporação de uma superfície de água aos efeitos integrados da radiação solar, do vento, da temperatura e da umidade do ar. aos efeitos integrados da radiação solar, do vento, da temperatura e da umidade do ar. aos efeitos integrados da radiação solar, do vento, da temperatura e da umidade do ar.

Características: Tanque circular de aço ou galvanizado, chapa nº 22, com 121 cm de diâmetro e 25,5 Tanque circular de aço inox ou galvanizado, chapa nº 22, com 121 cm de diâmetro e 25,5 Deve ser instalado sobre um estrado de madeira, de 15 cm de altura e ficar cheio de água Deve ser instalado sobre um estrado de madeira, de 15 cm de altura e ficar cheio de água Deve ser instalado sobre um estrado de madeira, de 15 cm de altura e ficar cheio de água até 5 cm da borda superior, conforme Figura abaixo. Não se deve permitir variação do nível da água até 5 cm da borda superior, conforme Figura abaixo. Não se deve permitir variação do nível da água maior que 2,5 cm. A evaporação é medida em um micrômetro de gancho, assentado em poço maior que 2,5 cm. A evaporação é medida em um micrômetro de gancho, assentado em poço que 2,5 5cm

Æ=121cm Poço tranqüilizador 25,5cm 15cm O poço tranqüilizador pode ser de metal ou com tripé sobre parafuso, colocado dentro do pode ser de metal ou com tripé sobre parafuso, colocado dentro do tanque ou um cilindro de 10 cm de diâmetro, que se comunica com o tanque por meio de um tubo. tanque ou um cilindro de 10 cm de diâmetro, que se comunica com o tanque por meio de um tubo. tanque ou um cilindro de 10 cm de diâmetro, que se comunica com o tanque por meio de um tubo. se instalar uma régua graduada em milímetros para as leituras, não sendo esta Neste último pode-se instalar uma régua graduada em milímetros para as leituras, não sendo esta se instalar uma régua graduada em milímetros para as leituras, não sendo estas tão precisas quanto às feitas com micrômetro, mas satisfatórias para fins de irrigação. feitas com micrômetro, mas satisfatórias para fins de irrigação.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

onde: Tabela 4. Valores de coeficiente do tanque ?Classe A?, em função dos dados meteorológicos da região e do meio em que ele está instalado, segundo Doorenbos e Pruitt (FAO). Exposição A Exposição B Tanque circundado pôr grama Tanque circundado pôr solo nú UR Baixa Média Alta Baixa Média Alta (média) < 40 % 40 a 70 % > 70 % < 40 % 40 a 70 % > 70 % Vento Posição do Posição do Tanque Tanque (Km/dia) R(m)* R(m)* 1 0,55 0,65 0,75 1 0,70 0,80 0,85 Leve 10 0,65 0,75 0,85 10 0,60 0,70 0,80 <175 100 0,70 0,80 0,85 100 0,55 0,65 0,75 1000 0,75 0,85 0,85 1000 0,50 0,60 0,70 1 0,50 0,60 0,65 1 0,65 0,75 0,80 Moderado 10 0,60 0,70 0,75 10 0,55 0,65 0,70 175-425 100 0,65 0,75 0,80 100 0,50 0,60 0,65 1000 0,70 0,80 0,80 1000 0,45 0,55 0,60 1 0,45 0,50 0,60 1 0,60 0,65 0,70 Forte 10 0,55 0,60 0,65 10 0,50 0,55 0,75 425 a 700 100 0,60 0,65 0,75 100 0,45 0,50 0,60 1000 0,65 0,70 0,75 1000 0,40 0,45 0,55 1 0,40 0,45 0,50 1 0,50 0,60 0,65 Muito 10 0,45 0,55 0,60 10 0,45 0,50 0,55 Forte 100 0,50 0,60 0,65 100 0,40 0,45 0,50 > 700 1000 0,55 0,60 0,65 1000 0,35 0,40 0,45 Obs.: Para extensas áreas de solo nu, reduzir os valores de Kt em 20%, em condições de alta temperatura e vento forte, e de 5 a 10% * Por R(m) entende-se a menor distância (expressa em metros) do centro do tanque ao limite da bordadura (grama ou solo nu).

Existem outros evaporímetros como o tanque Colorado, o tanque ?Young Screen? e o Evaporímetro de Piche, que, entretanto não serão aqui detalhados.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

onde: Os valores de P, que variam com a latitude, estão na Tabela 05. E os valores do fator de ajuste ?c?, que variam de acordo com as condições regionais de brilho solar, velocidade diurna do vento e umidade relativa mínima diurna, encontram-se na Tabela 06.

Tabela 05. Valores de percentagem mensal de horas anuais de luz solar (P) para latitudes sul (6o a 26o) segundo Blaney-Criddle Lat. sul Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 6o. 8,69 7,79 8,51 8,13 8,32 7,98 8,27 8,37 8,20 8,58 8,42 8,74 8o. 8,77 7,83 8,52 8,09 8,27 7,89 8,20 8,33 8,19 8,60 8,49 8,82 10o. 8,82 7,88 8,53 8,06 8,20 7,82 8,14 8,23 8,18 8,63 8,56 8,90 12o. 8,90 7,92 8,54 8,02 8,14 7,75 8,06 8,22 8,17 8,67 8,63 8,98 14o. 9,98 7,98 8,55 7,99 8,06 7,68 7,96 8,18 8,16 8,69 8,70 9,07 16o. 9,08 8,00 8,56 7,97 7,99 7,61 7,89 8,12 8,15 8,71 8,76 9,16 18o. 9,17 8,04 8,57 7,94 7,95 7,52 7,79 8,08 8,13 8,75 8,83 9,23 20o. 9,26 8,08 8,58 7,89 7,88 7,43 7,71 8,02 8,12 8,79 8,91 9,33 22o. 9,35 8,12 8,59 7,86 7,75 7,33 7,62 7,95 8,11 8,83 8,97 9,42 24o. 9,44 8,17 8,60 7,83 7,64 7,24 7,54 7,90 8,10 8,87 9,04 9,53 26o. 9,55 8,22 8,63 7,81 7,56 7,14 7,46 7,84 8,10 8,91 9,15 9,66 Para determinar o valor de ETo mensal de uma cultura, é necessário verificar a temperatura média mensal (T), a percentagem mensal de horas anuais de luz solar (P), utilizando-se a Tabela 05, e determinar o valor de correção ?c?, utilizando informações médias regionais da umidade

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

relativa mínima diurna (URmin), da velocidade do vento a 2 m de altura (U2) e da razão entre as horas de luz solar real e o máximo possível (n/N), para a região, conforme Tabela 4.

Brilho Solar Velocidade do Vento Umidade relativa mínima (%) (n/N) (m s-1) <20% 20 ? 50% >50% Baixo 0 ? 2 0,92 0,82 0,64 (0,45) 2 ? 5 1,06 0,91 0,72 5 ? 8 1,16 0,98 0,77 Médio 0 ? 2 1,02 0,91 0,75 (0,70) 2 ? 5 1,19 1,06 0,83 5 ? 8 1,35 1,12 0,88 Alto 0 ? 2 1,14 1,02 0,83 (0,90) 2 ? 5 1,23 1,12 0,91 5 ? 8 1,49 1,24 0,97 Método de Hargreaves Hargreaves aplicando a análise de regressão em dados diários de evapotranspiração potencial de referência em Davis-California, obteve a equação seguinte:

onde: Tmin = temperatura mínima diária, em oC; e Lat. grau JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 0 36,2 37,5 37,9 36,8 34,8 33,4 33,9 35,7 37,2 37,4 36,3 35,6 2 36,9 37,9 38,0 36,4 34,1 32,6 33,1 35,2 37,1 37,7 37,0 36,4 4 37,6 38,3 38,0 36,0 33,4 31,8 32,2 34,6 37,0 38,0 37,6 37,2 6 38,2 38,7 38,0 35,6 32,7 30,9 31,5 34,0 36,8 38,2 38,2 38,0 8 38,9 39,0 37,9 35,1 31,9 30,0 30,7 33,4 36,6 38,4 38,8 39,4 10 39,5 39,3 37,8 34,6 31,1 29,1 29,8 32,8 36,3 38,5 39,3 40,0 12 40,1 39,6 37,7 34,0 30,2 28,1 28,9 32,1 36,0 38,6 39,8 40,6 14 40,6 39,7 37,5 33,4 29,4 27,2 27,9 31,3 35,6 38,7 40,2 41,2 16 41,1 39,9 37,2 32,8 28,5 26,2 27,0 30,6 35,2 38,7 40,6 41,7 18 41,5 40,0 37,0 32,1 27,5 25,1 26,0 29,8 34,7 38,7 40,9 42,1 20 41,9 40,0 36,6 31,3 26,6 24,1 25,0 28,9 34,2 38,6 41,2 42,6 22 42,2 40,1 36,2 30,6 25,6 23,0 24,0 28,1 33,7 38,4 41,4 43,0 24 42,5 40,0 35,8 29,8 24,6 21,9 22,9 27,2 33,1 38,3 41,7 43,3 26 42,8 39,9 35,3 29,0 23,5 20,8 21,8 26,3 32,5 38,0 41,8 43,6 28 43,0 39,8 34,8 28,1 22,5 19,7 20,7 25,3 31,8 37,8 41,9 43,9 30 43,1 39,6 34,3 27,2 21,4 18,5 19,6 24,3 31,1 37,5 42,0 44,1

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Método de Thornthwaite Método empírico baseado apenas na temperatura média do ar, sendo esta sua principal vantagem. Foi desenvolvido para condições de clima úmido e, por isso, normalmente apresenta sub- estimativa da ETP em condições de clima seco. Apesar dessa limitação, é um método bastante empregado para fins climatológicos, na escala mensal. Esse método parte de uma ET padrão (ETp), a qual é a ET para um mês de 30 dias e com N = 12h. A formulação do método é a seguinte:

N NDP onde: Exemplo Local: Piracicaba (SP) ? latitude 22o42´S Janeiro ? Tmed = 24,4oC, N = 13,4h, NDP = 31 dias, Ta = 21,1oC I = 12 (0,2 21,1)1,514 = 106,15 a = 0,49239 + 1,7912 10-2 (106,15) ? 7,71 10-5 (106,15)2 + 6,75 10-7 (106,15)3 = 2,33 ETp = 16 (10 24,4/106,15)2,33 = 111,3 mm/mês ETP = 111,3 x COR COR = 13,4/12 x 31/30 ETP = 111,3 x 13,4/12 x 31/30 = 128,4 mm/mês ETP = 128,4 mm/mês ou 4,14 mm/dia Método de Penman-Monteith Método físico, baseado no método original de Penman. O método de PM considera que a ETo é proveniente dos termos energético e aerodinâmico, os quais são controlados pelas resistências ao transporte de vapor da superfície para a atmosfera. As resistências são denominadas de resistência da cobertura (rs) e resistência aerodinâmica (ra).

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Exemplo Dia 30/09/2004 Rn = 8,5 MJ/m2d, G = 0,8 MJ/m d, Tmax = 30 C, Tmin = 18 C, U2m = 1,8 m/s, URmax = 100% e 2oo URmin = 40% esTmax = 0,611 x 10[(7,5x30)/(237,3+30)] = 4,24 kPa esTmin = 0,611 x 10[(7,5x18)/(237,3+18)] = 2,06 kPa es = (4,24 + 2,06)/2 = 3,15 kPa T = (30 + 18)/2 = 24oC s = (4098 x 3,15) / (237,3 + 24)2 = 0,1891 kPa/oC URmed = (100 + 40)/2 = 70% ea = (70 x 3,15)/100 = 2,21 kPa e = 3,15 ? 2,21 = 0,94 kPa ETP = [0,408x0,1891x(8,5-0,8) + 0,063x900/(24+273)x1,8x0,94]/[0,1891+0,063x(1+0,34x1,8)] ETP = 3,15 mm/d 2.7. Precipitação Do total de precipitação que incide em uma área, A distribuição de cada fração depende de: Quanto à irrigação, interessa, principalmente, a parte da irrigação que será utilizada diretamente pela cultura (precipitação efetiva), a freqüência e a magnitude de precipitação que se podem esperar na área do projeto (precipitação provável) e a quantidade de água que abastecerá os rios e represas a fim de ser usada na irrigação.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

É a quantidade mínima de precipitação com determinada probabilidade de ocorrência. Normalmente em irrigação trabalha-se com a probabilidade de 75 ou 80%, ou seja, com a lâmina mínima de chuva que pode esperar em três a cada quatro anos (75%) ou em quatro a cada cinco anos (80%) em determinado período do ano.

2.8. Infiltração de Água no Solo 2.8.1. Taxa de Infiltração (VI) - A taxa de infiltração da água em um solo é muito importante para a irrigação. - É parâmetro utilizado na seleção do sistema de irrigação a ser utilizado. - A VI é expressa em altura de lâmina d'água pôr unidade de tempo (mm/h).

2.8.2. Taxa de Infiltração Básica (VIB) É a magnitude da taxa de infiltração de água no solo, quando esta se torna praticamente constante, em cm/h ou mm/h. É de grande utilidade na escolha do aspersor a ser utilizado no sistema de irrigação, pois a intensidade de aplicação de água do mesmo deve ser inferior ao valor da VIB.

2.8.3. Fatores que Afetam a Taxa de Infiltração (VI) 2.8.4. Curva da Taxa de Infiltração Básica (VIB) A Figura 11 abaixo descreve o comportamento da água no solo durante a infiltração. No momento em que a taxa de infiltração (VI) está praticamente constante temos a Taxa de Infiltração Básica (VIB).

VI inicial VI 4 (cm/h) 3 2 VI básica 1 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Tempo(h) Figura 11. Taxa de infiltração de água no solo com o tempo.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Em irrigação pôr aspersão e inundação teremos somente infiltração vertical Em irrigações pôr sulcos teremos infiltração horizontal e vertical.

2.8.5. Infiltração Acumulada (I) É a quantidade total de água infiltrada, durante determinado tempo, geralmente expressa em mm ou cm. A Figura 12 mostra a curva de infiltração acumulada com o tempo em um determinado solo.

I8 (mm) 6 Curva de I 4 2 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Tempo(h) Figura 12. Curva de infiltração acumulada de água no solo.

A infiltração acumulada em função do tempo pode ser utilizada para se determinar o tempo necessário para infiltração de determinada quantidade de água, o que é de suma importância no dimensionamento da irrigação por superfície.

2.8.6. Métodos de Determinação de VI Em Irrigação pôr Sulco Devemos utilizar os seguintes métodos na determinação da taxa de infiltração (VI). * Método do balanço de água no sulco.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Utilizado para a determinação da VIB, quando se pretende implantar sistemas de irrigação pôr aspersão e localizada. Pôr serem estes os sistemas de irrigação mais utilizados na região será detalhado apenas o método do infiltrômetro de anel.

Infiltrômetro: Dois cilindros, sendo um com diâmetro de 50 cm, outro com diâmetro de 25 cm e ambos com altura de 30 cm. Uma das bordas do cilindro deve ter a forma de bisel, para facilitar a penetração no solo. Os anéis devem ser instalados concêntricos, conforme Figura 13.

30 cm =#=#=#=#=# 15cm =#=#= #=#=#= 15 cm 25cm 50 cm Figura 13. Detalhe de instalação do infiltrômetro de anel A importância do anel externo é evitar que a água do anel interno infiltre lateralmente. A lâmina d'água dentro dos anéis deve estar em torno de 5 cm, permitindo uma oscilação As leituras devem ser medidas da borda superior do anel até a superfície da água dentro Adiciona-se água nos cilindros e fazem-se leituras da lâmina infiltrada, no cilindro A lâmina infiltrada dividida pelo tempo decorrido para sua infiltração dá a VI média:

Onde: VIm = Taxa de infiltração média, em cm/h A velocidade de infiltração aproximada (VIa) pode ser calculada pela expressão:

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

No Quadro abaixo temos um exemplo de determinação da infiltração acumulada (I) e da taxa de infiltração (VI) utilizando-se o método do infiltrômetro de anel.

Tabela 8. Determinação da Velocidade de Infiltração de Água no Solo e da Infiltração acumulada (Método do Infiltrômetro de Anel) Tempo Diferença Infiltração VIa VIm Hora Acumulado Leitura na Régua ( I ) Acumulada(I) ( I/ T) (I/T) (min) (cm) (cm) (cm) (cm/h) (cm/h) 9,2333 10,00 9,2833 3,00 8,00 10,00 2,00 2,00 40,00 40,00 9,3667 8,00 8,50 10,00 1,50 3,50 18,00 26,25 9,4500 13,00 9,40 0,60 4,10 7,20 18,92 9,5333 18,00 8,70 10,00 0,70 4,80 8,40 16,00 9,6167 23,00 9,60 0,40 5,20 4,80 13,57 9,7000 28,00 9,20 0,40 5,60 4,80 12,00 9,7833 33,00 8,80 10,00 0,40 6,00 4,80 10,91 9,9500 43,00 9,30 10,00 0,70 6,70 4,20 9,35 10,1167 53,00 9,40 0,60 7,30 3,60 8,26 10,2833 63,00 8,90 10,00 0,50 7,80 3,00 7,43 10,6167 83,00 9,20 10,00 0,80 8,60 2,40 6,22 11,1167 113,00 8,90 10,00 1,10 9,70 2,20 5,15 11,6167 143,00 9,00 10,00 1,00 10,70 2,00 4,49 12,2667 182,00 8,80 10,00 1,20 11,90 1,85 3,92 12,7667 212,00 9,00 10,00 1,00 12,90 2,00 3,65 13,2667 242,00 9,10 10,00 0,90 13,80 1,80 3,42 13,7667 272,00 9,20 10,00 0,80 14,60 1,60 3,22 Obs.:Teste efetuado em área da Escola Agrotécnica Federal de Guanambi em nov/2001. As leituras de lâmina foram feitas em uma régua graduada a partir da superfície do solo. Toda vez que a lâmina de água dentro do infiltrômetro atingia a profundidade de 8 cm o volume era novamente completado para 10 cm.

2.9. Cálculo de Parâmetros de Projeto Relacionados com Água disponível, Evapotranspiração e Infiltração Turno de Rega (TR) - É o intervalo em dias entre duas irrigações sucessivas, em um mesmo local.

onde: Período de Irrigação (PI) - É o número de dias necessários para completar a irrigação de uma área.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Escolha do Aspersor - Neste ponto do procedimento deve ser escolhido o aspersor a ser utilizado no sistema de irrigação. Naturalmente que a sua escolha não é um parâmetro numérico e sim uma seleção baseada em critérios relacionados a clima da região, cultura a ser irrigada e custo de implantação do sistema de irrigação dentre outros. A Intensidade de Aplicação de Água do Aspersor (IA) - É a intensidade com que o sistema aplicará água sobre o solo que deve ser menor ou igual à VIB do mesmo.

onde: IA = intensidade de aplicação, em mm/h Tempo de Irrigação por Posição (TI) - Equivale ao tempo de funcionamento do sistema por posição em horas;

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Exercícios Resolvidos: 1) Na determinação do teor de umidade do solo, utilizando-se o método padrão de estufa, uma amostra de solo úmida foi retirada no local e na profundidade desejada, colocada em um ?pesa filtro? e levada à balança, traduzindo em um peso igual a 250 gramas. Em seguida a amostra com o recipiente foi levada à estufa com temperatura entre 105 e 110 º C, durante 24 horas, pesando-se o conjunto novamente obteve-se um valor de 200 gramas. Sabendo-se que o recipiente (?pesa filtro?) pesa 20 gramas, pede-se calcular o teor de umidade Resolução: U = M1 - M2 x 100 U = 250g ? 200 g x 100 U = 27,78 % M2 - M3 200g ? 20g 2) Calcular a disponibilidade de água para as seguintes condições.

Local: Muqui Cultura = Milho Irrigação total Prof. raiz (Z) = 50 cm Solo: Fator disp. Água (f) = 0,50 CC = 32 % (em peso) Pm = 18 % (em peso) Sistema de Irrigação Da = 1,2 g/cm3 Eficiência (Ea) = 60 %.

Resolução: DTA = (Cc - Pm) x Da DTA = 32 ? 18 x 1,2 = 1,68 mm/cm 10 10 CTA = DTA x Z CTA = 1,68 mm/cm x 50 cm CTA = 84 mm CRA = CTA x f CRA = 84 mm x 0,50 CRA = 42 mm IRN = CRA IRN = 42 mm ITN = IRN ITN = 42 mm ITN = 70 mm Ea 0,60 Portanto para as condições apresentadas o solo tem uma capacidade total de armazenamento de água de 84 mm ou seja 840 m3/ha, sendo a capacidade real de armazenamento de 420 m3/ha uma vez que o fator de disponibilidade de água da cultura é 0,50. A lâmina de irrigação real necessária é de 42 mm ou 420 m3/ha e a irrigação total necessária é de 70 mm ou 700 m3/ha uma vez que a eficiência de aplicação de água do sistema é de apenas 60 %.

3) No acompanhamento de um lisímetro de percolação, durante o mês de janeiro, foram anotados os seguintes dados: Irrigação do tanque no período (I) = 310 litros Precipitação pluviométrica do período (P) = 150 mm Água drenada do tanque (D) = 110 litros Calcular a Evapotranspiração Potencial de Referencia (Eto) no período, sabendo que o diâmetro do tanque do lisímetro é de 2 metros.

Resolução: Eto = I + P - D P = 150 mm que deve ser transformado em litros S

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

P(l) = 150 l/ m2 x 3,14 m2 P = 471 litros Eto = 310 l + 471 l + 110 l Eto = 213,69 mm 3,14 m2 Eto = 213,69 mm Eto = 6,89 mm/dia 31 dias 4) Calcular a Evapotranspiração Potencial de Referência para as condições abaixo, com base em dados de Doorembos e Pruit (FAO).

Resolução: Entrando com os valores fornecidos no Quadro 1 da página 12, chegaremos a um valor de Kt = 0,70 Eto = Kt x EV .... Eto = 0,70 x 42mm .... Eto = 29,4 mm Eto = 29,4 mm Eto = 4,2 mm/dia 7 dias 5) Calcule a Evapotranspiração Potencial de Referência (Eto), utilizando-se a equação de Blaney-Criddle, para o mês de julho/2009 em Guanambi, sabendo-se que a temperatura média mensal foi de 24,64 ºC, que o fotoperíodo para o mês é de 11,2 horas, que o brilho solar real diário foi em média de 10,8 horas, que a velocidade do vento foi em média de 3,35 m/s e que a umidade relativa do ar média foi de 58,4%. Considerar também que a cidade de Guanambi está localizada a 14 º de latitude sul.

Resolução: Para Guanambi, a 14o. de latitude sul, no mês de julho,temos, através do Quadro II da página 13, uma valor de Utilizando a Tabela 6, com n/N = 0,96, Vv = 3,35 m/s e UR = 58,4% temos C = 0,91 ETo = C x [ (0,457 x T + 8,13) x P] ETo = 0,91 x [(0,457 x 24,64 + 8,13 ) x 7,96] ETo = 140,46 mm/mês. ETo = 140,46/31 = 4,53 mm/dia.

6) De uma amostra de solo enviada a laboratório obtivemos os seguintes resultados: Densidade Aparente: 1,2 g/cm3 Sabendo-se que nesta área será implantada a cultura de milho, solicitamos dos senhores alunos nos auxiliar no manejo da irrigação da referida cultura no mês de junho, calculando o turno de rega (TR) e o tempo de Considerando para a cultura do milho no referido mês os seguintes dados: Evapotranspiração potencial da cultura (Etpc) = 5 mm/dia Fator de disponibilidade de água para a cultura (f) = 0,5 Considerar também que o equipamento de irrigação por aspersão conv. apresenta as seguintes características: Intensidade de Aplicação de Água do Aspersor utilizado: 15 mm/h.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Resolução: 1) CRA = (Cc ? Pm) x Da x Z x f 10 CRA = (26 - 13) x 1,2 x 40 x 0,5 CRA= IRN = 31,2 mm 10 2) TR = CRA TR = 31,2 mm TR= 6,24 dias Eptc 5 mm/dia 3) ITN = IRN ITN = 31,2 mm ITN = 39 mm Ea 0,80 4) TI = ITN TI = 39,00 mm TI = 2,6 horas IA 15 mm/h Passos: 1 ? Calcular a CRA que é igual a IRN 2 ? Calcular o Turno de Rega (TR) 3 ? Calcular a ITN 4 ? Calcular o Tempo de Irrigação (TI) Considerar TR = 6 dias.

Portanto no manejo da cultura do milho, durante o mês de junho e de acordo com os dados fornecidos, devemos irrigar a área a cada 6 dias e utilizar um tempo de 2,6 horas para cada posição da linha lateral com aspersores.

7) Considerando que, no sistema de irrigação por aspersão utilizado na Agricultura II, o espaçamento entre aspersores (S1) é de 12 metros e o espaçamento entre linhas laterais (S2) é também de 12 metros, calcule a intensidade de aplicação de água (IA) dos aspersores utilizados sabendo que a vazão dos mesmos é de 1 l/s.

Resolução: IA = q x 3600 IA = 1 l/s x 3600 s/h IA = 25 mm/h. S1 x S2 12 m x 12 m

Exercícios Propostos: 1) Assinale V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas as afirmativas e posteriormente marque a alternativa que corresponde à seqüência correta.

( ) A história da irrigação confunde-se com a história da civilização, pode-se dizer que ela começou com o ( ) A água do solo é tradicionalmente classificada em água gravitacional, água capilar e água disponível; ( ) Os métodos de determinação do teor de umidade do solo, baseados em pesagens, são o padrão de estufa, ( ) Em um solo na capacidade de campo os espaços porosos do mesmo estão todos preenchidos com água; ( ) No ponto de murcha o teor de umidade é tal que, abaixo dele, a planta não consegue retirar água do solo ( ) A água do solo disponível às plantas é aquela que fica retida entre a capacidade de campo e o ponto de ( ) O (f) fator de disponibilidade de água da cultura é que determina o percentual da água disponível no solo que a planta pode absorver, sem que ocorra queda na produtividade, ou seja, determina a água facilmente ( ) Toda a água capilar do solo está disponível às plantas.

a) V, V, F, F, F, V, V, F b) V, F, F, F, V, V, V, F c) V, F, F, V, V, V, F, F d) V, F, F, F, V, F, V, F e) F, F, F, F, V, V, F, V

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

2) Relacione a segunda coluna de acordo com a primeira e posteriormente assinale a alternativa que corresponde à seqüência correta.

(1) Disponibilidade total de água do solo (2) Irrigação total necessária

(3) Capacidade total d' água no solo (4) Irrigação real necessária (5) Fator de disponibilidade (f)

a) 1, 5, 2, 4, 3 b) 2, 5, 1, 3, 4 c) 2, 5, 1, 4, 3 ( ) Quantidade total de água que se necessita aplicar pôr irrigação, ( ) Utilizado para estabelecer o percentual da água disponível no solo, que a cultura consegue absorver sem que haja queda de ( ) É uma característica do solo que corresponde à quantidade de ( ) Quantidade de água que o solo pode reter em uma profundidade equivalente ao sistema radicular da cultura.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

a) 3 h b) 5 h c) 4 h d) 6 h e) 2 h 7) Qual a Evapotranspiração Potencial de Referência (Eto) para as condições abaixo, baseando-se em Velocidade média do vento: 150 km/dia Umidade Relativa do Ar (média do período) = 60 % Tanque Circundado com Grama R(m) = 10 m Evaporação do tanque no período (Ev) = 64 mm a) 54,40 mm b) 41,60 mm c) 48,00 mm d) 44,80 mm e) 51,20 mm Quadro 01 - Dados para a cultura do milho Ciclo: 140 dias Estádios de I II III IV V desenvolvimento Z (cm) 10 20 40 40 40 f (decimal) 0,3 0,4 0,5 0,5 0,5 kc* 0,30-0,50 0,80-0,95 1,05-1,20 0,80-0,95 0,55-0,60 Duração(dia) 10 30 40 30 30 * O primeiro valor é usado sob condições de baixa demanda evapotranspirativa; O segundo valor é usada sob condições de alta demanda evapotranspirativa.

Quadro 02 - Dados climáticos Mês ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT Eto (mm/dia) 7 6 5 5 7 7 8 UR(%)* 60 65 68 68 50 56 65 Temp. (°C) 25 23 22 22 26 25 26 UR< 70% implica em condições de alta demanda evapotranspirativa.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

FONTES DE SUPRIMENTO DE ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO 1. Hidrologia - É a ciência que trata do estudo da água na natureza, sua ocorrência, 2. Ciclo Hidrológico - É o fenômeno global de circulação da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado principalmente pela energia solar, associada à gravidade e à Compreende a água desde a ocorrência de precipitações até seu retorno à atmosfera sob forma de vapor, conforme representado na Figura 14.

Condensação nuvem Infiltração Zona de Aeração Capilaridade Percolação Precipitação

Transpiração Interceptação Depressões Escoamento Superficial

Esc. Sub. líquida Superficial Evapotranspiração Transpiração

Prec. Evap. Solo Direta Evaporação sup. líquida

Zona deEscoamento subterrâneo Rio, Lago Saturação oceano

Figura 14. Representação simplificada do Ciclo Hidrológico segundo (Silveira, 1993)

3. Fontes de Água 3.1. Água Superficial São as águas que estão na superfície do terreno, encontradas principalmente em forma de As águas de uma determinada região são divididas pelas Bacias Hidrográficas. Denominam-se Bacias Hidrográficas, Vale, Área de Drenagem, Bacia Contribuinte, Bacia de Recepção ou, simplesmente, Bacia de um Rio, toda zona ou região cujas águas de chuva descarregam ou são drenadas por esse rio. Essa bacia é limitada pelo ?Dinortim Aguarium?, isto é, uma linha que acompanha as maiores altitudes das serras, planaltos, etc., separando uma bacia de outra. Em pequenas bacias, costumam dar o nome de ?águas vertentes? ou ?divisor de águas? a essa linha de separação. A Figura 15 mostra a representação esquemática dos divisores topográficos e freáticos em uma bacia hidrográfica.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Superfície do terreno Divisores Topográficos Divisores Freáticos

Rocha Impermeável Rio X Rio Y Lençol freático na estação das chuvas Lençol freático na estiagem Curso d'água intermitente

Rio Z Figura 15. Corte transversal de uma bacia hidrográfica mostrando divisores topográficos e freáticos (Villela e Mattos, 1975).

Rios de regime torrencial (temporários) - são aqueles que têm crescidas impetuosas durante e logo em seguida às chuvas e degelos, voltando sua vazão a ser desprezível ou nula algum Rios de regime normal (permanente) - são, os que, embora apresentando variação, às vezes grande, na vazão, oferecem, mesmo nas estiagens máximas, caudais suficientes para sua Rios efêmeros ? São aqueles que apresentam vazões apenas após as chuvas.

3.2. Água Subterrânea - São águas que estão abaixo da superfície do terreno que 3.2.1. Lençóis Artesianos ou Confinados São os que correm ou que estão compreendidos entre duas camadas impermeáveis, estando submetidos à pressão, conforme Figura 16, e apresentam as seguintes características: - a água provém geralmente de infiltrações distantes - de regiões mais altas (brejos, lagos, rios, chuvas ou neve das serras, cordilheiras etc.) - água sob pressão - existência de uma camada porosa entre duas camadas impermeáveis (ou de pouca Área de abastecimento Nível da água Poço Artesiano Jorrante Poço Freático Superfície Piesométrica Poço Semi-artesiano Superfície do terreno

Nível da água Aqüífero Freático Estrato Confinante Aqüífero Artesiano Estrato Impermeável Figura 16. Esquema mostrando aqüíferos confinados e livres (Todd, 1967).

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Quando a água, estando submetida à pressão, subir em um poço aberto até atingir o nível da linha piezométrica, passando acima da superfície do terreno, e jorrar, dará origem a um poço Caso Contrário, isto é, caso a linha passe abaixo do nível do terreno, a água subirá até ela, mas não jorrará acima do terreno, formará o poço denominado semi-artesiano. A linha piezométricas corresponde a uma linha imaginária que liga o nível da origem do lençol ao nível do seu término, que pode ser o mar, um lago ou outra formação interior. O lençol artesiano é alcançado por meio de poços tubulares (poços de pequenos diâmetro, geralmente de 6 a 10 polegadas), encontrando-se às vezes, a pouca profundidades (algumas dezenas Em alguns casos, aparecem na perfuração vários lençóis sobrepostos com distintas capacidades e qualidades de água, sendo freqüente, todavia, perfurações completamente secas, em Quando um rico lençol é atingido a vazão é, geralmente, suficiente para o abastecimento de várias casas (bairros residenciais), indústrias e até mesmo para irrigação. A água geralmente é de boa qualidade, podendo, todavia, em alguns casos ser salobra. Isto acontece, regra geral, com os poços mais profundos, visto a água salobra ser de maior densidade que a água pura e ficar por baixo O nome Artesiano surgiu por estes lençóis terem sido estudados na região de Artois, na Incrustações amigdalares podem produzir variações no nível e na capacidade de poços comuns, conforme Figura 17. As roturas de camadas, falhas e fendas etc., também podem produzir fenômenos idênticos, isto é, produzir poços secos, com escassez ou com abundância de água.

Poço seco Abundante Pequeno rendimento Pequeno rendimento Ö Ö ¡ Ö ¡ Ö Ö ¡ Ö Ö ¡ Ö Ö ¡ Ö ¡ =//=//=//=//=//=//=//=//=//=//=//=//=//=//=/ =//=//=//=//=//=//=//=//=//=//=// Camada Permeável /=//=//=//=//=// Rocha Imperm Rocha Impermeável Lençol freático Rocha Imperm.

Camada Impermeável Figura 17. Esquema mostrando incrustações amigdalares produzindo variações no nível e na capacidade de poços comuns.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Exercícios Propostos: a) A hidrologia é a ciência que trata do estudo da água na natureza, sua ocorrência, distribuição e circulação; b) Dinortim Aguarium é uma linha imaginária que acompanha as encostas das serras, separando uma bacia da c) O ciclo hidrológico é impulsionado pela energia solar, associada à gravidade e à rotação terrestre; d) Em pequenas bacias hidrográficas a linha divisória é comumente chamado de ?águas vertentes? ou e) O ciclo hidrológico é o elemento fundamental da hidrologia, representando a água em fases distintas e independentes, desde a ocorrência de precipitação até o seu retorno à atmosfera sob forma de vapor.

1) As águas _____________________ são aquelas que estão abaixo da superfície do terreno, que compreende 2) Os lençóis artesianos são os que correm ou que estão confinados entre duas camadas 3) Um poço é artesiano quando a linha ___________________ passa acima do nível do terreno, promovendo o 4) Muitas vezes, só a título de qualidade de água, refere-se à sua salinidade, com relação à quantidade total de sais expressa em miligramas pôr litro, partes pôr milhão ou pôr meio de sua ___________________________. 5) O que realmente limita o uso da água para irrigação é a ________________ e a natureza dos A seqüência de palavras que corresponde à resposta correta é: a) subterrâneas, vizinhas, piezométrica, molaridade, concentração, sólidos b) subterrâneas, impermeáveis, piezométrica, condutividade elétrica, concentração, sólidos c) subterrâneas, permeáveis, piezométrica, condutividade elétrica, quantidade, materiais d) superficiais, semipermeáveis, de nível, condutividade elétrica, concentração, sólidos e) freáticas, impermeáveis, piezométrica, condutividade elétrica, qualidade, sólidos

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO A qualidade da água para irrigação nem sempre é definida com perfeição. - quantidade total de sólidos dissolvidos (mg/l, ppm) - ou por meio de sua condutividade elétrica Porém, para que se possa fazer correta interpretação da qualidade da água para irrigação, os parâmetros analisados devem estar relacionados com os seus efeitos no solo, na cultura e no manejo da irrigação, os quais serão necessários para controlar ou compensar os problemas relacionados com a qualidade da água.

· Proporção relativa de sódio, em relação aos outros cátions (capacidade de infiltração · Aspecto sanitário.

1.1. Concentração total de sais ou salinidade ? O aumento da concentração total de sais solúveis de um solo tem como principal conseqüência a elevação do seu potencial osmótico, prejudicando as plantas devido ao decréscimo da disponibilidade de água daquele solo. Depende de: - da existência e do nível de drenagem natural e/ou artificial do solo; A concentração total de sais da água de irrigação pode ser expressa em partes por Procedimento padrão - condutividade elétrica (CE) devido à facilidade e rapidez de determinação;

Testes rápidos para avaliar a qualidade da água, no que diz respeito à concentração total de sais.

1) A razão entre a condutividade elétrica (em ?micromhos? por centímetro), dividida pela concentração de cátions (em miliequivalente por litro), deve aproximar-se de 100. Próximo de 110 - para águas ricas em sódio.

2) A razão entre a concentração de sólidos dissolvidos (em partes por milhão) dividida pela condutividade elétrica (em ?micromhos?, por centímetro), deve aproximar-se de 0,64.

1.2. Proporção Relativa de Sódio, em relação a Outros Cátions ou Capacidade de Infiltração do Solo O decréscimo da capacidade de infiltração de um solo torna difícil a aplicação da lâmina de irrigação necessária, num tempo apropriado, de modo a atender a demanda evapotranspirométrica da cultura.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

A capacidade de infiltração de um solo cresce com o aumento de sua salinidade e decresce com o aumento da razão de adsorção de sódio (RAS) e/ou decréscimo de sua salinidade. RAS e Salinidade, devem ser analisados conjuntamente para se poder avaliar corretamente o efeito da água de irrigação na redução da capacidade de infiltração de um solo. A proporção relativa de sódio, em relação a outros sais é expressa pela razão de adsorção de sódio (RAS), a qual pode ser assim calculada:

A Figura 18 ilustra os efeitos interativos do RAS e da salinidade na capacidade de infiltração de água no solo.

_ _ _ _ __ 30_ _ R_ a z_ ã __ o 25_ de _ _ ad _ s __ o 20_ r ç_ ã o_ _ d e __ 15_ s ó_ d_ i o_ __ R A 10_ S_ _ _ __ 5_ _ _ _ 0_ 0 Redução moderada na Redução severa na capacidade de capacidade de infiltração do infiltração do solo solo

Praticamente nenhuma redução na capacidade de infiltração do solo

|||||| 123456 Condutividade elétrica da água de irrigação em milimhos/cm a 25oC

1.3. Concentração de Elementos Tóxicos Os elementos encontrados nas águas de irrigação não poluídas pelo homem que mais comumente causam problemas de toxidez às plantas são os íons cloro, sódio e boro. A magnitude do problema depende de: - da sensibilidade da cultura ao íon;

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Estes íons geralmente acumulam-se nas folhas, causando Toxicidade acompanham e complicam salinização e/ou sodificação do solo. - podem ser absorvidos pelas raízes, movimentados pelo caule e acumulados nas folhas - podem também serem absorvidos diretamente pelas folhas molhadas durante a De um modo geral, as culturas perenes, tais como as árvores frutíferas, são mais sensíveis do que as culturas de ciclo curto, no que diz respeito à toxidez por íons de cloro, sódio e boro.

1.4. Concentração de Bicarbonatos Nas águas que contém concentrações elevadas de íons bicarbonatos, há tendência para a precipitação do cálcio e do magnésio, sob a forma de carbonatos, reduzindo, então, a concentração de cálcio e magnésio, na solução do solo, e, conseqüentemente aumentando a proporção de sódio, uma vez que a solubilidade do carbonato de sódio é superior a dos carbonatos de cálcio e de magnésio. Ca + Na + 3HCO3- CaCO3 (precipita) + Na + HCO3 + CO2 + H2O que favorece a ++ + + - elevação da percentagem de sódio no solo.

1.5. Aspecto Sanitário Três casos a considerar: Nos dois primeiros casos, a principal doença é a esquistossomose, cuja contaminação se dá, por meio do contato direto do irrigante com a água de irrigação, conforme exemplo na Tabela 9. No terceiro, temos as verminoses, de um modo geral, cuja contaminação se dá por meio do consumo dos hortifrutigranjeiros contaminados pela água de irrigação.

País Projeto Porcentagem de contaminação antes após Egito Represa de Aswan (1906) 6 % (1910) 60% Sudão Gezira (1925) 0 % (1940) 45% Tanzania Arucha Chini (1937) 5 % (1967) 60 % Zambia Lago Kariba (1958) 0 % (1968) 35 % Nigéria Lago Kaingi (1969) 5 % (1971) 45 % Iran 10 Projetos Pilotos (1965) 15 % (1967) 27 %

2. ANÁLISE E AMOSTRAGEM DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO A concentração total e individual dos elementos de maior importância tem de ser determinada para que possa julgar a qualidade da água para irrigação. Na Tabela 10 encontram-se as determinações usualmente necessárias para análise de água.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Determinações Símbolos Unidades Condutividade Elétrica CE x 106 a 25 º C Micromhos/cm Percentagem de sódio solúvel PSS % Razão de adsorção de sódio RAS - Boro B Ppm Sólidos dissolvidos SD Ppm PH - - Cátions Cálcio Ca m.e./l Magnésio Mg m.e./l Sódio Na m.e./l Soma de cátions - m.e./l Aniônios Carbonatos CO3 m.e./l Bicarbonatos HCO3 m.e./l Sulfatos SO4 m.e./l Cloro Cl m.e./l Soma de aniônios - m.e./l.

Para muitos casos, a condutividade elétrica é suficiente para avaliar a concentração total Uma vez determinado que a concentração de boro é baixa, em determinada região, sua As amostras de água deverão ser, enquanto for possível, as mais representativas. De modo geral, recomendam-se os seguintes procedimentos no processo de análise de água para poços profundos, com condições normais de operação, estando a intensidade de recarga do poço em equilíbrio com a retirada de água, as características químicas da água serão praticamente constantes.

para rios ou córregos a amostragem deve ser feita todas as semanas ou mensalmente, e, sempre que se tirar a amostra, deve se procurar caracterizar o estádio de fluxo do rio para pequenos reservatórios, a água é praticamente homogênea, e a amostra pode ser para grandes reservatórios, a água não é homogênea ao longo da profundidade, sendo Quantidade = 1 a 2 litros Vasilhame: garrafas de vidro ou de plástico bem limpas.

3. CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO Esta classificação é baseada na C.E., como indicadora do perigo de salinização do solo e na Razão de Adsorção de Sódio (RAS), como indicadora do perigo de alcalinização ou sodificação a) Perigo de Salinização ? Com relação a este parâmetro as águas são divididas em quatro classes, segundo a condutividade elétrica.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Pode ser utilizada para irrigação na maioria das culturas e na maioria dos solos com pouca probabilidade de ocasionar salinidade. A lixiviação necessária ocorre nas práticas normais de irrigação, à exceção de solos de permeabilidade extremamente baixa.

Usada sempre que houver um grau moderado de lixiviação. Plantas com moderada tolerância aos sais podem ser cultivadas sem práticas de controle de salinidade.

Pode ser usada somente para irrigação de plantas com boa tolerância aos sais; Podem ser necessárias práticas especiais para controle de salinidade.

C4?Salinidade muito alta (CE entre 2250 e 5000 micromhos/cm) Não é apropriada para irrigação em condições normais, podendo ser usada em circunstâncias muito especiais. Os solos deverão ser muito permeáveis e com drenagem adequada, devendo aplicar excesso de água nas irrigações para se ter uma boa lixiviação.

b) Perigo de Alcalinização ou Sodificação ? Ás água são divididas em quatro classes segundo a RAS.

S1 ? Água com baixa concentração de Sódio (RAS £ 18,87 ? 4,44 x log CE) Pode ser ursada para irrigação em quase todos os solos, com pequena possibilidade de alcançar níveis perigosos de sódio trocável.

S2 - Água com concentração média de sódio (18,87 ? 4,44 x Log CE < RAS £ 31,31 ? 6,66 x Log CE) Só pode ser usada em solos de textura grossa ou em solos orgânicos com boa permeabilidade. Ela apresenta um perigo de sodificação considerável em solos de textura fina, com alta capacidade de troca catiônica, especialmente sob baixa condição de lixiviação, a menos que haja gesso no solo.

S3 ? Água com alta concentração de sódio (31,31 ? 6,66 x Log CE < RAS £ 43,75 ? 8,87 x Log CE) Pode produzir níveis maléficos de sódio trocável, na maioria dos solos, e requer práticas especiais de manejo do solo, boa drenagem, alta lixiviação e adição de matéria orgânica. Em solos que têm muito gesso, ela pode não desenvolver níveis maléficos de sódio trocável.

S4 ? Água com muito alta concentração de sódio ( RAS > 43,75 ? 8,87 x Log CE) É geralmente imprópria para a irrigação, exceto quando a sua salinidade for baixa, ou, em alguns casos, média, e a concentração de cálcio do solo ou o uso de gesso ou outros corretivos tornarem o uso desta água viável.

c) Efeito da concentração de boro ? O boro é um elemento essencial para o crescimento dos vegetais, mas a quantidade requerida é muito pequena. Porém, em concentrações um pouco maiores, torna-se muito tóxico para alguns vegetais. O nível da concentração que o torna tóxico varia de acordo com a espécie vegetal. O nível que é tóxico para uma planta sensível como o limão pode ser tolerante para uma planta tolerante como a alfafa.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

d) Efeito da concentração de bicarbonato ? Nas águas que contém concentrações elevadas de bicarbonatos, há tendência para a precipitação de cálcio e do magnésio sob a forma de carbonatos, reduzindo, então, a concentração de cálcio e magnésio na solução do solo e, A classificação da água para irrigação pode ser feita em função do conceito de ?Carbonato de Sódio Residual? (CSR), proposto por Eaton:

I ? Águas com CSR superior a 2,5 miliequivalentes por litro não são recomendadas para II ? Águas que contenham CSR entre 1,25 e 2,5 miliequivalentes por litro são duvidosas III ? Águas que contenham ?CSR? inferior a 1,25 miliequivalente por litro são normalmente apropriadas para irrigação.

Sólidos Totais ...................................641 ppm

Cálcio ................................................3,76 meq/l

Magnésio...........................................1,34 meq/l

Sódio .................................................4,03 meq/l

Cloro .................................................1,53 meq/l

Pede-se classificar esta água segundo a proposta do U.S. Salinity Laboratory - U.S.D.A. sabendo que as denominações e os limites são os seguintes: Denominação Salinidade Val. limites (1) de CE Denominação Alcalinidade Valores limites de RAS (2) C1 baixa 0-250 C2 média 250-750 C3 alta 750-2250 C4 muito alta > 2250 S1 baixa < 18,87 - 4,44x log CE S2 média 18,87 - 4,44x log CE < RAS < 31,31 - 6,66 x log CE S3 alta 31,31 - 6,66 x log CE < RAS < 43,75 - 8,87x log CE S4 muito alta > 43,75 - 8,87 x log CE Resolução: Analisando com relação à condutividade elétrica (salinidade) podemos concluir que a água é da Classe C3, pois o valor de 850 micromhos/cm está entre 750-2250 micromhos/cm traduzindo em água de salinidade alta. Com relação à alcalinidade, ou sodificação teremos que calcular o valor da Razão de Adsorção de Sódio para a posterior classificação.

RAS = 4,03 meq/l RAS = 2,52 Ö 3,76 + 1,34 2 Classe S1 - RAS < 18,78 ? 4,44 x log10 850 RAS < 5,77 Portanto não é necessário fazer mais cálculos pois o valor de RAS é inferior a 5,77 traduzindo a esta água uma A classificação da água é C3S1 ou seja água de salinidade alta e alcalinidade baixa.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Exercícios Propostos: 10) Nos parênteses à esquerda, coloque C ou E conforme considere certos ou errados os conceitos, assinalando em seguida, entre as alternativas abaixo, a seqüência correta.

( ) - Quando a água de irrigação apresenta alta concentração de sais existe o perigo de o solo tronar-se salino ( ) - Quando a salinidade da água é baixa, o risco do solo tornar-se salino é alto, à exceção daqueles com ( ) - Quando a água apresenta salinidade média, deve haver uma lixiviação moderada no solo e as culturas ( ) - A água com alta concentração de sais pode ser usada em solos com deficiência de drenagem. ( ) - Água com alta concentração de sais pode ser usada somente para irrigação de plantas com boa tolerância ( ) Quando a concentração de sais é muito alta a água não é apropriada para a irrigação.

a) C, E, C, E, C, C b) C, E, E, E, C, C c) C, E, C, E, C, E d) C, E, C, C, C, C e) E, E, C, E, C, C 11) São parâmetros normalmente avaliados para uma completa análise da qualidade da água para irrigação.

a) Concentração total de sais ou salinidade, concentração de bicarbonatos, concentração de elementos tóxicos b) Concentração total de sais ou salinidade, proporção relativa de sódio em ralação a outros cátions e c) Concentração total de sais ou salinidade, proporção relativa de sódio em ralação a outros cátions, concentração de bicarbonatos, concentração de elementos tóxicos e o aspecto sanitário. d) Concentração total de sais ou salinidade, proporção relativa de sódio em ralação a outros cátions, concentração de elementos tóxicos, aspecto sanitário e a presença de partículas estranhas. e) Concentração total de sais ou salinidade, concentração de bicarbonatos e concentração de elementos tóxicos.

Condutividade Elétrica (CE) -..............500 mmhos/cm

Sólidos Totais .....................................641 ppm

Cálcio .................................................4,0 meq/l

Magnésio.............................................1,3 meq/l

Sódio ..................................................5,0 meq/l

Cloro ..................................................1,5 meq/l

Pede-se classificar esta água segundo a proposta do U.S. Salinity Laboratory - U.S.D.A. conforme dados já a) C3S2 b) C3S3 c) C2S1 d) C3S1 e) C3S4

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

MEDIÇÃO DE VAZÕES Para se projetar sistemas de irrigação, onde a água é fator limitante, há inicialmente a necessidade de se quantificar a vazão da fonte de água disponível na propriedade. Seja ela um córrego, um pequeno riacho, uma cisterna, um poço artesiano ou tubular, teremos que primeiramente quantificar fluxo de água disponível na unidade de tempo. Também, para um bom manejo da irrigação já implantada é necessário saber a quantidade de água a ser aplicada na mesma. Esses controles são possíveis através de conhecimentos que possibilite a medição de vazões desde um simples aspersor até vazões de rios, poços etc.

1 ? MÉTODOS UTILIZADOS Os principais métodos empregados são os seguintes: a) Método Direto b) Método do Vertedor c) Método do Flutuador d) Método do Molinete a) Método Direto Consiste em determinar o tempo que a água levará para encher um recipiente de volume conhecido. A vazão será o volume do recipiente dividido pelo tempo necessário para preencher o mesmo.

onde: A Figura 19 ilustra a utilização do método para um córrego onde pode-se desviar a vazão por um tubo até um recipiente conforme ilustração abaixo.

b a d c Onde: a = superfície da água no córrego ou sulco b = superfície do terreno f c = tubo e

d = distância entre o tubo e a superfície da água (mín. 4 cm) e = recipiente de volume conhecido f = trincheira feita no solo.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Observações: Na determinação do tempo para encher o recipiente deve-se fazer três repetições no mínimo; Este é um método simples, requer poucos equipamentos e apresenta boa precisão; Pelas características do processo ele só pode ser aplicado a pequenos cursos d'água.

b) Método do Vertedor Vertedores ? São aberturas com dimensões conhecidas destinadas à passagem de líquidos, quando se quer determinar vazões do mesmo.

O método do vertedor consiste em represar a água por meio de um vertedor, forçando-a a A soleira dos vertedores devem ser delgada, ficar na horizontal e perpendicular à direção Este método é aplicado a pequenos e médios cursos d'água, normalmente com vazões inferiores a 300 litros por segundo.

Vertedor Retangular (Francis) - É o mais antigo e mais usado; a sua simplicidade de construção tornou-o muito popular (Figura 20). No cálculo da vazão vamos utilizar a fórmula de Francis que á mais empregada.

5H 3H 3H 3H L H 3H Soleira 10 cm

Observações: - Para vertedores retangulares e trapezoidais a carga H não deve ser maior do que 1/3 da soleira; - O ar deve circular livremente por baixo da lâmina d'água que sai do vertedor. - A altura da lâmina d'água (H) deve ser medida a uma distância de pelo menos 5H da soleira do - A largura da soleira deve ser maior ou igual a três vezes a altura da lâmina vertente (H).

A Fórmula de Francis, utilizada para o cálculo da vazão é a seguinte:

onde: Vertedor Triangular (Thompson) ? Os vertedores triangulares são mais precisos para medição de pequenas vazões. É conveniente a colocação de chapas metálicas na sua crista. O

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

vertedor triangular aqui estudado apresenta um ângulo = 90 º e a ilustração do seu uso na medição de vazões é apresentado na Figura 21.

3H 3H 3H 5H 3H H 10 cm A vazão é dada pela Fórmula de Thompson, válida quando = 90 º:

onde: Vertedor Trapezoidal de Cipolletti - É um vertedor trapezoidal com as faces inclinadas de 1:4 (1 na horizontal para 4 na vertical), e a ilustração do seu uso na medição de vazões é apresentado na Figura 22.

3H5H 3H 3H L H

Soleira 3H10 cm onde: c) Método do Flutuador Este método é menos preciso que os dois primeiros e deve ser utilizado em curso d'água maior e em canais principais de perímetros de irrigação. Consiste em medir a velocidade média (Vm)

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

da correnteza, num trecho escolhido do curso d'água ou canal, usando para isso um flutuador, e determinar a área da seção média (S) do referido trecho.

onde: A velocidade (V) é medida com auxílio de um flutuador que pode ser um pequeno vidro parcialmente cheio de água. Mede-se uma distância qualquer no curso d'água e anota-se o tempo necessário para o flutuador percorrer a mesma conforme ilustração na Figura 23.

Pode se tomar a velocidade média como sendo igual a 80 % da velocidade medida. A velocidade encontrada geralmente coincide com a velocidade máxima (V) já que o flutuador é levado normalmente, na região de velocidade máxima do curso d'água.

Quando se faz medição em um córrego ou riacho, cujo trecho foi previamente limpo de vegetação e irregularidades (canal de terra), pode se tomar a velocidade média como sendo igual a 80 % da velocidade medida.

A área da seção do curso d'água deve ser a média da medição de três seções, pelo menos, no trecho considerado, conforme esquema ilustrativo apresentado na Figura 24.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Quando o canal tem forma irregular deve-se fazer várias medidas de profundidades da seção e desenhar o perfil em papel milimetrado, com escalas conhecidas, calculando em seguida a área, através da soma dos quadrados.

Se o canal tiver forma próxima do trapézio, deve-se considerar a área da seção semelhante à área do trapézio e assim por diante, conforme seja a figura geométrica que a seção do córrego ou canal assemelhar.

d) Método do Molinete É o método utilizado para a medição de vazão de grandes rios. Normalmente quando é Molinetes são os mais aperfeiçoados aparelhos para a medição da velocidade em um ponto qualquer da corrente de um rio. A Figura 25 mostra o aparelho e a sua aplicação na medição da velocidade das água de um rio.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

molhada. Divide-se a secção molhada em partes e determina-se a área e o centro geométrico de cada uma delas. A vazão do rio será a soma do produto da área de cada elemento pela velocidade medida no seu centro geométrico, conforme Figura 26.

Exercícios Resolvidos 1) Determinar a vazão (Q) bombeada por um conjunto motobomba sabendo-se que a mesma foi desviada para um recipiente de volume (V) igual a 200 litros e que os tempos medidos para enchimento do recipiente, em três repetições, foram T1 = 102 s; T2 = 98 s e T3 = 100 s.

Tm = T1 + T2 + T3 Tm = 102 + 98 + 100 Tm = 100 s 33 Q = V .. Q = 200 litros Q = 2 l/s Tm 100 s 2) Calcular a altura mínima que deve ter o sangrador de uma barragem de forma retangular, com 20 metros de largura, sabendo-se que no período chuvoso, a vazão máxima atinge 20.000 l/s.

Q = 1,838 x L x H 3/2 H 3/2 = .......Q...... H =[ .....20 m3/s...... ]2/3 H = 0,67 m 1,838 x L 1,838 x 20 m 3) Calcular a largura do sangrador (vertedor) de uma pequena barragem sabendo que a vazão máxima do riacho onde ela será construída é de 80 m3/s. Sabe-se também que a altura máxima da lâmina de água ?sangrada? é de 0,80 m.

Q = 1,838 x L x H 3/2 . . . L = .......Q............. . . . L = ...........80........... . . . L = 60,83 m

1,838 x H3/2 1,838 x (0,8)3/2 4) Calcular a altura máxima da lâmina vertente em um sangrador de uma barragem, de forma triangular ( = 90°), sabendo que no período chuvoso, a vazão máxima do rio atinge 5000 l/s.

Q = 5000 l/s = 5 m3/s Q = 1,40 x H 5/2 H = { ......Q..... }2/5 1,40 1,40 H = 1,66 m

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

5) Determinar a vazão que escoa em um curso d'água natural, cuja velocidade de deslocamento foi determinada pelo método do flutuador. Num trecho de 15 metros de extensão fez-se 3 repetições do tempo de deslocamento do flutuador e estes foram: 30, 33, 27 s . A largura média das seções medida foi de 1,20 m e para determinar sua área, ela foi dividida em 3 subseções de largura média igual a 40 cm e as profundidades médias medidas de margem a margem foram: 0, 20, 25 e 0 cm.

0,40m 0,40m 0,40m 20 cm m 25 cm V = S/T T = (T1 + T2 + T3)/3 . . . T = (30 + 33 + 27)/3 T = 30 segundos V = 15 m/ 30 s = 0,5 m/s Vm = 0,80 x 0,50 m/s . . . Vm = 0,40 m/s.

Cálculo da Área Subárea(1) - Triângulo Subárea (2) ? Trapézio Subárea (3) - Triângulo S1 = (0,4 x 0,2)/2 S2 = [(0,20 + 0,25) x 0,40]/2 S3 = (0,4 x 0,25)/2 S1 = 0,04 m2 S2 = 0,09 m S3 = 0,05 m 22 St = S1 + S2 + S3 St = 0,04 + 0,09 + 0,05 St = 0,18 m2.

Q = Vm x St . . . Q = 0,40 m/s x 0,18 m2 Q = 0,072 m3/s 6) Calcular a vazão do canal de irrigação, cuja seção está desenhada abaixo, sabendo que as velocidades médias medidas com molinete, nas subseções 1, 2 e 3, foram V1 = 1 m/s, V2= 2,0 m/s e V3 = 1 m/s.

2m4m2m V1V3 V21m S1 = (2 x 1)/2 . . . S1 = 1 m2 . . . Q1 = V1 x S1 . . . Q1 = 1 m/s x 1 m2 . . Q1 = 1 m3/s S2 = (1 x 4) .... S2 = 4 m2 . . . Q2 = V2 x S2 . . . Q2 = 2 m/s x 4 m2 . . . Q2 = 8 m3/s S3 = (2 x 1)/2 . . . S3 = 1 m2 . . . Q3 = V3 x S3 . . . Q3 = 1 m/s x 1m2 . . . Q3 = 1 m3/s Qt = Q1 + Q2 + Q3 . . . Qt = 1 + 8 + 1 = 10 m3/s.

Exercícios Propostos 13) Qual a vazão de um córrego sabendo-se que a altura da lâmina vertente medida em um vertedor retangular (Francis) foi de 40 cm e que a largura da soleira do vertedor é de 0,80 m.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

14) Qual a largura que deve ter o sangrador (vertedor) de uma barragem, sabendo-se que ele deve ter forma retangular, que no período chuvoso, a vazão máxima do riacho em que ela está localizada atinge 30.000 l/s e que a altura máxima da lâmina de água vertente deve ser de 50 cm.

a) 10,21 m b) 19,49 m c) 46,17 m d) 35,00 m e) 39,00 m 15) Qual é a vazão que escoa em um curso d'água natural, cuja velocidade de deslocamento foi determinada pelo método do flutuador. Num trecho de 20 metros de extensão fez-se 5 repetições do tempo de deslocamento do flutuador e estes foram: 40, 45, 35, 43, e 37s . A largura da seção foi medida em três locais, resultando em um valor médio de 1,20 m e para determinar sua área, ela foi dividida em 5 sub-seções de largura igual a 24 cm e as profundidades médias medidas de margem a margem foram: 0,10, 40, 50, 40 e 0 cm.

SEÇÃO 24cm 24cm24cm24cm24cm a) 0,134 m3/s b) 13,40 m3/s c) 11,28 m3/s d) 112,8 l/s e) 282,0 l/s 16) Qual é a vazão do rio de seção transversal mostrada abaixo, sabendo-se que as velocidades da água, no centro geométrico de cada elemento de área (medidas com molinete) foram respectivamente V1 = 1,5 m/s; V2 = 4,0 m/s; V3 = 1,5 m/s e V4= 2,0 m/s.

1m 2m 1m V1 S1 a) 10,5 m3/s b) 9,0 m3/s c) 115,0 l/s d) 13,0 m3/s V4 1m S4 e) 11,50 m3/s V2 S2 V3 S3 1m

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

ESCOAMENTO EM CONDUTOS FORÇADOS E DIMENSIONAMENTO DE CONJUNTO MOTO-BOMBA 1 . Considerações Gerais Tendo em vista a pressão de funcionamento, os condutos hidráulicos podem se classificar em: Condutos forçados - nos quais a pressão interna é diferente da pressão atmosférica. Neste tipo de conduto as seções transversais são sempre fechadas e o fluído circulante as enche Condutos livres - nestes o líquido escoante apresenta superfície livre, na qual atua a pressão atmosférica. A seção não necessariamente apresenta perímetro fechado e quando isto ocorre, a seção transversal deve funcionar parcialmente cheia.

2. Equação de Bernoulli Aplicada aos Fluídos Reais A Equação de Bernoulli relaciona a pressão de escoamento do fluído e a velocidade com que ele desloca em um conduto, com o peso específico do fluído, com a altura geométrica do local e com a aceleração da gravidade e é representada pela expressão abaixo.

Esta equação quando aplicada em seções distintas da canalização, fornece a carga total em cada seção. Se o líquido é ideal, sem atrito, a carga ou energia total permanece constate em todas as seções, porém se o líquido é real, para ele se deslocar da seção 1 para a seção 2 (Figura 27), ele irá consumir energia para vencer as resistências ao escoamento entre as seções 1 e 2. Portanto a carga total em 2 é menor do que em 1, e esta diferença é a energia dissipada em forma de calor. Como a energia calorífica não tem utilidade no escoamento de fluídos, diz-se que esta parcela é a perda de carga ou perda de energia, simbolizada por hf.

V12 /2g hf P1 V22/2g P2E1 1 E2

Z1 2 Z2

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

tem-se: onde: Que é a equação de Bernoulli aplicada a duas seções quaisquer de um fluído em movimento.

3. Regimes de Escoamento Escoamento Laminar - Quando o líquido escoa de forma ordenada, como se lâminas do líquido se deslizasse uma sobre a outra.

Escoamento Turbulento - Quando o líquido se escoa de forma desordenada, com as trajetórias das partículas se cruzando, sem direção definida.

Para se determinar se o regime de escoamento é laminar ou turbulento, utiliza-se o número de Reynolds (Rn)

onde: Para as condições normais de escoamento nas tubulações pode-se afirmar que: Quando o número de Reynolds é igual a 4000 ocorre a passagem do regime laminar para o turbulento e quando o número de Reynolds é igual a 2000 ocorre a passagem do regime turbulento para o laminar. Na faixa de velocidade com número de Reynolds entre 2000 e 4000 não se pode definir com exatidão qual o regime de escoamento, denominando-a como faixa de transição.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Naquela época surgiram numerosas fórmulas para o dimensionamento das canalizações, entretanto hoje o número de fórmulas utilizadas é bem menor.

a) Equação de Hazen-Williams É a fórmula mais utilizada nos países de influencia americana. Deve ser usada para dimensionamento de canalizações com diâmetro igual ou superior a 50 mm, conduzindo água à temperatura ambiente, em regime turbulento. Possui várias apresentações: (a) ou (b) ou (c) (d) em que: L = comprimento da tubulação em m.

Tabela 11. Valores do Coeficiente de Hazen-Williams para materiais normalmente utilizados em Tipos de Condutos C Tipos de Condutos C Alumínio 130 Aço corrugado 60 Aço com juntas ?loc-bar?, novas 130 Aço com juntas ?loc-bar, usadas 90 a 100 Aço galvanizado 125 Aço rebitado, novo 110 Aço rebitado, usado 85 a 90 Aço soldado, novo 130 Aço soldado, usado 90 a 100 Aço soldado com revestimento especial 130 Aço zincado 120 Cimento-amianto 130 a 140 Concreto, bom acabamento 130 Concreto, acabamento comum 120 Ferro fundido, novo 130 Ferro fundido, usado 90 a 100 Plásticos 140 a 145 PVC rígido 145 a 150 Observaçoes: O coeficiente de Hazen-Willians depende da natureza e estado de conservação do material da As equações (b) e (c) são obtidas substituindo o valor de velocidade na equação (a) pela expressão obtida abaixo:

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

onde: b) Equação de Manning Esta equação é mais recomendada para o dimensionamento de canais, mas pode também ser usada para o dimensionamento de condutos sob pressão, desde que se use o coeficiente apropriado.

em que: n = coeficiente de Manning, que depende da natureza da parede do tubo (Tabela 12) L = comprimento da tubulação em m.

Tabela 12. Valores do Coeficiente de Manning (n) Tipo de Conduto n Tubos de ferro fundido limpo, sem revestimento 0,014 Tubos de ferro fundido, com revestimento de alcatrão 0,012 Tubos de ferro fundido, com incrustações 0,017 Tubos de aço rebitado 0,015 Tubos de aço soldado 0,012 Tubos de aço galvanizado 0,013 Tubos de latão ou cobre 0,013 Tubos de cimento amianto 0,012 Tubos com revestimento de cimento bem alisado 0,012 Revestimento de argamassa de cimento 0,013 Condutos de concreto liso (formas de aço) 0,013 Tubos de concreto com juntas 0,017 Condutos velhos de concreto ou toscamente alisados 0,015 Condutos cerâmicos de esgoto 0,015 Tubos de drenagem de cerâmica 0,014 c) Equação de Darcy Weisbach Esta fórmula é de uso mais geral, tanto serve para escoamento em regime laminar, quanto para turbulento, sendo também utilizado para uma gama de diâmetro. É mais utilizada para o dimensionamento de tubulação de ferro fundido.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Ou em que: f = coeficiente de atrito que depende do material e do estado de conservação das paredes; Q = vazão que passa pelo tubo, em m3s-1.

Para regime de escoamento laminar (Rn < 2000), o coeficiente f pode ser calculado pela fórmula: f = 64 onde Rn = n º de Reynolds Rn Nestas condições o coeficiente (f) depende exclusivamente do líquido escoado, do diâmetro da tubulação e da velocidade de escoamento, independendo do material da tubulação. Para regime de escoamento turbulento (Rn > 4000), f é função do diâmetro da tubulação (D), da rugosidade interna da parede da tubulação (e), do líquido escoado e da sua velocidade de escoamento. À relação entre a rugosidade interna da parede do tubo e o seu diâmetro (e/D) O valor de f é encontrado no Diagrama de MOODY, entrando com valores de (e/D) e do Na Tabela 13 são apresentados os valores de f para alguns materiais utilizados em tubulações e canais de irrigação e na Tabela 14 são apresentados valores de rugosidade interna da parede de alguns materiais utilizados em condutos forçados.

Tipo de Material f Tipo de Material f Ferro fundido incrustado 0,020 a 1,500 Concreto moldado em ferro 0,009 a 0,060 Ferro fundido revestido com asfalto 0,014 a 0,100 Concreto centrifugado 0,012 a 0,085 Ferro fundido revestido com cimento 0,012 a 0,060 Cimento-amianto novo 0,009 a 0,050 Aço galvanizado novo com costura 0,012 a 0,060 Cimento-amianto usado 0,100 a 0,150 Aço galvanizado novo sem costura 0,009 a 0,012 PVC 0,009 a 0,050 Concreto moldado em madeira 0,012 a 0,080 5. Perdas de Cargas Localizadas Sempre que ocorrem mudanças de direção do fluxo e/ou da magnitude da velocidade, haverá uma perda de carga localizada decorrente da alteração das condições de movimento, à qual se São causadoras dessas perdas peças especiais como curvas, registros, tês, válvulas, Estas perdas podem ser desprezadas quando a velocidade da água é muito pequena (V < 1 m/s), quando o comprimento da tubulação e maior que 4000 vezes o diâmetro e quando existem

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

poucas peças especiais nos condutos. Considerar ou não as perdas localizadas é uma atitude que o projetista irá tomar em face das condições locais e da experiência do mesmo.

Tabela 14. Valores de rugosidade interna da parede (e) dos principais materiais empregado em condutos forçados Tipo do Material e (mm) Tipo do Material e (mm) Ferro fundido novo 0,26 a 1 Ferro fundido enferrujado 1 a 1,5 Ferro fundido incrustado 1,5 a 3 Ferro fundido asfaltado 0,12 a 0,26 Aço laminado novo 0,0015 Aço comercial 0,046 Aço rebitado 0,92 a 9,2 Aço asfaltado 0,04 Aço galvanizado 0,15 Aço soldado liso 0,1 Aço muito corroído 2,0 Aço rebitado, com cabeças cortadas 0,3 Cobre ao vidro 0,0015 Concreto centrifugado 0,07 Cimento alisado 0,3 a 0,8 Cimento bruto 1 a 3 Madeira aplainada 0,2 a 0,9 Madeira não aplainada 1 a 2,5 Alvenaria de pedra bruta 8 a 15 Tijolo 5 Alvenaria de pedra regular 1

5.1. Cálculo das Perdas Localizadas ( h) a) Expressão de Borda-Belanger Partindo do Teorema de Borda-Belanger chegou-se à seguinte expressão para o cálculo das perdas de cargas localizadas.

onde: O valor de K depende do regime de escoamento. Para escoamento plenamente turbulento (Rn > 50.000) o valor de K para as peças especiais é praticamente constante. São os valores encontrados na tabela 15.

Tabela 15. Valores de coeficiente K, para cálculo das perdas de carga localizadas, em função do tipo da peça, segundo J. M. Azevedo Neto.

Tipo da Peça K Tipo da Peça K Ampliação gradual 0,30 Bocais 2,75 Comporta aberta 1,00 Controlador de vazão 2,50 Cotovelo de 90 º 0,90 Cotovelo de 45 º 0,40 Crivo 0,75 Curva de 90 º 0,40 Curva de 45 º 0,20 Curva de 22,5 º 0,10 Entrada normal de canalização 0,50 Entrada de borda 1,00 Existência de pequena derivação 0,03 Junção 0,40 Medidor venturi 2,50 Redução gradual 0,15 Registro de ângulo aberto 5,00 Registro de gaveta aberto 0,20 Registro de globo aberto 10,00 Saída de canalização 1,00 Tê, passagem direta 0,60 Tê, saída de lado 1,30 Tê, saída bilateral 1,80 Válvula de pé 1,75 Válvula de retenção 2,50

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

b) Método dos Comprimentos Virtuais Ao se comparar a perda de carga que ocorre em uma peça especial, pode-se imaginar que esta perda também seria oriunda de um atrito ao longo de uma tubulação retilínea. Calcula-se a partir daí o comprimento virtual que provocaria a mesma perda da peça especial Perda de carga contínua

Perda de carga localizada Tabela 16. Comprimentos virtuais em metros das principais peças especiais, para os diâmetros comerciais mais usados.

Tipo de Diâmetros comerciais (mm) Peça 50 63 75 100 125 150 200 250 300 350 Cotovelo de 90 º 1,7 2,0 2,5 3,4 4,2 4,9 6,4 7,9 9,5 10 Cotovelo de 45 º 0,8 0,9 1,2 1,5 1,9 2,3 3,0 3,8 4,6 5,3 Curva de 90 º 0,9 1,0 1,3 1,6 2,1 2,5 3,3 4,1 4,8 5,4 Curva de 45 º 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9 1,1 1,5 1,8 2,2 2,5 Entrada normal 0,7 0,9 1,1 1,6 2,0 2,5 3,5 4,5 5,5 6,2 Entrada de borda 1,5 1,9 2,2 3,2 4,0 5,0 6,0 7,5 9,0 11 Registro de gaveta 0,4 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,4 1,7 2,1 2,4 Registro de globo 17 21 26 34 43 51 67 85 102 120 Registro de ângulo 8,5 10 13 17 21 26 34 43 51 60 Tê de passagem direta 1,1 1,3 1,6 2,1 2,7 3,4 4,3 5,5 6,1 7,3 Tê de saída de lado 3,5 4,3 5,2 6,7 8,4 10 13 16 19 22 Tê saída bilateral 3,5 4,3 5,2 6,7 8,4 10 13 16 19 22 Válvula de pé c/ crivo 14 17 20 23 30 39 52 65 78 90 Saída de canalização 1,5 1,9 2,2 3,2 4,0 5,0 6,0 7,5 9,0 11 Válvula de retenção 4,2 5,2 6,3 8,4 10 13 16 20 24 28 Este método, portanto consiste em adicionar ao trecho retilíneo real da canalização, um trecho retilíneo fictício, gerando um comprimento virtual maior que o real. Este comprimento deve ser usado na fórmula de perda de carga contínua total.

6. Conjunto Motobomba Como a maioria das bombas usadas em irrigação é do tipo centrífuga de eixo horizontal, Elas requerem escorvamento, válvula de pé, e é necessário observar o limite máximo de Podem ser portáteis, fixas e são acionadas por motores elétricos, a óleo ou a gasolina. Bombas de um só rotor são denominadas de simples estágio. Quando a altura manométrica requerida na bomba for muito grande, serão usadas bombas com dois ou mais rotores, denominadas bombas multiestágio. Na Figura 28 e mostrado um esquema que evidencias as peças componentes de um conjunto moto-bomba tipo centrífuga de eixo horizontal, que são as mais utilizadas em irrigação.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

5 4 1 23 6 1 ? Motor 2 ? Bomba 3 - Redução concêntrica 7 4 - Válvula de retenção 5 - Registro de gaveta 6 - Redução excêntrica 7 - Curva de 90 º 8 - Válvula de pé com crivo

8 Figura 28. Esquema ilustrativo da sucção e tomada de pressão de um conjunto moto-bomba tipo centrífuga de eixo horizontal.

6.1 - Altura Máxima de Sucção A tubulação de sucção nas bombas que não trabalham afogadas, como as usadas na maioria dos projetos de irrigação, trabalha com pressão inferior à pressão atmosférica. Se na entrada da bomba houver pressão inferior à pressão de vapor d'água, haverá formação de bolhas de vapor, podendo até interromper a circulação de água ou formar muitas bolhas menores que, ao atingirem as regiões de pressão positiva, ocasionam implosões, causando ruídos e vibrações no sistema. Este fenômeno é denominado cavitação e provoca a ?corrosão? das paredes da carcaça da bomba e das palhetas do rotor, bem como reduz a sua eficiência. É o fator que limita o valor da altura máxima de A queda de pressão desde a entrada da tubulação de sucção até a entrada da bomba depende de: - Do material da tubulação e das perdas de cargas localizadas ao longo da tubulação;

onde: De uma análise da equação anterior verifica-se que: Hsmax é função da pressão atmosférica local, que varia com a altitude, da pressão de vapor d'água, que varia com a temperatura, da velocidade na entrada da bomba e das perdas localizadas.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Cada bomba possui uma relação entre a vazão (Q), a altura manométrica total (Hman), a potência absorvida (Pa) a velocidade de rotação (rpm) e o rendimento (n). Estas variáveis geralmente aparecem associadas, formando as curvas características das diversas bombas. Através destas curvas características, que são obtidas em laboratórios e fornecidas pelos fabricantes, pode-se também chegar à altura manométrica máxima permitida para a sucção da bomba, quando e fornecido o NPSH O ponto de funcionamento da bomba será a intercessão da linha horizontal, passando pela Obs. As bombas devem ser selecionadas de modo que o ponto de funcionamento se A Figura 29 ilustra as Curvas Características da bomba centrífuga da KSB, modelo ETA 40-20, para 3470 rpm.

100 80 H m a 70 n (m) 60 50 40 190 180 170 n = 3470 (mm) 205 200 % 50 55 58 60 60 58 61 55 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 30 40 50 60 Q (m3/h) 20

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Observe na figura que a bomba em questão tem o seu melhor desempenho trabalhando com uma altura manométrica de 70 mca e com uma vazão de aproximadamente 30 m3 h-1, quando apresenta um rendimento de 61 %, trabalhando com um rotor de 200 mm de diâmetro. Se projetarmos a linha vertical que passa pela vazão de maior rendimento da bomba até o gráfico inferior, na curva equivalente ao rotor de 200 mm de diâmetro, no ponto de intersecção das duas tiramos uma reta horizontal que nos indicará a potencia absorvida pela bomba, conforme mostra as figuras abaixo a seguir.

6.3- Potência do Conjunto Motobomba O trabalho realizado pela bomba para elevar água de um ponto a outro, com desnível H entre eles é dado pela equação.

onde: Como a potência é a relação entre o trabalho realizado e o tempo para sua realização (T) temos:

Como o volume do líquido dividido pelo tempo equivale à vazão (Q) temos:

Sabendo que 1 CV = 75 kgf m s-1 temos que: Onde: Onde: A potência absorvida pela bomba (Pa) é a potência necessária no eixo da bomba, ou seja:

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Onde: Onde: A altura manométrica total (Hman) representa o aumento de pressão que a bomba deve transmitir ao líquido, conforme Figura 30 e, na irrigação por aspersão, pode ser representada por:

onde: Hr Hs Figura 29. Esquema mostrando a altura de sucção e a altura de recalque de um conjunto moto- bomba em funcionamento.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Exercícios Resolvidos: 1) Qual a energia ?consumida? para vencer as resistências ao escoamento em um trecho do conduto de 100 mm, conforme a figura abaixo. A pressão na seção 1 é de 0,2 Mpa e na 2, 0,15 Mpa. A velocidade média do escoamento é de 1,5 m/s e o diâmetro da tubulação é 100 mm.

18 m 17m

Resolução: Como o diâmetro e a velocidade são constantes, conseqüentemente a energia cinética é constante e a equação de Bernoulli pode ser simplificada para: P1 + Z1 = P2 + Z2 + hf

P1 = 0,2 MPa = 200.000 Pa P2 = 0,15 MPa = 150.000 Pa Z1 = 18 m Z2 = 17 m = x g = 1000 kg/m3 x 10 m/s2 = 10.000 N/m3

200.000 N/m2 + 18 m = 150.000 N/m2 + 17 m + hf 10.000 N/m3 10.000 N/m3 hf = 20 m + 18 m - 15 m - 17 m . . . hf = 6 mca.

2) Determinar o número de Reynolds para uma tubulação de 100 mm de diâmetro, sabendo que a velocidade da água na tubulação é de 1,5 m/s. Caracterize o regime de escoamento.

Rn = V x D V = 1,5 m/s Rn = 147.059 v D = 0,1 m v H2O = 1,02 x 10-6 m2/s Escoamento turbulento 3) Dimensionar um conduto de ferro fundido novo capaz de conduzir uma vazão de 30 l/s, com perda de carga máxima de 0,002 m/m.

Solução : Utilizando Eq. de Hazen-Willians, C = 130, tabela anterior Q = 30 l/s = 0,03 m3/s J = 0,002 m/m D=?

D4,87 = 10,646 x (0,03)1,85 (130)1,85 x 0,002 D = {10,646 x (0,03)1,85 }1/4,87 (130)1,85 x 0,002

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

D = 0,241 m ou D = 241 mm, como não é disponível no mercado, adotamos o diâmetro imediatamente superior ao encontrado, ou seja D = 250 mm (10 polegadas).

4) Calcular o diâmetro da tubulação, de ferro fundido incrustado, utilizada para conduzir uma vazão de 30 l/s com uma perda de carga máxima de 0,005 m/m.

Solução Utilizando a Eq. de Darcy-Weisbach Q = 0,03 m3/h J = 0,005 m/m f = 0,020 J = 8 x f x Q2 D = [ 8 x f x Q2 ]1/5 D5 x 2 x g J x 2 x g D = [ 8 x 0,02 x 0,032 ]1/5 D = 0,197 m D = 197 mm 0,005 x 9,81 x 2 O diâmetro imediatamente superior encontrado no mercado é de 8 polegadas 5) Calcular as perdas de carga localizada que ocorrem em uma tubulação conduzindo uma vazão de 20 l/s, com diâmetro de 100 mm e comprimento de 1000 metros, sabendo-se que no referido trecho há duas curvas de 90 º e um registro de gaveta.

Solução: Fórmula de Borda- Belanger 2g x D2 3,14 x 0,102 V = 2,54 m/s Somatório de K Tipo de Peça Nº de Peças K nxK Curva de 90 º 02 0,40 0,80 Registro de Gaveta 01 0,20 0,20 K 1,00 h = K x V2.. h = 1,00 x 2,542 h = 0,33 mca. 2g 2 x 9,81 6) Determinar a altura máxima de sucção permitida para uma bomba, a ser instalada em local cuja altitude é 900 metros, sendo a temperatura média da água de 30ºC, a perda de carga na tubulação de sucção de 1,24 m e a velocidade da água na tubulação de sucção de 1,24 metros e a velocidade da água na tubulação de 1,0 m/s. Desconsiderar a perda de carga no rotor ( hr).

Hsmax < Po - (Pv + V2 + h) 2.g Hsmax < 9,22 - (0,43 + 1...... + 1,24) 2x9,81 Hsmax < 7,5 m 7) Calcular a potência do motor elétrico e especificar a bomba a ser utilizada em um sistema de irrigação localizada que requer uma vazão de 30 m3/h atendendo às seguintes condições.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Conjunto motobomba montado sobre balsa flutuante a 2 metros do nível da água; Adutora do sistema de irrigação com comprimento igual a 1500 metros de tubos de alumínio com Rendimento do motor = 90% , Rendimento da Bomba = 70 % (Ver curva característica da bomba) Pressão no início da linha lateral do sistema de irrigação (PIN) = 20 metros. C (Coeficiente de Hazen-Willians) para o alumínio = 130 Solução : 1 passo ? calcular as perdas de carga na adutora (Hfr) 2 passo calcular as perdas de cargas na sucção (Hfs) 3 passo calcular as perdas de cargas localizadas ( h) 4 passo calcular a altura manométrica total (Hman) 5 passo especificar a bomba 6 passo calcular a potência do conjunto bomba (Pm) 1) Hf = 10,646 x Q1,85 x L C1,85 x D4,87 Hf = 10,646 x (0,138)1,85 x 1500 (130)1,85 x (0,150)4,87 Q = 50 m3/h Q = 0,0138 m3/s 3600 D = 150mm/1000 = 0,150 m Hf = 7,30 mca 2 e 3) Como não foram fornecidos dados suficientes para o cálculo das perdas de cargas localizadas e na sucção, consideraremos um acréscimo de 5 % sobre a altura manométrica total para compensar as mesmas;

4) Hman = Hfr + Hfs + h + Hr + Hs + PIN 5) A bomba a ser utilizada deverá atender os requisitos de vazão de 50 m3/h e pressão de 46,5 mca. No exemplo em questão, entrando na curva de rendimento de uma bomba centrífuga MARK, com os dados referidos encontrou-se um rendimento de 70 %;

6) Pm = Q x Hman Pm = 13,8 l/s x 46,5 mca 75 x nb x nm 75 x 0,90 x 0,70 Pm = 13,58 mca Como não existe no mercado motor elétrico com esta potência, utilizaremos um motor elétrico trifásico com potência de 15 CV, que e o primeiro de potência superior à calculada, encontrado no comercio Exercícios Propostos: 17) Qual deve ser a potência do motor elétrico que deve ser acoplado a uma bomba centrífuga para ser utilizada em um sistema de irrigação que necessita de uma vazão de 20 l/s e de uma atura manométrica total de 115 mca. Considere o rendimento do motor elétrico igual a 90 % e o rendimento da bomba igual a) 50 CV b) 40 CV c) 30 CV d) 70 CV e) 60 CV 18) Que diâmetro deve ter a tubulação adutora, em PVC rígido, de um sistema de irrigação, que necessita de uma vazão de 30 l/s, sabendo-se que a velocidade da água na tubulação não deve ultrapassar de 2 m/s e que a perda de carga permitida na adutora é igual a 20 % da pressão de serviço do aspersor utilizado (30 mca). A distância do ponto de captação de água ao início da área irrigada é de 300 metros e o coeficiente de Hazen-Willians (C ) é de 145 para o PVC rígido.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

a) 6 polegadas b) 7 polegadas c) 8 polegadas d) 9 polegadas e) 10 polegadas 19) Qual é a altura máxima de sucção permitida para uma bomba a ser instalada na região de Viçosa (MG), a 900 metros de altitude (Pressão atmosférica = 9,22 mca), sendo a temperatura média da água igual a 30 ºC (Pressão de vapor da água = 0,43 mca) e a perda de carga na tubulação de sucção igual a 1,24 metros. Sabe-se também que NPSH exigido pela bomba igual a 2,0 metros. a) 4,50 m b) 6,55 m c) 8,00 m d) 7,55 m e) 5,55 m 20) Em uma propriedade, um agricultor dispõe de um conjunto Motobomba e uma adutora de 2000 metros, sendo 1000 metros com diâmetro de 200 mm e 1000 metros com diâmetro de 150 mm, em aço zincado (C=120). Sabendo que o desnível do ponto de captação (Conjunto motobomba) até o início da área a ser irrigada é de 10 m e que a pressão de funcionamento do sistema, início da linha lateral (PIN), é de 40 mca. A pressão manométrica na saída da bomba, sabendo que a vazão do sistema é de 30 l/s e a) 40 mca, b) 50 mca c) 80 mca d) 90 mca e) 100 mca 6) Calcular o diâmetro de uma tubulação de PVC rígido com capacidade para conduzir uma vazão de 15 m3/h, sabendo que a perda de carga na adutora é de 0,008 m/m. Sabe-se também que para o PVC, o valor de C= 145 e que no mercado são encontrados tubos com diâmetros em números inteiros de polegadas. (2,3,4,5,6,7,8,9,10... polegadas). Assinale a resposta entre as alternativas abaixo. a) 2 polegadas b) 3 polegadas c) 4 polegadas d) 5 polegadas e) 6 polegadas 7) Para irrigar uma área, afastada 1500 metros do rio, o produtor necessita de uma vazão de 40 l/s. Pede-se calcular a perda de carga total que ocorre na tubulação sabendo que a mesma é de aço zincado com diâmetro de 200 mm, que a perda de carga contínua hf é de 15 mca e que no trecho serão colocadas as seguintes peças especiais: Tipo de Peça Quantidade (N) Valor de K NK Curvas de 45 º 04 0,2 0,8 Registro de Gaveta 02 0,2 0,4 Válvula de Retenção 01 2,5 2,5 Cotovelo de 90 º 03 0,9 2,7 a) 28,18 mca, b) 16,18 mca c) 30,18 mca d) 40,18 mca e) 50,18 mca 8) Calcular a altura máxima de sucção permitida para uma bomba centrífuga a ser instalada em local cuja altitude é 3000 metros, sendo a temperatura média da água de 20ºC e a perda de carga localizada

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

na tubulação de sucção de 1,20 m. Sabe-se ainda que a vazão da bomba é de 30 l/s e que o diâmetro da Dados: Para altitude de 3000 m temos pressão atmosférica de 7,03 mca Para temperatura média da água de 20 ºC temos pressão de vapor de 0,24 mca. a) 7,07 mca b) 7,27 mca c) 8,23 mca d) 5,43 mca e) 6,03 mca 10) Caracterize o regime de escoamento que acontece em uma tubulação com diâmetro de 25 mm, sabendo que a velocidade da água na tubulação é de 0,05 m/s e que a viscosidade cinemática da água é a) Regime de escoamento laminar b) Regime de escoamento turbulento c) Faixa de transição d) Nenhuma das alternativas anteriores.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

OS MÉTODOS DE IRRIGAÇÃO Inicialmente falaremos sobre o método de irrigação por aspersão, passando na seqüência para considerações sobre o método de irrigação localizada e finalmente discorremos sobre o método de irrigação por superfície.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

- Os principais motores - elétricos, a díesel e a gasolina - Ferro fundido, aço, cimento amianto, concreto, aço zincado, alumínio e PVC rígido. - Os tubos, em geral, têm comprimento padrão de 6 metros - A pressão de serviço e a espessura da parede variam com o material - O conjunto de tubulações em um sistema de aspersão constitui-se de linha principal, linhas secundárias (que nem sempre existem) e linhas laterais - Linha principal conduz água da motobomba até as linhas secundárias ou laterais (fixas) - Linhas secundárias fazem a conexão entre as principais e as laterais (fixas) - Linhas laterais conduzem água da linha principal até os aspersores. Podem ser fixa e móvel e, por este motivo, deve-se utilizar nestas, apenas materiais mais leves como PVC, Alumínio e Aço Zincado

Fonte de água Adutora MB Linha Lateral Sentido da irrigação Aspersores Linha principal

Sentido da irrigação Área a ser irrigada Figura 30. Esquema de um sistema de irrigação por aspersão convencional mostrando as tubulações e aspersores.

3 - Tipos de Sistemas de Aspersão Os diversos tipos de sistemas de irrigação por aspersão serão classificados segundo o tipo de tubulação usada, o modo de instalação no campo, os tipos de conexões ou engates entre tubos, a movimentação das linhas laterais no campo e o tipo de manejo da irrigação.

Sistema Móveis - Tubulações portáteis, instalados sobre a superfície do terreno, permitindo que a linha lateral seja movimentada em diversas posições sobre a área do projeto. Tal movimentação pode ser manual ou mecânica.

Sistemas Fixos - São constituídos de tubulações suficientes para irrigar toda a área do projeto, sem mudança de tubulações.

Sistemas de Aspersão Móveis a) Sistemas com movimentação manual Sistema de aspersão semiportátil Sistema de aspersão por tubos perfurados portáteis.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

b) Sistemas com movimentação mecânica Sistemas de Aspersão Fixos Sistema fixo permanente.

Sistema de Aspersão Portátil São sistemas móveis com tubbulações portáteis, tanto a linha principal quanto as linhas Requer menos investimento e maior mão de obra que os demais.

Fonte de água Adutora MB Linha Lateral Sentido da irrigação Aspersores Linha principal Figura 31. Esquema mostrando um sistema de aspersão convencional móvel.

Sistema de Aspersão Semi-portátil - Linhas laterais móveis e linhas principal e secundária (quando existe) são fixas - Estas podem ser enterradas ou ficar na superfície do solo - Mão de obra utilizada é menor em comparação com o sistema anterior.

Sistema de Aspersão por Canhão Hidráulico Portátil São sistemas portáteis composto de uma linha lateral ou mais, com um aspersor gigante apenas, por linha lateral. Terminada a irrigação em uma posição o canhão é removido para a posição É comum a sua utilização na irrigação de pastagens, capineira e cana de açúcar.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

MB Aspersor em Funcionamento Área irrigada Sentido da Irrigação Hidrante de Aspersor Hidrante de linha com curva de derivação Área irrigada

Figura 32. Esquema mostrando o sistema de aspersão por canhão hidráulico portátil Sistema de Aspersão Por Mangueira Constitui-se em um sistema de irrigação por aspersão semiportátil em que as linhas laterais são de PVC flexível (mangueiras) e as linhas principais e secundárias são fixas, constituídas As linhas laterais funcionam com aspersor de subcopa de baixa pressão e baixa É mais comum o seu emprego em pomares, jardins e casas de vegetação.

Linha Lateral Planta Aspersores Linha Secundária mb Linha Principal

Figura 33. Esquema do Sistema de Irrigação Mostrando as Partes Sistema de Aspersão por Tubos Perfurados Portáteis A aspersão é feita por meio de linhas laterais perfurados, do tipo leve com acoplamento rápido, instalados sobre o solo ou suspensas em armações rústicas. Estas trabalham sob baixa pressão, normalmente inferior a 10 mca, irrigando faixa de 8 a 10 metros de largura. Exemplo: Mangueira santeno.

Sistema de Aspersão Sobre Rodas com Deslocamento Longitudinal É um sistema de irrigação com movimentação mecânica, constituído de tubulações do tipo leve (PVC, Alumínio), de acoplamento rápido e próprio para tração, com múltiplos aspersores ou com um aspersor apenas do tipo gigante, montado sobre pares de rodas, de modo que se desloque no sentido longitudinal na mudança da linha lateral ou do canhão.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Fonte de água Adutora MB Trator Área a ser irrigada Linha principal Torno Área já irrigada

Linha lateral sob rodas Sistema de Aspersão Sobre Rodas com Deslocamento Lateral Existem dois tipos destes sistemas: Um em que a linha lateral é o eixo das rodas. Neste a linha lateral constitui o próprio eixo das rodas, que tem diâmetro de 1,20 a 1,40 metros, e o deslocamento lateral é feito por meio de um mecanismo de engrenagens e correntes, acionado por um motor Outro em que a linha lateral é instalada em plano superior ao topo das rodas, suportadas por torres em forma de A, apoiadas em rodas e acionadas por um conjunto motobomba para cada torre (Line matic).

Linha lateral sobre rodas Área já Irrigada Conjunto Motobomba montado sobre carreta que move com a lateral Carreador Canal

Figura 35. Esquema do sistema de irrigação sob rodas com deslocamento lateral mostrando partes Sistema Pivô Central É um sistema de movimentação circular, autopropelido a energia hidráulica ou elétrica. É construído de uma linha com vários aspersores ou difusores, de até 800 metros de comprimento, com tubos de aço de acoplamento especial, suportada por torres em forma de A dotadas de rodas, nas quais operam os dispositivos de propulsão do sistema.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

O movimento do equipamento é de rotação em torno do ponto pivô, que lhe serve de ancoragem e de tomada de água, que pode derivar de poços profundos e de adutora. O sistema é dotado de recursos de ajustagem da velocidade de rotação e de alinhamento da tubulação. A área irrigada por unidade, no Brasil, varia de 3 até 120 hectares.

As principais vantagens deste equipamento de irrigação em relação ao sistema tradicional de irrigação por aspersão são as seguintes: d) Após completar uma irrigação o sistema já está no ponto p/ iniciar a próxima;

As principais desvantagens são as seguintes: Fonte de água Linha adutora enterrada MB Ponto Pivô Tubulação c/ aspersores Torre c/ rodas Figura 36. Esquema de um Sistema Pivô Central Sistema Autopropelido com Canhão Hidráulico - Canhão hidráulico, montado sobre carreta - Desloca sobre um carreador, irrigando área de até 130 metros de largura por até 500 metros de comprimento - O conjunto é constituído por um canhão hidráulico, uma carreta com turbina e pistão hidráulico, uma mangueira de alta pressão de até 200 metros de comprimento, um cabo de aço de até 400 metros, acoplado a uma linha principal com hidrantes, normalmente enterrada. - O deslocamento do sistema sobre a faixa irrigada se faz pela ação do carretel, acionado pela turbina e pistão hidráulico, enrolando o cabo de aço, que foi previamente esticado e ancorado na - Na carreta há um dispositivo para interrupção automática do funcionamento do sistema, quando atingir o final da faixa - A mudança do equipamento para a faixa seguinte deve ser efetuada com trator agrícola.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

78 a 115 m Área irrigada por passagem. Unidade Autopropelida Caminho

Hidrante Mangueira flexível Cabo de aço Linha Principal dut ora A 400 m

MB Fonte de água Figura 37. Esquema do Sistema Autopropelido com Canhão Hidráulico Irrigador de Braços Tubulares Suspensos São máquinas que irrigam por aspersão, por meio de braços tubulares, com aspersores regularmente distribuídos, mantidos por tirantes entre a estrutura metálica central, com rodas para deslocamento por tração ou por motor próprio, dando-lhe condições de altopropulsão. Os braços, em alguns tipos, giram em círculo completo, enquanto irrigam. Em outros tipos movimentam-se apenas alguns graus, na direção horizontal.

Sistema de Aspersão Fixo Portátil É um sistema de irrigação por aspersão convencional, com tubulações leves de acoplamento rápido, em quantidade suficiente para irrigar toda a área, sem que haja mudança de De modo geral só funciona algumas linhas ao mesmo tempo, proporcionando menor O sistema deve ser instalado no campo, no início do cultivo, e removido somente no seu término, para novo preparo do solo.

Sistema de Aspersão Fixo Permanente É o sistema de irrigação por aspersão em que as linhas principais, secundárias e laterais são em quantidade suficientes para irrigar toda a área e enterradas a uma profundidade que permite o preparo do solo, se for o caso. Como no caso anterior a área é dividida em parcela, irrigando apenas uma parte por vez.

4. Planejamento de Sistemas de Irrigação por Aspersão 4.1 - Distribuição do Sistema no Campo Vários pontos devem ser considerados na distribuição, no campo, das tubulações dos sistemas de irrigação por aspersão.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

a) Localização da fonte de água Canais - Caso seja viável, estudar a possibilidade de usá-lo de modo que minimize o Rios - Estudar a possibilidade de usar a motobomba móvel, ao longo do rio; Barragem - Estudar a possibilidade de construir barragens de modo a usar o desnível do terreno para fornecer parte da pressão necessária ao sistema.

b) Tamanho e forma da área Tamanho - Área muito grande deverá ser dividida em subáreas, projetando-se um sistema Forma - A área ou subárea deverá ter forma retangular ou quadrada para facilitar a rotatividade das linhas laterais de maneira a economizar mão de obra.

c) Direção e Comprimento das Linhas Laterais Vento - Quando possível devem ser instaladas perpendicularmente à direção Declividade - Se possível instalar perpendicularmente à maior declividade do terreno e acompanhando as curvas de nível, objetivando diminuir a variação de pressão entre os aspersores; Fileiras - A direção das linhas de plantio muitas vezes determina a direção das linhas laterais, principalmente pela maior facilidade de movimentação dos tubos na hora da mudança de Comprimento - É limitado pelas dimensões da área e pelo critério de dimensionamento que permite uma perda de carga na linha lateral de 20 % da pressão de serviço do aspersor utilizado.

d) Linhas Principais e Secundárias Direção - As linhas principais e secundárias devem ser instaladas, na medida do possível, no sentido da maior declividade do terreno Posição - As linhas principais e secundárias devem ser instaladas de modo que permitam a rotatividade das linhas laterais, reduzindo a mão de obra utilizada na sua movimentação.

4.2 - Procedimento de Cálculo Seguido em um Projeto de Irrigação por Aspersão Existem alguns parâmetros que precisam ser relembrados, uma vez que já foram estudados anteriormente, além de novos parâmetros que devem ser adicionados no momento.

onde: b) Capacidade Total e Real de Água no Solo (CTA e CRA)

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

c) Velocidade de Infiltração Básica (VIB) - É a magnitude da velocidade de infiltração de água no solo, quando esta se trona praticamente constante, em cm/h ou mm/h. É de grande utilidade na determinação da intensidade de aplicação de água do aspersor.

d) Evapotranspiração Potencial da Cultura (Etpc) , em mm dia-1 onde: Kc = Coeficiente da cultura em decimal.

e) Irrigação Real Necessária (IRN) f) Turno de Rega (TR) - É o intervalo em dias entre duas irrigações sucessivas, em um mesmo local.

g) Período de Irrigação (PI) - É o número de dias necessários para completar uma irrigação PI deve ser menor ou igual a TR h) Irrigação Total Necessária (ITN)

i) Escolha do Aspersor - Neste ponto do procedimento deve ser escolhido o aspersor a ser utilizado no sistema de irrigação. Naturalmente que a sua escolha não é um parâmetro numérico e sim uma seleção baseada em critérios relacionados a clima da região, cultura a ser irrigada e custo de implantação do sistema de irrigação dentre outros.

j) Intensidade de Aplicação de Água do Aspersor (IA) - É a intensidade com que o sistema aplicará água sobre o solo. Deve ser menor ou igual à VIB do mesmo.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

k) Tempo de Irrigação por Posição (TI) - Equivale ao tempo de funcionamento do sistema por posição em horas;

l) Número de Horas de Funcionamento do Sistema por Dia (H) - Sistemas mecanizados - 20 horas - Sistemas manuais - 12 horas m) Número de Posições Irrigadas por Lateral por Dia (N) - É o número de posições que cada linha lateral cobrirá por dia, é função do número de horas em que o sistema funcionará por dia (H) e do tempo necessário por posição (TI).

n) Número Total de Posições (n) Depende da área ( planta) Depende do layout utilizado (Esquema de distribuição) o) Número Total de Posições a Serem Irrigadas por Dia (Nd)

p) Número de Linhas Laterais do Sistema (Nl) q) Espaçamento Entre Aspersores (S1) - O espaçamento entre aspersores está relacionado com o diâmetro molhado pelo aspersor, condições de ventos e uniformidade de aplicação de água.

O espaçamento deve ser checado, após o sistema em funcionamento, através da uniformidade de distribuição de água (CUC), entretanto, a principio, pode-se usar a Tabela 17 abaixo na sua determinação.

Tabela 17. Variação do Espaçamento entre Aspersores, com a Velocidade do Vento Velocidade do Vento (km/h) Espaçamento em % do Diâmetro Molhado pelo Aspersor Sem vento 80 Menor que 8 entre 70 e 75 de 8 a 17 entre 60 e 65 Maior que 17 entre 50 e 55

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

r) Número de Aspersores por Linha Lateral (Na) Depende da planta topográfica da área a ser irrigada, da distribuição do sistema no campo e do espaçamento utilizado entre aspersores.

s) Capacidade Requerida para o Sistema (Q) - É a vazão necessária para a irrigação de toda a área do projeto.

onde: 4.3 - Dimensionamento de Linhas laterais Antes de estabelecer o comprimento e o diâmetro de uma linha lateral, deve-se considerar os seguintes pontos: a) O diâmetro e o comprimento de uma linha lateral devem ser tais que a diferença de vazão entre o primeiro e o último aspersor não exceda 10 % da vazão do último ou a diferença de pressão não exceda a 20 % da pressão média ao longo da linha (pressão de serviço do aspersor). b) A direção da linha latera, quando possível, deve ser disposta perpendicularmente à c) A linha lateral, quando possível, deve ser perpendicular à direção predominante dos d) A relação entre pressão no início (PIN), pressão no final (Pfim) e pressão média (Pm), ao longo da linha lateral, é determinada pelas seguintes equações:

Onde: e) A perda de carga em tubulações com múltiplas saídas, que é o caso das linhas laterais, é igual à perda de carga determinada como se a tubulação não tivesse saída alguma, multiplicada por um fator F, que é função do número de saídas, ou seja:

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

onde: Hf'= perda de carga em tubulação normal, sem saídas, com vazão constante até o final; F = fator de correção, em função do número de saídas da linha lateral.

O fator de correção F pode ser calculado pela seguinte equação:

onde: m = coeficiente correspondente ao expoente da velocidade na equação de perda de carga em uso (m=1,852 p/ Eq. de Hazen-Willians, m=1,9 p/ Eq. de Scobey e m=2,0 para Eq. de Darcy). Sendo assim, na determinação da perda de carga ao longo da linha lateral, determina-se a perda de carga como se toda a vazão fosse conduzida até o final da tubulação e depois multiplica-se o valor encontrado pelo fator de correção F.

1) Dimensionamento da Linha Lateral com um Diâmetro O critério mais empregado para o dimensionamento da linha lateral é permitir, no máximo, 10 % de variação na vazão entre o primeiro e o último aspersor, o que corresponde a uma Quando, por condições locais a linha lateral tiver que ficar morro acima e a diferença de nível ao longo da mesma exceder a 50 % da variação de pressão permitida, recomenda-se usar válvulas de controle de pressão.

a) Linha Lateral em Nível O tipo de aspersor a ser usado especifica qual deve ser a vazão (q) a pressão de serviço (PS) e o espaçamento (S1). O diâmetro ideal da linha lateral deve possibilitar que a pressão média ao longo da mesma, seja igual à pressão de serviço. Conhecendo-se o comprimento da linha lateral (L) e o espaçamento entre aspersores ao longo da linha lateral (S1), determina-se o número de aspersores Procura-se o diâmetro, que, com uma vazão Q = N x q e um comprimento L, haja uma perda de carga Hf igual a 20 % de PS.

ou onde: Hf' é a máxima perda de carga permitida, caso a vazão do início da linha fosse conduzida A pressão no início da linha lateral (PIN) sou seja na conexão da linha lateral com a principal será:

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

b) Linha Lateral em Aclive (Morro acima) Neste caso, a perda de carga permitida por causa do atrito será igual a 20 % da pressão de serviço menos a pressão requerida para compensar a perda de carga em virtude da inclinação da linha, ou seja: ou

c) Linha Lateral em Declive (Morro abaixo) Neste caso, a perda de carga permitida, ocasionada pelo atrito será igual a 20 % da pressão de serviço do aspersor mais a pressão ganha pela diferença de elevação da linha lateral.

ou A pressão no início da linha lateral será: Em declividades acentuadas, muitas vezes tem-se que reduzir o diâmetro da tubulação A condição ideal e quando se consegue equilibrar a perda de carga, por atrito, com o ganho de pressão em virtude da declividade, ou suja: Hf = Z. Neste caso a pressão será constante ao longo da linha lateral.

- Dimensionamento das Linhas Principais e Secundárias A função mais importante da linha principal é conduzir a água em quantidade e pressão requeridas para o funcionamento das linhas laterais, em quaisquer posições. O principal objetivo no dimensionamento da linha principal é selecionar os diâmetros das tubulações, de modo que ela passe a cumprir sua função economicamente.

Condições Gerais para o Dimensionamento a) A perda de pressão ocasionada por atrito, ao longo da tubulação (Hf), é o principal b) No dimensionamento da linha principal, todas as perdas que ocorrem no sistema devem ser consideradas, ou seja, as perdas de carga por atrito, ao longo das tubulações, as perdas localizadas nas conexões, nas peças especiais, e as perdas de cargas devido à variações de nível, bem como devem-se considerar a posição da linha c) A distribuição de pressão, ao longo da linha principal, não é a somatória das pressões das diversas linhas laterais, porém a distribuição de vazão é aditiva. A figura abaixo ilustra a distribuição de pressão e vazão, ao longo de uma linha principal, com três linhas laterais.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

L2,Q2 PMB=PC+Hf(C-B) PC=PB+H f(BC) PB=PA+Hf (AB) PA=Pin MB C B A 1 2 3 Q1+Q2 Q1 Q1+Q2+Q3 L3,Q3 L1,Q1 Figura 38. Esquema do sistema de irrigação mostrando a variação de vazões e pressão ao longo da tubulação d) Nos projetos de irrigação que apresentam ramificações da linha principal, será considerada linha principal aquela que no ponto de ramificação requerer a maior pressão, a outra será considerada secundária. O dimensionamento da linha secundária será em função da diferença entre a pressão no ponto de entroncamento com a linha principal e a pressão necessária, no início da linha lateral, na posição mais desfavorável.

e) No dimensionamento da linha principal, tem-se que determinar as vazões máximas a serem conduzidas nos diversos trechos, bem como relacionar as vazões conduzidas em cada condição com o comprimento dos trechos nos quais elas são conduzidas. Por exemplo, no projeto esquematizado na figura do ítem C, a vazão das três linhas laterais será levada, no máximo até o ponto (1), a vazão de duas linhas laterais será conduzida no máximo até o ponto (2), e a partir do ponto (2) será transportada somente a vazão de uma linha lateral. E quando estiver sendo conduzida a vazão de duas linhas laterais até o ponto (2), não haverá nenhuma vazão sendo conduzida além dele, porém quando estiver sendo conduzida a vazão de uma linha lateral até o ponto (3), está será a única vazão conduzida além do ponto (1).

Dimensionamento São três os critérios mais usados para o dimensionamento das linhas principais e secundárias: dimensionamento baseado na velocidade média permitida ao longo da linha, dimensionamento baseado na perda de carga pré-estabelecida entre a primeira e a última posição da linha lateral e dimensionamento baseado na análise econômica.

Dimensionamento em Função da Velocidade Média da Água na Linha Principal ou Secundária Este critério baseia-se na determinação dos diâmetros dos diferentes trechos da linha principal e secundária, de modo que a velocidade média em cada trecho fique entre 1,0 e 2,5 m/s. Nesse método para determinar o diâmetro aproximado utiliza-se a fórmula de Bresse.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Para efeito de exemplos em sala de aula vamos considerar o valor de K igual a 1,0. Para o cálculo da velocidade utiliza-se a equação da continuidade.

ou onde: Dimensionamento em Função da Perda de Carga Preestabelecida Este critério baseia-se em permitir uma perda de carga no trecho da linha principal compreendido entre a primeira e a última posição da linha lateral, de 15 a 20 % da pressão de serviço dos aspersores. Nesta perda de carga não está incluída a diferença de nível ao longo da linha principal. Quando as condições topográficas impõem um grande desnível ao longo da linha principal, faz-se necessário usar válvulas de controle de pressão ou registros no início das linhas laterais.

ou Exercícios Propostos (Dimensionamento de linha lateral em nível) 1) Dimensionar uma linha lateral, em nível, para as seguintes condições: * Linha Lateral * Aspersor Solução: Perda de Carga (Hf) Hf = 20 % de PS ... Hf = 0,20 x 30 m = 6,0 mca.

Número de Aspersores por Lateral (N) N = 180 m N = 10 aspersores 18 m Fator de Correção para Lateral com 10 saídas (F)

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

F=0,385 Vazão no início da linha lateral (Ql) = 10 x 3,45 m3/h = 34,5 m3/h = 0,0096 m3/s 3600s/h Equação de Hazen- Willians D = [ 10,646 x ( Q )1,852 x L ] 0,205 Hf' C D = [ 10,646 x ( 0,0096 )1,852 x 180 ] 0,205 15,6 120 D = 0,075 m = 75 mm = 3 polegadas.

(Dimensionamento de linha lateral morro acima) 2) Dimensionar uma linha lateral com as mesmas condições do exemplo anterior, porém com um aclive de 2,5 %.

Z = 2,5 % x 180 m Z = 4,5 m 100 Hf = 0,20 x 30 m - 4,5 m Hf = 1,5 m Hf' = 1,5m Hf' = 3,9 m 0,385 D = [ 10,646 x ( Q )1,852 x L ] 0,205 Hf' C D = [ 10,646 x ( 0,0096 )1,852 x 180 ] 0,205 3,90 120 D = 0,100 m = 100 mm = 4 polegadas.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Para D = 100 mm ... Temos V = 4 x Q ..... V = 4 x 0,018 ... V = 2,29 m/s xD2 x (0,1)2 Procedendo-se da mesma maneira chegamos a: Para D = 125 mm ...... V= 1,47 m/s * Para D = 150 mm ....... V = 1,02 m/s Portanto recomenda-se o diâmetro de 125 mm ( 5 polegadas).

b) Trecho (1) - (2) L = 120 metros Q = 12 l/s = 0,012 m3/s ... D = K x Q ..... D = 1. 0,012 D = 0,109 m Portanto devemos analisar os diâmetros 75 mm, 100 mm e 125 mm.

Para D = 75 mm ... Temos V = 4 x Q ..... V = 4 x 0,012 ... V = 2,71 m/s xD2 x (0,075)2 Procedendo-se da mesma maneira chegamos a: Para D = 100 mm ...... V = 1,52 m/s * Para D = 125 mm ....... V = 0,98 m/s Portanto recomenda-se o diâmetro de 100 mm ( 4 polegadas).

c) Trecho (2) - (3) L = 120 metros Q = 6 l/s = 0,006 m3/s ... D = K x Q ..... D = 1. 0,006 D = 0,077 m Portanto devemos analisar os diâmetros 50 mm, 75 mm e 100 mm.

Para D = 50 mm ... Temos V = 4 x Q ..... V = 4 x 0,006 ... V = 3,00 m/s xD2 x (0,05)2 Procedendo-se da mesma maneira chegamos a: Para D = 75 mm ...... V= 1,36 m/s * Para D = 100 mm ....... V = 0,76 m/s Portanto recomenda-se o diâmetro de 75 mm ( 3 polegadas).

(Dimensionamento em Função da Perda de Carga Preestabelecida) 4) Dimensionar a linha principal, esquematizada na figura abaixo, para as seguintes condições: aspersor com vazão de 0,62 l/s, pressão de serviço de 30 mca e espaçamento de 18 x 24 m; e linha principal em aço zincado com 288 m e morro acima, com desnível, ao longo da principal de 2 m.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Hf = 0,15 x PS = 0,15 x 30 = 4,5 m Q = 8 asp x 0,62 l/s = 5 l/s

D = [ 10,646 x ( Q )1,852 x L ] 0,205 Hf C MB D = [ 10,646 x ( 0,005 )1,852 x 288 ] 0,205 4,50 120 D = 0,083 m = 83 mm L = 288 m 8 Aspersores Como os diâmetros comerciais encontrados são 75 mm e 100 mm e o diâmetro calculado Croquis da Área Irrigada situa-se entre eles, pode se aplicar parte da linha principal com diâmetro de 100 mm e parte com diâmetro de 75 mm.

Para determinar o comprimento de cada segmento tem-se: 100 mm 75 mm

L1, D1, J1 L2, D2, J2 L

L = L1 + L2 ............. Hf = L1 x J1 + L2 x J2

L1 = L - L2 ................ L2 = Hf - L x J1 onde:

J1 = 10,646 x (0,005 )1,852 ............. J1 = 0,0061 m/m

J2 = 10,646 x ( 0,005 )1,852 ............. J2 = 0,0248 m/m

L2 = 4,5 - 0,0061x 288 ............ L2 = 146,7 m ........... L1= 288 - 146,7

0,0248 - 0,0061 L1 = 141,3 m, como os tubos são de 6 metros temos: L1 = 144 m com tubos de 100 mm L2 = 144 m com tubos de 75 mm.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

5) Dimensionar a linha principal para o projeto esquematizado na figura abaixo sendo:

Vazão da Linha Lateral = 4 l/s Pressão de serviço do aspersor = 30 mca Linha Principal em aço zincado - C = 120 Comprimento da Linha Principal = 384 m Hf = 0,20 x PS Hf = 0,20 x 30 = 6 mca.

MB D=Kx Q onde: J = 10,646 x ( Q )1,852 (D )4,87 C L = 348 m C

B A Aspersores Trecho Vazão do Trecho Diâmetro da Tub. Velocidade J(Perda (l/s) (mm) (m/s) Unitária) (m/m) 125 0,65 AB 8 l/s 100 1,01 0,0145 192 m 75 1,81 100 0,51 BC 4 l/s 75 0,90 0,0163 192 m 50 2,03 Para a vazão de 8 l/s = 0,008 m3/s no trecho AB, aplicando a equação de Bresse D = 0,008, encontramos D = 0,090 m = 90 mm, por isso testamos os diâmetros 75, 100 e 125mm.

Para o Trecho BC, Q = 0,004 m3/s, encontramos D = 0,063 m = 63 mm, por isso testamos os diâmetros de 100 mm, 75 mm e 50mm.

A perda de carga total será Hft = JAB x LAB + JBC x LBC = 192 x 0,0145 + 192 x 0,0163 Hft = 2,78 m + 3,13 m = 5,91 m que é inferior à perda de carga permitida de 6 mca, portanto os diâmetros escolhidos satisfazem o critério de dimensionamento.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 1. Conceito - São todas as Irrigações em que a água é aplicada diretamente sobre a região radicular das plantas com pequena intensidade e alta freqüência.

2. Tipos 1) Gotejamento 2) Microaspersão 3) Tubos Perfurados ou Porosos (Mangueira Santeno) 4) Xique-xique 5) Cápsulas porosas, ?Potejamento? 1- Gotejamento Compreende todos os sistema de irrigação nos quais a água é aplicada ao solo, diretamente sobre a região radicular das culturas, em pequena intensidade (1 a 10 litros/hora) porem com alta freqüência (Truno de rega entre 1 e 4 dias) de modo que mantenha a umidade na zona radicular próximo à ?capacidade de campo?.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

4. Principais Desvantagens da Irrigação Localizada a) Entupimento do sistema b) Distribuição do sistema radicular (bulbo) c) Necessita de operadores habilidosos (sofisticação) d) Acúmulo de sais nos limites da frente de molhamento (bulbo) ? e na superfície do solo (evaporação) ? perigo potencial de estes sais serem levados ao sistema radicular da cultura, quando chove.

5. Componentes dos Sistemas de Irrigação Localizada Em geral os sistema de irrigação localizada são fixos e constituídos das seguintes partes: - Motobomba - Cabeçal de controle - Linha principal - Válvulas (facultativas) - Linhas de derivação - Linhas laterais - Gotejadores - Microaspersores

Lago MB Cabeçal De Controle Parce la Linhas de Derivação

Linhas Laterais com Gotejadores ou Microaspersores Linhas Laterais Válvula Figura 29. Esquema de Um sistema de irrigação Localizada (Microaspersão ou Gotejamento) Motobomba O conjunto motobomba é um dos componentes de maior importância no método de - Mais utilizadas bombas centrífugas de eixo horizontal - Água de poço ? Bombas centrífugas de eixo vertical (Submerça) - Motores - Elétrico ou Diesel - Potencia absorvida pelo motor

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

A altura manométrica total (Hman) representa o aumento de pressão que a bomba deve transmitir ao líquido.

onde: Obs.: Acrescentar 5% à Hman para compensar as perdas localizadas Cabeçal de Controle Recebe a água do conjunto motobomba e libera água filtrada, na pressão certa e na vazão É composto de: Medidores de vazão Manômetros Filtros Tanques de Fertilizantes e Injetores Sistema de controle de operação Linha Principal Material utilizado na linha principal (normalmente) - PVC rígido ou flexível - Tubos galvanizados (aço zincado, alumínio etc) - Tubos de fibrocimento Linha de Derivação A linha de derivação conduz água da linhas principal até as linhas laterais. Material utilizado - Tubos de polietileno flexível ? superfície do Solo - PVC rígido - quando enterrados Início da linha de derivação ? registros/válvulas controle de vazão Linha Lateral São linhas onde estão instalados os gotejadores ou microaspersores que aplicam água junto Materiais: - Tubos de polietileno flexível com diâmetro de 12 a 32 mm Espaçamento ao longo da linha de derivação ? função do espaçamento entre fileiras de plantas.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Espaçamento entre gotejadores/microaspersores ? função do espaçamento entre plantas ao longo da fileira e do tipo de planta a ser irrigada (algumas plantas - mais de um gotejador/aspersor por cova) Emissores São dispositivos que possibilitam a distribuição do fluxo de água com vazão e freqüência constante, na forma de gotas ou pequenos jatos.

1) Tipos de Emissores: a) Gotejadores ? libera água em gotas b) Gotejador integrado ? já vem intercalados na tubulação a espaços constantes c) Tubos de emissão ? Tubos perfurados ou tubos porosos d) Difusores ? distribui a água de forma circular (sem peças móveis) e) Microaspersores ? libera água de forma uniforme em uma pequena área circular, dispondo de peças móveis para auxiliar na distribuição de água 2) Características necessárias aos emissores - fornecer vazão uniforme e constante - sofrer pequenas variações devido a condições extremas - ter uniformidade de fabricação - ser resistente a agressões químicas e ambientais - causar pequenas perdas de carga na tubulação - não sofrer alterações significativas com a temperatura - ter baixo custo.

3) Classificação dos Emissores a) Quanto ao número de pontos - uma saída - múltiplas saídas b) Quanto à pressão de trabalho - baixa pressão: 2 a 5 mca - alta pressão de trabalho: 8 a 15 mca c) Quanto à vazão do ponto de saída - baixa vazão: < 4 l/h - média vazão: < 4 a 10 l/h - alta vazão: > 10 l/h.

d) Quanto à seção de saída - seção estreita: < 0,8 mm - seção média: 0,8 a 1,0 mm - seção larga: > 1,0 mm e) Quanto ao mecanismo de perda de pressão - orifício - vortéx - de longa passagem - autocompensante

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Gotejadores São peças conectadas às linhas laterais capazes de dissipar a pressão disponível na linha e aplicar vazões pequenas e constantes.

- Vazão de 2 a 20 l/h e pressão de 5 a 30 mca 1) Tipos de Gotejadores - de microtubos - de longo percurso integrado - tipo orifício de saída - tubos perfurados - microgotejadores (autocompensante) * vazão de 4 l/h * pressão variando de 5 a 30 mca.

2) Quanto à conexão na linha podem ser: - conectados sobre a linha - conectados na linha - conectados no prolongamento da linha

Gotejador Gotejador b) Gotejador na linha a) gotejador sobre alinha Gotejador

Prolongamento c) Gotejador integrado d) Gotejador no prolongamento Figura 30. Esquema mostrando a conexão dos gotejadores na linha lateral.

Microaspersores Tem a mesma finalidade dos difusores, só que dispõe de peças móveis, possibilitando boa Vazão de 20 a 140 l/h e pressão de serviço de 5 a 30 mca.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

- Linhas de derivação no sentido da maior declividade - Pequena variação de nível ao longo da linha lateral (curva de nível) - Cabeçal ? sempre que possível na parte mais elevada do terreno - Pequeno comprimento da linha principal (Distancia entre CC e Sistema) - Área subdividida em subáreas retangulares ou parcelas (se possível) Ë função da cultura a ser irrigada: - Espaçamento entre linhas - Entre gotejadores/microaspersores na linha - O tipo de emissor (vazão e localização) 7. Quantidade de Ägua Necessária - Demanda evapotranspirométrica da cultura (período crítico) - Turno de rega variando de 1 a 4 dias (pequeno) - Manter a umidade na zona radicular próximo à cap. de campo 7.1 Evapotranspiração Lâmina evaporada + tanspirada/dia em toda a área Irrigação localizada não se molha toda a área irrigada

onde: ETl = evapotranspiração média, na irrigação localizada, mm dia-1 ETc = evapotranspiração potencial da cultura, em mm dia-1 P = percentagem da área molhada em relação à área total irrigada

7.2 Irrigação Real Necessária Lâmina real de água a ser aplicada na irrigação

onde: IRN = irrigação real necessária, em mm ETl = evapotranspiração na irrigação localizada, mm dia-1 TR = Intervalo entre irrigações em dias (turno de rega) Em volume por cova

onde: VRN = volume real necessário, em l cova-1 Ac = área representada por cova, em m2

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Em irrigação localizada: onde: IRN ? Irrigação real necessário, em mm CC ? Capacidade de Campo, % em peso Pm ? Ponto de murcha, % em peso Da ? Densidade do solo, em g cm-3 Z ? Profundidade efetiva do sistema radicular da cultura, em cm f ? Fator de disponibilidade de água do solo (f <1) P ? Percentagem da área molhada em relação à área total irrigada 7.3 Irrigação Total Necessária Lâmina total a ser aplicada por irrigação

Ea = eficiência de aplicação de água do sistema, em decimal 8. Tempo de Funcionamento por Posição O tempo de funcionamento da irrigação em faixa ou por árvore é dado pela seguinte equação: ou onde: T = tempo de irrigação por posição, em horas ITN = irrigação total necessária, em mm Sg = espaçamento entre gotej. ao longo da linha lateral, em m Sl = espaçamento entre linhas laterais, em m Ac = área representada por cada árvore, em m2 n = número de gotejadores por árvore q = vazão do gotejador, em l/hora VTN = volume total a ser aplicado por cova, em litros.

9. Número de Unidades Operacionais O número de unidades operacionais (N) em que o projeto de irrigação deve ser dividido pode ser determinado pela seguinte equação:

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

Esta equação considera que o sistema funciona 24 horas por dia, caso o sistema funcione menos que 24 horas por dia o número deve ser substituído na forma.

10. Vazão Necessária A vazão necessária ao projeto de irrigação é determinada pela seguinte equação:

onde: Q = vazão necessária ao projeto, em l s-1 A = área do projeto, em ha ITN = irrigação total necessária, em mm N = número de unidades operacionais em que o sistema for dividido T = tempo de irrigação por posição, em horas ou em m3/h 11. Dimensionamento da Linha Lateral - Linhas nas quais estão inseridos os gotejadores/microaspersores - Geralmente tubos flexíveis de polietileno - Diâmetros mais comuns 3/8?, ½?, 5/8?, e 3? - Instaladas na direção das curvas de nível - Em regime laminar ? 20% de variação na pressão = 20% na variação da vazão - Perda de carga (pressão) ao longo da tubulação (H.W. ou D.W.) lisa, sem gotejadores/ microaspersores.

Equação de Hazen-Willians onde: J = perda de carga unitária, em m m-1 Q = vazão que passa na tubulação, em l s-1 C = coeficiente que depende da parede do tubo ? 144 (Cipla) D = diâmetro da tubulação, em mm Perda de carga total na linha lateral (c/ got ./microasp.)

onde: H = perda de carga na linha lateral, em mca J = perda de carga unitária em tubos lisos (D. da L.L.), m m-1 C= coeficiente de Hazen-Willians do tubo da linha lateral Cg = coeficiente de Hazen-Willians da linha lateral c/ gotejador F = Fator de Christiansen, para tubulação de múltiplas saídas

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

onde: N = número de gotejadores na linha lateral m = coeficiente da velocidade da equação de perda de carga (m=1,85 para H.W, m=2 para D.W. e m =1,9 para Scobey) Valores de Cg variam entre 80 e 140, são menores que os valores de C e dependem do tipo de gotejador, do diâmetro da linha lateral e do espaçamento entre gotejadores.

12. Dimensionamento da Linha de Derivação - Linha na qual estão inseridas as linhas laterais - Liga a linha principal com as linhas laterais - Em geral usam-se tubos flexíveis de polietileno ou PVC rígido - Dimensionamento idêntico ao das linhas laterais - F é função do número de linhas laterais conectadas à derivação - Perda de carga permitida = 10 % da pressão de serviço emissor - Registros ou válvulas de controle de vazão/inicio da derivação - São instaladas no sentido da maior declividade do terreno - Pressão necessária no inicio da derivação é igual à soma da pressão necessária na linha lateral, com a perda de carga e o desnível ao longo da linha de derivação.

- Perda de carga (pressão) ao longo da tubulação (H.W. ou D.W.) lisa, sem linhas laterais conectadas.

Equação de Hazen-Willians onde: J = perda de carga unitária, em m m-1 Q = vazão que passa na tubulação, em l s-1 C = coeficiente que depende da parede do tubo ? 144 (Cipla) D = diâmetro da tubulação, em mm Perda de carga total na linha de derivação

onde: H = perda de carga na linha lateral, em mca J = perda de carga unitária em tubos lisos (D. da L.L.), m m-1 C= coeficiente de Hazen-Willians do tubo da linha lateral Cg = coeficiente de Hazen-Willians da linha lateral c/ gotejador F = Fator de Christiansen, para tubulação de múltiplas saídas

onde: N = número de gotejadores na linha lateral m = coeficiente da velocidade da equação de perda de carga (m=1,85 para H.W, m=2 para D.W. e m =1,9 para Scobey) Valores de Cg variam entre 80 e 140, são menores que os valores de C e dependem do diâmetro da linha de derivação e do espaçamento entre linhas laterais.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

13. Dimensionamento da Linha Principal - Faz conexão entre o Cabeçal de Controle e linha de derivação - Pode-se usar qualquer material, fibrocimento, ferro, aço zincado, alumínio, PVC e - O dimensionamento pode seguir três critérios: 1 ? Baseado na velocidade média permitida na linha (1 a 2,5 m/s) 2 ? Baseado na perda de carga pré-estabelecida (15 a 20 % da Pressão de Serviço dos Emissores) entre 1a. e última derivação) 3 ? Baseado na análise econômica Por ser o mais simples adotaremos aqui o primeiro critério Este critério baseia-se na determinação dos diâmetros dos diferentes trechos da linha principal, de modo que a velocidade média em cada trecho fique entre 1,0 e 2,5 m/s. Nesse método para determinar o diâmetro aproximado utiliza-se a fórmula de Bresse.

onde: Quando escolhemos o valor K igual a 1,0, estamos fixando a velocidade em 1,27 m/s (Tab. Manual de Irrigação, Bernardo et al. 2006).

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

GABARITO COM AS RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS PROPOSTOS Número do Exercício Proposto Alternativas a b c d e 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano ? Campus de Guanambi C. E. Cotrim

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERNARDO, S., SOARES, A.A., MANTOVANI, E.C. Manual de Irrigação, 8a. ed. atualizada e ampliada, Viçosa, Editora UFV, 2006, 625 p.

CHRISTOFIDIS, D. Irrigação, a fronteira hídrica na produção de alimentos, Revista ITEM, Brasília, no. 54, p. 46-55, 2o. trimestre 2002.

DAKER, A. Irrigação e drenagem, 7a. ed. Rio de Janeiro, Livraria Freitas Bastos, S. A , 1987. 453p. (A água na agricultura, 3) DAKER, A. Hidráulica aplicada à agricultura, 7a. ed. Rio de Janeiro, Livraria Freitas Bastos, S.A , 1987. 316 p. (A água na agricultura, 1) DAKER, A. Captação elevação e melhoramento da água, 7a. ed. Rio de Janeiro, Livraria Freitas Bastos S. A , 1987. 408 p. (A água na agricultura, 2) HAGAN, R.M., HAISE, H.R. EDMINSTER, T.W., Irrigation of agricultural lends, American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, USA, 1967, 1180p. (Agronomy 11) ISRAELSEN, D. W., HANSEN, V.E. Irrigation principles and practices, 3a. ed. N. York: John Wiley and Sons, 1967. 447 p.

LEOPOLDO, P. R. Bombeamento para irrigação, ABEAS, Brasília, 1990, 82p. (Curso de Engenharia de Irrigação - Módulo 09) RAMOS, M. M. Hidráulica aplicada à irrigação e drenagem, ABEAS, Viçosa - UFV, 1998. 140p. (Curso de Engenharia e Manejo de Irrigação - Módulo 1) REICHARDT, K. A água na produção agrícola. São Paulo, McGraw-Hill do Brasil, 1978. 121p.

REICHARDT, K. Processos de transferência no sistema solo-planta-atmosfera, 4a. edição, Campinas, Fundação Cargill, 1985, 466 p.

SEDIYAMA, G. C. Evapotranspiração: necessidade de água para as plantas cultivadas, ABEAS, Viçosa - UFV, 1996. 181 p. (Curso de Engenharia e Manejo de Irrigação) SILVA, A. M., SILVA, E.L., Necessidade de água para irrigação, Informe Agropecuário no. 100, Belo Horizonte, EPAMIG, p. 6-13, 1983.

TUBELIS, A. Aspectos climáticos e hidrológicos, ABEAS, Brasília- DF, 1990. 88 p. (Curso de Engenharia e Manejo de Irrigação) TELLES, D. D., VIEIRA, D. B., OLITTA, A. F. L., SCALOPPI, E.J., Curso básico de irrigação, Brasília, ABID- CODEVASF, 1990. 300 p.