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GRUPO DE INVESTIGACIÓN
HIDRÁULICA DEL RIEGO (UPM)
LEONOR RODRÍGUEZ SINOBAS
([email protected])
AGRADECIMENTOS
Organizadores do
Congresso
Brasileiro de
Engenharia
Agrícola 2011
Professor
Professor
Joao Saad
Joao Zocoler
UNESP/ BOTUCATU UNESP/ ILHA SOTERA
40 CONGRESO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA 2011, CUIABÁ- MT
IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO SUBSUPERFICIAL
MÉTODO DE IRRIGAÇÃO
PRESSURIZADA COM BOA EFICIÊNCIA Y
MENORES REQUERIMENTOS DA AGUA Y
ENERGIA
UTILIZAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS
ALTERNATIVOS: ÁGUAS TRATADAS
IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO SUBSUPERFICIAL
INTRODUÇÃO
ELEMENTOS DO SISTEMA DE IRRIGAÇÃO
EFEITO DO SOLO NA VAZÃO DO EMISSOR
COMPORTAMENTO DAS UNIDADES DE
IRRIGAÇÃO NO CAMPO
DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NAS UNIDADES DE
IRRIGAÇÃO
CRITÉRIOS PARA A SELEÇÃO DAS VARIÁVEIS
DE PROJETO E OPERAÇÃO DA IRRIGAÇÃO
DESENVOLVIMENTOS FUTURO
INTRODUÇÃO
SUPERFICIE IRRIGADA
No mundo: 278.800.000 ha
Irrigação localizada: 6.089.534 ha (2,2%)
(Evolução da irrigação localizada no mundo no periodo 1981-2006
Fonte: GMIA, 2006. IWMI)
Países: Australia, Israel, México, Nova Zelanda, África do
Sul e Estados Unidos
Irrigação subsuperficial: ¿?(USA 0,6%)
(U.S.D.A., Farm and Ranch Irrigation Survey, 1999)
Na Espanha (ESYRCE, 2008)
Superficie total irrigada: 3.319.790 ha
Irrigação localizada: 1.381.835 ha (41,6%)
Irrigação subsuperficial ¿?
INTRODUÇÃO
CULTURAS
Cultivos hortícolas: alface, aipo ou
esparrago e alho, dentre outros,
Culturas arbóreas: citrus, maça, videira e
oliveira
Outros: alfafa, milho, algodão, gramado,
batata, cana-de-açúcar etc.
INTRODUÇÃO
Vantágens do GS (Gotejamento sub-superficial)
Reduz: evaporação, perdas de água e abudos por
infiltração profunda e escoamento, herbas daninas
Uso de águas tratadas
Aplica a solução nutritiva na zona radicular e
melhora a produção nas culturas
Inconvenientes do GS (Gotejamento sub-superficial)
Intrusão das raízes
Acumulação de sedimentos e partículas de solo
Difícil avaliação
ELEMENTOS DO SISTEMA DE IRRIGAÇÃO
Válvula
Ventosa
Manômetro
Manómetro
Llave
Chave
Tubulação
Tubería
Secundaria
Tubulação
Tuberías de
Portarramales
distribuição
Tuberías
de limpia
Chave
Tubulação
de limpeza
Ramales
Tubulação
Tubería
Goteros
Principal
Manómetro Filtro secundario Tanque químico Filtro primario
Manômetro
Cabezal de Control
Esquema típico de um sistema de irrigação por gotejamento subsuperficial
EFEITO DO SOLO NA VAZÃO DO EMISSOR
Ec. Vazão do emissor na superfície
q
q
k h
x
x
k h 1 u CVm
Ec. Vazão do emissor sob a superfície do solo
x
q k h hs 1 u CVm
q k (h - hs ) x
Shani & Or (1995)
h0
hs
hs
2
8
ro
Ks ro
qf
qf
EMISSORES AISLADOS
Cavidade esferica
SOLO
hs (m)
Arenoso
< 0.5
Franco
1
4
Ks
5
<1
Solo de campo hs
8m
2
COMPORTAMENTO DAS UNIDADES DE IRRIGAÇÃO NO CAMPO
RAMAIS ENTERRADOS
RAMAIS SOB A SUPERFíCIE
750
750
725
700
700
675
650
650
Q (L/h)
Q (L/h)
625
600
550
600
575
550
525
500
500
475
450
450
425
400
0
200
400
Vazão diminui 1A
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
400
2000 0
200
400
600
800
t (s)
2A
3A
4A
5A
6A
1B
1000
1200
1400
1600
t (s)
2B
3B
4B
5B
6B
2A
4A
5A
2B
3B
6B
Compensantes= 7.5-10.5 %
Compensantes < 3.5 %
não Compensantes = 2.5-3.6 %
não Compensantes < 2,5 %
1800
200
EMISSOR COMPENSANTE
3,75
Variação 2.5-3.5 %
3,70
Efeito da fadiga membrana
3,65
3,60
h o = 10,2 mca
3,55
q (l/h)
h o = 14,8 mca
3,50
h o = 8 mca
3,45
3,40
3,35
3,30
3,25
0
50
100
150
200
250
tempo de trabalho(min)
UNIDAD COM
NÃO
07/07;EMISSOR
H media = 11,3 mca
(CV =COMPENSANTE
0,30)
0
H0
750
Q (L/h)
700
Ho disminui
650
Variación
<6%
variação q< 6%
600
Ho aumenta
550
500
0
500
1000
1500
R1
R2
2000
2500
3000
t (s)
R3 R4 R5 R6 R7
3500
4000
UNIDADE COM EMISSOR COMPENSANTE
880
Ho disminui
variação q (%)= [10-19]
840
800
Q (L/h)
760
720
680
640
600
560
0
500
1000
1500
R1
R2
2000
t (s)
R3
R4
2500
R5
R6
3000
3500
4000
R7
SURFACING
AVALIAÇÃO DE UNIDADES DE IRRIGAÇÃO EM CAMPO
CVq
DAY 1
CVh
CVm
CV
DAY 2
CVh
CVm
2V
0.108
0.102
0.038
0.080
0.064
0.048
UP
0.198
0.042
0.123
0.123
0.115
0.043
DW
0.153
0.141
Note: 2V=
evaluation with et
theal.two
valves fully open; UP= evaluation
Fuente:
Rodriguez-Sinobas
2010
with the upstream valve fully open; DW evaluation with downstream
valve fully open; h= hydraulic variation and m= manufacture, and wear
variation. sete anos
Unidadade
Entupimento do emissor 25-38 %
ENTRADA DE RAÍZES
Fuente: Ronaldo Souza 2003
h0= [10-15] mca
Tempo irrigação : 30- 70 min
Filtro
Q
D= 63 mm
R
R = Regulador
depresión
Contador
h0
D= 32 mm
50 m
Sensor de
presión
Separação entre emissores,s: 0.3 m
Profundidade do ramal, p: 0.3 m
hL D= 32 mm
7m
UNIFORMIDADE DE APLICAÇÃO DA ÁGUA EMISSOR NC
SOLO FRANCO HOMOGÊNEO
Ramai 1
Ramai 2
Ramai 3
Ramai 4
Ramai 5 Ramai 6
q (L/h)
2.79
2.82
3.21
3.18
3.95
3.87
h0 (m)
8.1
8.5
11.4
11.2
16.1
15.7
hL (m)
5.4
5.8
8.0
7.8
11.1
10.9
CV sup
0.085
0.085
0.083
0.083
0.081
0.081
CV ent
0.082
0.080
0.077
0.077
0.078
0.078
Nota: L= 50 m; D= 14.6 mm y s = 0.3 m. Emisor: x = 0.48; CVm = 0.058 y le
(comprimento equivalente no ponto de inserção do emissor) = 0.76 m.
sup= superficial, ent= sob a superfície.
UNIFORMIDADE DE APLICAÇÃO DA ÁGUA EMISSOR NC
SOLO FRANCO NÃO HOMOGÊNEO
Ramal 1 Ramal 2 Ramal 3 Ramal 4 Ramal 5 Ramal 6
q (L/h)
2.75
2.77
3.13
3.10
3.91
3.82
h0 (m)
8.1
8.5
11.4
11.2
16.1
15.7
hL (m)
5.4
5.8
8.0
7.9
11.2
10.9
CV sup
0.081
0.081
0.078
0.079
0.076
0.076
CV ent
0.116
0.115
0.106
0.107
0.091
0.092
Nota: L= 50 m; D= 14.6 mm y s = 0.3 m. Emisor: x = 0.48; CVm = 0.058 y
le (comprimento equivalente no ponto de inserção do emissor) = 0.76
m. sup= superficial, ent= sob a superfície .
DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NAS UNIDADES DE IRRIGAÇÃO SDI
Solo homogêneo
Emissores na superfíe do solo
Emissores com a misma pressão
q= k[ h0-hs]x
UNIFORMIDADE:
Maior quanto menor h0
Maior quanto menor r0
Maior FR que AR
AR ARENOSO
FR
FRANCO
UNIFORMIDADE NAS RAMAIS
Com menor Ks
menor uniformidade
Emissores na superfíe do
solo
Solo homogêneo
Com mais alta vazão nominal do
emissor qn menor uniformidade
3 L/h
2 L/h
1 L/h
AR
FR
AC
UNIFORMIDADE NAS RAMAIS
Com menor Ks menor uniformidade
Solo com variabilidade espacial
Com mais alta vazão nominal do
emissor qn menor uniformidade
3 L/h
Emissores
Emisoresna
en superfíe
superficiedo solo
2 L/h
1 L/h
AC
FR
AR
Recomendação altas h0 y baixos qn
CRITÉRIOS PARA A SELEÇÃO DAS VARIÁVEIS DE PROJETO E
OPERAÇÃO DA IRRIGAÇÃO
Projeto
Valores máximos de
vazão
Separação entre
emissores
Profundidade do
ramais
Manejo
Emissor
Emissor
zona seca
zona úmida
q
Pressão de trabalho
t
Tempo da irrigação
zona úmida
(Adaptado de: NETAFIM, 2008)
x
q*
=
q/h
0
VARIACIÓN DEL CAUDAL CON LA PRESIÓN GENERADA EN EL SUELO
h* = (h0-hs)/h0 q* k
VALORES MÁXIMOS DE VAZÃO
x
( h*)
110%
100%
Todos os modelos em cada grupo  ~ 1 linha
90%
% Variación q*
80%
70%
AUTOCOMPENSANTE 2 L/h
NO COMPENSANTE 2 L/h
60%
50%
40%
Relação lineal (%)
30%
20%
10%
10%
0%
0
0,1
0,2
0,3
Fuente: Gil et al. 2011
0,4
0,5
0,6
h*
0,7
0,8
0,9
1
1,1
VALORES MÁXIMOS DE VAZÃO
EMISSORES NÃO COMPENSANTES
6

h* ( h* = (h0-hs)/h0) : Conheça h0  hs
5
FRANCO
4
 qmáx  Aumentada em 10%
ARENOSO
hs (m)
 Valores simulados: hs  q
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
q (l/h)
VALORES MEDIDOS
16
18
20
22
24
26
VALORES SIMULADOS
Emissor NC: Variação q* = 10%  h* = 0,79
- h0 = 10 m :
- Solo FR: qmáx = 2,35 L/h
- Solo AR: qmáx = 12,44 L/h
Emissor compensante  Variação q* < 10% se h* > pressão fechamiento (2 m)
- h0 = 10 m:
- Solo FR: qmáx = 10,73 L/h
- Solo AR: qmáx = 54,51 L/h
MANEJO DE IRRIGAÇÃO
EMISSOR NÃO COMPENSANTE
profundade ramais= 0.3 m. Pressão de trabalho: 11m
Irrigation time:
30 min
SOLO
Ks (m/s)
Franco
2.89·10-6
60min
(m-1)
12.9
90min
EMISSOR NÃO COMPENSANTE
profundade ramais = 0.1 m. Pressão de trabalho: 11m
tempo da irrigação :
30 min
SOLO
Ks (m/s)
Franco
2.89·10-6
60min
(m-1)
12.9
90min
(cm)
Vertical length above(mm)
Variação da agua de solo
180
160
140
Serie1
120
Serie2
Serie3
100
Serie4
80
60
0.1
0.2
0.3
0.3 m
zabove
zbelow
180
(Adaptado de: NETAFIM, 2008)
180
140
120
100
80
60
0.1
0.2
(m 3/m3)
160
140
120
100
0.3
80
(cm)
Horizontal length(mm)
180
160
Horizontal length (cm)
Vertical length below (cm)
(mm)
(m3/m3)
160
Serie1
140
Serie2
120
Serie3
100
Serie4
h=8m
30 min
h=8m
30 min
h=16m
30min
h=16m
30min
h=8m 60min
h=8m 60min
h=16m 60min
h=16m 60min
80
60
0.1
60
0.1
0.2
0.2
(m3/m3)
(m3/m3)
0.3
0.3
CONCLUSÕES (I)
As propriedades do solos com poros finos afetam a
vazão dos emissores compensantes e não
compensantes. A vazão dos ramais diminui de forma
acentuada logo após os primeiros 10 a 15 minutos
depois do inicio da irrigação e, posteriormente, se
estabiliza.
A variação da vazão no tempo na unidade com
emissor compensante (entre 5 ao 19%) é maior que
na não compensante (entre 2 ao 7%).
CONCLUSÕES (II)
Os emissores compensantes podem perder seu efeito
regulador por: fatiga do elastómero (da membrana),
particulas de solo e/ou raízes depositadas no laberinto e
do elastómero (da membrana).
Nos solos homogêneos com infiltração pequena, a
variabilidade da vazão ser que na irrigação
superficial pelo efeito da auto regulação da vazão do
emissor. A uniformidade de aplicação da água será
maior na irrigação subsuperficial.
CONCLUSÕES (III)
Nos solos com variabilidade espacial, tais como os solos
agrícolas, a variabilidade da vazão é maior no ramal da
irrigação subsuperficial do que na irrigação superficial
em solos com poros finos e menor em solos de poros
grossos. No primeiro caso, a variabilidade anula o efeito
auto regulador do solo.
CONCLUSÕES (IV)
Os programas de simulação do cálculo hidráulico de
unidades de SDI são uma ferramenta útil para predizer a
distribuição da água na unidade e, assim, determinar os
índices de uniformidade e os resultados da irrigação.
Pode ser útil, na tomada de decisões do manejo da
irrigação (pressão e tempo de aplicação da água) e na
seleção de variáveis do projeto (espaçamento entre
emissores, profundidade).
É preços de uma calibração com medição da
vazão e das alturas de pressão no cabezal e/ou
no fim dos diferentes ramais durante a avaliação
de campo, assim como , as características físicohídricas do solo.
DESENVOLVIMIENTO DE EMISSORS
ENTRADA DE PARTíCULAS DE SOLO
La membrane
entrada de raízes
Fuente: NaanDanJain Irrigation
VALVE DE LAVAGEM
–Pressão de trabalho: 0.5-3.0 bar
–Tempo de lavagem 1 bar: 25-30 s
Volume de água de lavagem:
Baixo: 1-1.5 L
Alto: 2-2.5 L
Fuente: NaanDanJain Irrigation
LINHAS DE PESQUISA E INOVAÇAO
DESENVOLVIMENTO DE CRITÉRIOS DE IRRIGAÇÃO
SEGUNDO O TIPO DE SOLO
DESENVOLVIMENTO DE EMISSORES QUE DIFICULTEM A
INTRUSÃO DAS RAÍZES E O DEPÓSITO DE PARTÍCULAS
DE SOLO
DESENVOLVIMENTO DE ELEMENTOS DO SISTEMA DE
IRRIGAÇÃO QUE FAVORECEM A LAVAGEM DE
PARTÍCULAS DEPOSITADAS NAS TUBULAÇÕES E/OU
EMISSORES
DESENVOLVIMENTO MÉTODOS DE AVALIÇÃO EM
CAMPO
ESTUDO DO EFEITO DE ETERMINADAS QUALIDADES DE
ÁGUAS TRATADAS
LEONOR RODRÍGUEZ SINOBAS
([email protected])
GRUPO DE INVESTIGACIÓN HIDRÁULICA DEL RIEGO (UPM)

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