52_Italo Wigliff Leite Pachico_Luciana

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO
NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA – NEAD
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO – MEC/SECADI
APLICAÇÃO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO LOCALIZADA DE
BAIXO CUSTO RECOMENDADOS A PEQUENOS AGRICULTORES
DA REGIÃO SEMIÁRIDA
Projeto de Intervenção submetido ao Núcleo
de Educação à Distância da Universidade
Federal Rural do Semiárido.
Aluno: Italo Wigliff Leite Pachico
Orientador:
Tutora: Maria Luiza de Andrade Mendonça
Mossoró/RN
2015
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RESUMO
Com o crescimento da irrigação, surge a necessidade de sistemas mais eficientes quanto ao
uso de água. Sistemas de irrigação de baixo custo possibilitam uma maior eficiência
proporcionando produções a preços relativamente menores. Em uma área de agricultura
familiar serão instalados sistemas de irrigação localizada de baixo custo, podendo estes serem
de 50, 100, 250 e 500 m². Serão avaliadas diferentes configurações dos sistemas com o
objetivo de se observar os resultados inerentes às características do solo, aos materiais
utilizados na construção dos sistemas, às características hidráulicas, à distribuição e à
eficiência do uso de água e à utilização de práticas culturais, bem como suas correlações com
os resultados obtidos. Outra forma de avaliação será a análise dos custos requeridos para os
diferentes arranjos dos sistemas. Com esse pensamento, objetivamos avaliar diferentes
sistemas de irrigação localizada de baixo custo que atendam especificações teóricas e, acima
de tudo, que sejam acessíveis a agricultores, tendo como princípio a segurança alimentar, a
melhoria da qualidade de vida e o desenvolvimento sustentável.
Palavras-chave: Agricultura irrigada, tecnologias alternativas, desenvolvimento sustentável,
segurança alimentar, análise de custo.
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INTRODUÇÃO
O uso da irrigação no Brasil está a cada dia crescendo. A participação da agricultura no
desenvolvimento do país é concreta, necessitando para isso da aplicação de tecnologias que
permitam ao meio agrícola obter resultados mais eficientes. Dessa forma, a irrigação
possibilitou uma espécie de “explosão” produtiva, seja em regiões que mantém um período
chuvoso definido e regular, ou mesmo, e principalmente, em regiões que a dependência das
precipitações pluviométricas é determinante ao se almejar uma determinada produção.
Contudo, tal crescimento pode ter como consequências a desigualdade e, de certa forma, a
exclusão de setores agrícolas menos favorecidos. Setores esses que necessitam de atenção
especial. Ou seja, tecnologias que também sejam eficientes, e acima de tudo acessíveis a
agricultores que tem como principal objetivo a sua subsistência. A aplicabilidade da
tecnologia nessas condições pode ser considerada como um potencial para o desenvolvimento
de comunidades rurais; no entanto, trata-se de um processo difícil (desenvolvimento e
aplicação da tecnologia) devido à cultura do agricultor.
De acordo com o Censo Agropecuário 2006 (IBGE, 2009), na última década houve um
aumento de 39% nos estabelecimentos que declararam utilizar a irrigação, e de 42% na área
total irrigada no Brasil. A área irrigada compreende 4,45 milhões de hectares, sendo utilizados
7,3% com métodos de irrigação localizada. Este crescimento é visto com bons olhos à medida
que se considere o manejo adequado do uso da água de irrigação, pois a sua utilização de
forma equivocada pode proporcionar danos tanto de ordem ambiental, quanto de ordem
financeira.
Entretanto, pode-se observar que para uma produtividade desejada, o fator água é
fundamental e imprescindível. A água atua nos processos fisiológicos das plantas resultando
em aumentos de produção, ou mesmo na garantia desta. Assim, a utilização de sistemas de
irrigação deve conferir quantidade de água adequada ao desenvolvimento das plantas, de
modo que suas produções não tenham apenas o caráter econômico, mas, também seja fonte de
alimento e qualidade de vida.
Pensando nesse sentido, como forma de dimensionar e disponibilizar sistemas que
sejam tecnicamente adequados e acessíveis a agricultores com recursos limitados, ou mesmo
na sustentabilidade de áreas irrigadas propõem-se a trabalhar sistemas de irrigação localizada
de baixo custo. Sistemas esses que proporcionariam o sustento de uma família ou conjunto de
famílias, principalmente em regiões afetadas por escassez de recursos financeiros, naturais e
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sociais, entre outros, tendo como base fundamental a sustentabilidade e promoção do
desenvolvimento local.
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OBJETIVOS
Geral:
Avaliar diferentes sistemas de irrigação localizada de baixo custo que atendam
especificações teóricas e, acima de tudo, que sejam acessíveis a agricultores, tendo como
princípio a segurança alimentar, a melhoria da qualidade de vida e o desenvolvimento
sustentável.
Específicos:
- Avaliar as características de sistemas de irrigação localizada de baixo custo;
- Avaliar a influência de diferentes características do solo na disponibilidade de água às
plantas;
- Estimar os custos aplicados na configuração dos diferentes sistemas de irrigação localizada
de baixo custo estudados, comparando-os com sistemas convencionais e outros sistemas
alternativos;
- Recomendar sistemas de irrigação localizada de baixo custo, que melhor se adaptem às
condições locais de pequenos agricultores da região.
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
IRRIGAÇÃO NO BRASIL
O Brasil apresenta uma situação confortável, em termos globais, quanto aos recursos
hídricos. A disponibilidade per capita, determinada a partir de valores totalizados para o país,
indica uma situação satisfatória, quando comparada aos valores dos demais países, segundo
dados da Organização das Nações Unidas (ONU), estes valores superam 10.000 m³ ano-1 per
capita (ANA, 2011; PORTO et al., 2011).
Entretanto, apesar desse aparente conforto, existe uma distribuição espacial desigual dos
recursos hídricos no território brasileiro. Cerca de 80% dos recursos hídricos brasileiros estão
concentrados na região hidrográfica amazônica (ANA, 2011).
A irregularidade na distribuição sequencial das chuvas tem sido um dos fatores
limitantes ao desenvolvimento e à estabilização na produção agrícola no semiárido brasileiro.
Além da má distribuição sequencial, o período chuvoso é curto com intervalo entre chuvas,
longo, e estas de alta intensidade, o que não só provoca erosão como, também, concorre para
que grandes volumes de água não fiquem armazenados no perfil do solo e sejam perdidos,
tornando a exploração agrícola uma atividade de risco (PORTO et al., 2011).
Grande volume da água de irrigação é perdido na captação, armazenamento,
distribuição e aplicação, provocando um grande desperdício no uso da água na agricultura
(MIN, 2007).
Os principais métodos de irrigação utilizados no Brasil são: superfície (inundação e
sulcos), aspersão (convencional, canhão, carretel e pivô central) e localizada (gotejamento,
microaspersão). O método considerado ideal é aquele que melhor se adequar a condições
locais de topografia, clima, tipo de solo e de cultivo, disponibilidade e qualidade de água,
mão-de-obra e energia (PIRES et al., 2008).
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
Segundo SIJALI (2001), a irrigação por gotejamento é capaz de entregar água para as
raízes de plantas individuais tão frequentemente quanto seja desejado.
A aplicação de água ao solo, na irrigação por gotejamento, é sob forma de “ponto
fonte”, ficando a superfície do solo com uma área molhada com forma circular e o seu volume
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molhado com forma de um bulbo. Quando os pontos de gotejamento são próximos uns dos
outros, forma-se uma faixa molhada contínua (BERNARDO, et al., 2006).
A irrigação por gotejamento permite a distribuição uniforme de água no solo a
intervalos de tempo regulares, evitando efeitos adversos de sub (estresse) ou super irrigação
(lixiviação e encharcamento) em certas partes da área (WOLTERING et al., 2011).
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA DE BAIXO CUSTO
De acordo com PHOCAIDES (2007), a irrigação por gotejamento é o método mais
eficiente de uso de água para produção de culturas. Milhões de pequenos fazendeiros em
países do terceiro mundo ainda não podem adotar essa técnica, devido ao alto custo inicial de
instalação do sistema e ao nível de manejo relativamente sofisticado.
Modificações estão constantemente sendo feitas para simplificar sistemas de irrigação
por gotejamento e fazendo-os mais disponíveis. Estes sistemas tentam simplificar o seu
design, enquanto mantem alta frequência, alta eficiência e baixo volume de irrigação,
vantagens básicas da irrigação por gotejamento. Algumas dessas modificações são a
improvisação de emissores gotejadores e os sistemas de baixa pressão hidráulica (SIJALI,
2001).
O desenvolvimento de emissores de baixa pressão e filtração simples tem reduzido
muito o investimento inicial necessário, fazendo com que sistemas de irrigação por
gotejamento de pequena escala sejam disponíveis para fazendeiros de pequenas propriedades
(SIJALI, 2001).
Esses sistemas têm sido conhecidos por aperfeiçoar rendimentos por unidade de volume
de água e solo (DAKA, 2006). O desafio é encontrar o equilíbrio certo entre disponibilidade e
simplicidade de um lado e qualidade e longevidade do equipamento de outro lado
(WOLTERING et al., 2011).
Um kit padrão inclui uma torneira, um filtro e laterais gotejadoras que irrigam uma área
de 10 a 2000 m² (POLAK et al., 1997), pela ação da gravidade em função da elevação de
baldes, barris ou reservatórios (WOLTERING, 2011).
Os tipos de sistemas de irrigação por gotejamento de baixo custo ou baixa pressão
procuram disponibilizar água para as plantas em função de custos relativamente menores,
assim como o trabalho a ser envolvido.
Em termos de princípios técnicos, os sistemas não apresentam grandes diferenças entre
si. O que podemos observar são variações, na capacidade de armazenamento de água dos
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sistemas. Sendo estes divididos basicamente em dois grupos principais, sejam eles, os
sistemas de irrigação por gotejamento tipo balde e tipo tambor. Contudo, podemos observar
outras pequenas variações na literatura como o uso de sacos impermeáveis ou outros materiais
de acordo com as condições financeiras. Considerando os dois grandes grupos (sistema de
balde e tambor) ainda podemos observar especificidades quanto ao tipo de material usado,
área de cobertura, componentes e formas de distribuição de água.
DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
A dinâmica da água no solo é um processo que controla o movimento dos elementos
químicos que intervêm nos processos de formação e evolução dos solos, na disponibilidade de
nutrientes para as plantas e na satisfação da demanda hídrica (MACIEL NETTO et al., 2000).
Esse movimento é diretamente dependente das características físico-hídricas do solo e pode
ser descrito pela taxa de infiltração e pela condutividade hidráulica (PINHEIRO et al., 2009).
Segundo CARVALHO (2002), a taxa de infiltração e a retenção de água pelo solo são
importantes, pois auxiliam na definição de políticas de proteção e de conservação do solo e da
água, no planejamento de sistemas de irrigação e drenagem, bem como na composição de
uma imagem mais real da retenção, movimento, redistribuição e conservação da água no solo.
A água aplicada por gotejamento sobre a superfície do solo infiltra-se e se redistribui
vertical e transversalmente resultando um volume molhado em forma de bulbo ao redor da
planta (KELLER & BLIESNER, 1990; RODRIGO LÓPEZ et al., 1992; PEREIRA, 2004). O
bulbo molhado formado no solo é afetado pela umidade inicial do solo, pela vazão do
emissor, pela frequência e duração da irrigação, pelo movimento capilar da água e pela
capacidade de retenção de água pelo solo. O emissor cria padrões de molhamento no solo que
determinam o tamanho e forma da zona radicular da cultura (EVANS et al., 2007).
Informações da geometria do bulbo molhado são importantes para o dimensionamento e
manejo da irrigação localizada, principalmente para estimar o volume de solo molhado, a
vazão do emissor e o tempo de aplicação de água. O movimento de água no solo é utilizado
como índice para o dimensionamento e o manejo da água de irrigação, devido seu
conhecimento ser essencial para determinação do espaçamento entre emissores (MAIA et al.,
2010).
As dimensões do bulbo molhado podem ser determinadas ou estimadas de várias
formas, usando métodos analíticos, numéricos, empíricos ou fazendo ensaios de campo
(LEVIEN et al., 2010).
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ANÁLISE DE CUSTOS
O processo de irrigação é uma das grandes preocupações dos agricultores em geral,
sendo que o cultivo depende efetivamente do abastecimento de água para gerar frutos. A
definição com relação à implementação de métodos de irrigação com custos reduzidos irá
variar de acordo com as necessidades e condições tanto do cultivo como do solo, onde caberá
ao agricultor estabelecer qual critério poderá utilizar, satisfazendo os seus interesses de acordo
com as condições estabelecidas por fatores internos e externos (AMORIM et al., 2007).
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METODOLOGIA
O projeto consistirá da montagem e avaliações de sistemas de irrigação localizada de
baixo custo (50, 100, 250 e 500 m²), usando gotejamento. Esses kits serão avaliados em áreas
onde sejam desenvolvidos os princípios da agricultura familiar agroecológica, em função das
caraterísticas do solo, disponibilidade hídrica, dos arranjos empregados, assim como de
práticas culturais empregadas.
O preparo da área será de forma a manter as características predominantes do solo. A
construção dos canteiros dependerá do tipo de solo a ser utilizado, com a realização de
elevações em torno de 20 a 30 centímetros, com dimensões de um metro de largura por
comprimento a se definir de acordo com o arranjo do sistema de irrigação.
A adubação da área será baseada na aplicação de esterco animal curtido na fundação e,
do uso da compostagem e biofertilizantes em adubação de produção. As quantidades a serem
aplicadas serão baseadas nas atividades já desenvolvidas e sua duração.
A disponibilidade de água para as plantas será avaliada em função da aplicação em
diferentes características de solo, observando a distribuição, o movimento e redistribuição da
água com auxílio das curvas de retenção de água no solo, a fim de que se obtenha uma
indicação de melhor eficiência quanto ao seu uso, ou seja, de acordo com as características de
cada solo pode-se esperar um mapeamento da água do solo para suprir as necessidades de
cultivo.
Com esse mapeamento das características do solo podemos indicar qual melhor tipo de
solo em função da menor quantidade total de trabalho requerido para abastecer e reabastecer
os reservatórios, assim como a taxa de infiltração e a retenção de água no solo, e o seu
movimento, possibilitando entender a quantidade de água a ser fornecida à planta e o seu real
consumo, proporcionando produtividades satisfatórias.
Para uma verificação da melhor forma de se obter a quantidade de água adequada, serão
utilizados dados conhecidos da área ou de estação climatológica próxima a área experimental.
Dessa forma, realizaremos ensaios de campo onde serão abertas trincheiras tendo como
ponto base o centro do bulbo molhado na superfície, medindo suas dimensões ao longo do
perfil do solo.
Serão testados diferentes tipos de emissores como microtubos, xique-xique e outros
alternativos, em função da característica hidráulica do sistema e da cultura a ser cultivada,
visando uma boa uniformidade de distribuição, proporcionando vazões entre 0,5 e 1,0 L h-1.
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Para determinação dos custos serão avaliados investimento inicial requerido, vida útil e
depreciação dos equipamentos, custo de energia (quando se fizer necessário), custos com
manutenção e reposição de peças do sistema, requerimento de mão-de-obra e custo com a
mesma.
A vida útil e a depreciação dos componentes serão avaliadas em função de
recomendações dos fabricantes; os custos com energia serão contabilizados com relação à
quantidade consumida em ocasiões onde o abastecimento dos reservatórios for por meio de
bombas elétricas; a mão-de-obra será avaliada em função da quantidade requerida e o preço
de mercado para remuneração do trabalho. A manutenção e a reposição de componentes serão
determinados em função de uma taxa do investimento total inicial.
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LITERATURA CITADA
AMORIM, F.A.M.; AMORIM, J.N.; BRITTO, W.S.F. Custos de irrigação em cana-deaçúcar: um estudo realizado com os diversos sistemas de irrigação em Juazeiro-BA. Anais...
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CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO
Atividades
01
02
03
04
05
06
07
Revisão bibliográfica
Escolha e seleção da área
Amostragem de solo e água
Preparação da área
Instalação dos kits
Coleta e análise de resultados
Redação da dissertação
ANO I
Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun
X
X
X
X
X
X
X
Data prevista para início do Projeto: Julho de 2015.
Data prevista de duração do Projeto: 2 meses
Local de implantação do Projeto: Caraúbas-RN.
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HOMOLOGAÇÃO
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Orientador
_____________________________
Coordenador
_______________________________
Co-orientador
Mossoró/RN
Data: ___/___/___