Protocolo 504

AVALIAÇÃO DE UM SISTEMA DE IRRIGAÇÃO POR
GOTEJAMENTO
V. M. Vidal1; J. F. V. Bessa1; J. S. Pedrosa2; F. L. V.alério3; F. A. L. Soares4; M. B. Teixeira4
RESUMO - Para determinar a uniformidade de distribuição de água de um sistema de irrigação
por gotejamento, é necessário realizar a medição das vazões dos gotejadores ao longo das linhas
laterais. Conhecendo as vazões dos gotejadores, pode-se calcular a uniformidade de distribuição
do sistema, por meio de várias equações. O objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho de um
projeto de irrigação por gotejamento, na unidade experimental da Universidade Estadual de
Goiás – Santa Helena de Goiás. Foram utilizadas 4 linhas laterais escolhidas ao acaso, com o
auxílio de proveta e cronômetro, foi aferida as vazões em 4 gotejadores de parede delgada por
repetição em um tempo de 180 segundos, observando 8 diferentes pressões de serviço. Com
esses valores foram calculados os valores de CUD e CUC para os 32 gotejadores avaliados. O
sistema obteve de acordo com os dados obtidos bom desempenho, e é ideal para ser instalado
quando se deseja obter maior produtividade.
PALAVRAS-CHAVE: CUC, CUD, avaliação do sistema.
EVALUATION OF A DRIP IRRIGATION SYSTEM
ABSTRACT - To determine the uniformity of distribution of water from a drip irrigation
system, you must perform the measurement of flow rates of drippers along the sidelines.
Knowing the flow of the drippers, one can calculate the distribution uniformity of the system
through various equations. The objective of this study was to evaluate the performance of a drip
irrigation project, the experimental unit of the State University of Goiás - Santa Helena de Goiás
four lateral lines were used randomly, with the aid of cylinder and stopwatch, was measured to 4
flows in a thin-walled emitter in a repeating time of 180 seconds by observing eight different
operating pressures. With these values were calculated for CUD and CUC for 32 drippers
evaluated. The system obtained according to the data obtained good performance and is ideal to
be installed when you want to achieve greater productivity.
KEYWORDS: CUC, CUD, evaluation system.
1
Mestrando em Ciências Agrárias, Instituto Federal Goiano, Rod. Sul Goiana Km 01, Zona Rural, Rio Verde, GO.
Fone (64) 3620-5600. e-mail: [email protected].
2
Engenheira Agrícola, UEG;
3
Graduanda em Engenharia Agrícola - UEG.
4
Professor Doutor, Instituto Federal Goiano, Rio Verde, GO
V. M. Vidal et al.
INTRODUÇÃO
Vários sistemas de irrigação podem ser utilizados irrigação, como gotejamento,
microaspersão, mangueiras perfuradas, aspersão convencional, pivô central e autopropelido. A
escolha do sistema mais adequado depende de vários fatores, podendo-se destacar a topografia e
o tipo de solo, a fonte de água (localização, vazão e qualidade), o sistema de plantio, o tipo de
cultura e o custo do equipamento e de sua operação.
Dentre os sistemas de irrigação utilizados, a irrigação por gotejamento tem-se destacado
principalmente pela alta uniformidade de aplicação de água alcançando, assim, alta eficiência de
aplicação. Essas características de desempenho propiciam outra vantagem da utilização da irrigação
por gotejamento, ou seja, a aplicação de produtos químicos via água de irrigação (quimigação).
Segundo Gomes (1999), em uma instalação de irrigação por gotejamento, praticamente, não
se perde água no percurso desde o ponto de abastecimento até a saída dos gotejadores.
Fundamentalmente, as perdas existentes ocorrem no solo molhado, por percolação e, em menor
escala, por evaporação e escoamento sobre a superfície do terreno.
A eficiência de irrigação é um conceito largamente utilizado, tanto em projetos quanto no manejo
de sistemas de irrigação. Segundo Keller e Bliesner (1990), o conceito de eficiência abrange dois
aspectos básicos: a uniformidade de aplicação e as perdas, que podem ocorrer durante a operação do
sistema. Para que a eficiência possa atingir valores altos, é necessário que as perdas durante a
operação sejam as menores possíveis e maiores a uniformidade de aplicação e distribuição.
De acordo com Bernardo et al, (2006), um dos principais parâmetros para avaliação de um
sistema de irrigação é a determinação da uniformidade de aplicação de água sobre a área
irrigada. Segundo Soares et al. (1993), a uniformidade de aplicação de água influencia,
diretamente, a produtividade da cultura e a energia consumida no bombeamento de água, sendo
que a produtividade tende a aumentar com a uniformidade de aplicação da irrigação.
Uma das conseqüências diretas de uma baixa uniformidade de aplicação de água, em um
sistema de irrigação, é o aumento do volume de água aplicado. Para que as plantas que recebem
menor lâmina recebam quantidade suficiente para seu desenvolvimento, deve-se aumentar a
lâmina aplicada. Isto faz com que as demais plantas recebam excesso de água, que se perderá
por percolação profunda (López et al., 1992).
A uniformidade de aplicação de água, em sistemas de irrigação por gotejamento, pode ser
expressa através de vários coeficientes, destacando-se o coeficiente de uniformidade de
Christiansen (CUC), o coeficiente de uniformidade de distribuição (CUD) (Bernardo et al, 2006;
Denículi et al., 1980; Keller e Karmelli, 1975). Para os sistemas de irrigação localizada,
segundo López et al. (1992), é mais freqüente o uso do coeficiente de uniformidade de
distribuição, pois, possibilita uma medida mais restrita, dando maior peso às plantas que
recebem menos água. Merriam e Keller (1978) apresentam um critério geral para interpretação
dos valores de CUD para sistemas, que estejam em operação por um ou mais anos: maior que
90%, excelente; entre 80% e 90%, bom; 70% e 80%, regular; e menor que 70%, ruim.
Para se avaliar em que condições o sistema de irrigação está operando, parâmetros de
desempenho devem ser definidas com base em determinações de campo, como vazão,
uniformidade de aplicação e tempo de irrigação. Sammis & Wu (1985) sugerem que uma
V. M. Vidal et al.
manutenção imprópria do sistema de irrigação pode causar decréscimo de 60% ou mais na
uniformidade de aplicação, resultando em aumento na quantidade de água aplicada, para
compensar a baixa uniformidade e a redução na produtividade.
Considerando-se o exposto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar, de acordo com os parâmetros
de engenharia, a uniformidade de distribuição de água dos sistemas de irrigação por gotejamento.
MATERIAL E MÉTODOS
O estudo foi realizado na área experimental, localizada na Universidade Estadual de Goiás –
UEG, Unidade Universitária de Santa Helena de Goiás - GO. O solo é classificado como
Latossolo Vermelho Eutroférrico típico textura argilosa, sem erosão evidente, muito poroso, sua
estrutura é forte, muito pequena e granular, tem consistência macio friável, é pegajoso e
plástico, drenado excessivamente e sua porosidade é elevada (Embrapa 1999). O relevo tem
altitude de 560 m, a vegetação predominante é a floresta nativa, Cerradão e o clima é
classificado em tipo AW de Köppen, (Rosa et al., 2003).
Para a coleta dos dados (vazão/gotejador), foram utilizadas quatro linhas laterais de tubo de
polietileno flexível, com diâmetro interno de 16 milímetros (mm), espessura da parede 0,375
mm e vazão de 1,50 L.h-¹, de acordo com informações do fabricante. Os gotejadores são
espaçados em 0,2 metros e são de modelo integrado de parede delgada do tipo bob.
O campo experimental proporcionou uma pressão de serviço até 40 metros de coluna d’ água
(mca), fornecida por fonte de água pressurizada por gravidade, sendo o suficiente para a
condução do experimento, que exigiu no mínimo 20 mca. Teve como meio de controle um
registro de esfera, seguido de um manômetro de glicerina com escala de 1 mca.
Com o auxílio de proveta e cronômetro, foi aferida a vazão em cada emissor em um tempo
de 180 segundos. Calculou-se o coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC), coeficiente
de uniformidade de distribuição (CUD) utilizando as seguintes equações:
(eq. 1)
(Eq. 2)
A metodologia usada na interpretação dos resultados foi baseada em Merriam e Keller
(1978), informando que; CUD maior que 90% é classificado em excelente, entre 80% e 90%,
bom, 70 e 80%, regular, e menor que 70%, ruim.
Foram obtidas as vazões em 128 gotejadores de parede delgada, que se dividiram em 4
repetições para cada uma das 4 linhas laterais, variando 8 diferentes pressões de serviço (PS),
suas médias foram calculadas, totalizaram 32 amostras, as quais foram utilizadas para calcular,
Qmed, CUC, CUD. O delineamento experimental utilizado foi o delineamento inteiramente
casualizado sendo, 8 Pressões de Serviço (2,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5 e 20 mca) e 4
repetições totalizando 32 amostras.
Os resultados foram submetidos à análise de variância utilizando o software Sisvar, Ferreira (2000).
V. M. Vidal et al.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 1 apresenta os valores do coeficiente de uniformidade de Christiansen e de
distribuição (CUD) determinados para um sistema de irrigação de gotejamento submetido a
diferentes pressões de serviço.
Nota-se que, das 8 pressões de serviços avaliadas, apenas em uma apresentou valor de CUD
abaixo de 85% classificado, portanto, como bom, pelo critério proposto por Merriam & Keller
(1978), nessa mesma tabela, verifica-se que o sistema de irrigação obteve 47% dos valores de
CUD classificados na classe de bom e 43% em excelente, com uma média de CUD entre todas
as pressões de serviços avaliadas de 88%, sendo assim o sistema se classifica de acordo com
Merrian e Keller (1978) em bom. Segundo Souza et al. (2006) o projeto está bem dimensionado,
isso porque a média de CUD ficou acima de 80%.
Pode se ainda notar na Tabela 1, que o CUC foi sempre maior que o CUD, isso ocorre de
acordo com Lopez et al. (1992), pelo fato em que o CUD é submetido a tratamentos mais
detalhados aos problemas de distribuição no decorrer do tubo gotejador. De acordo com Zocoler
(2005) a uniformidade de aplicação do sistema se enquadrou em boa, concordando com valores
de Merrian e Keller, isso porque o CUC ficou superior a 90% e CUD entre 85% e 90.
Das pressões de serviço aplicadas, o sistema foi classificado como bom e 5 delas, sendo que
4 pressões estão compreendidas entre uma pressão de 5,0 a 12,5 mca; com o aumento da pressão
para 15 e 17,5 mca o sistema de irrigação foi classificado como excelente. Esses valores de
uniformidade refletem o bom dimensionamento hidráulico, pois as pressões de serviço no final
das linhas laterais se encontravam dentro dos limites de operação recomendado pelo fabricante;
além disso, as condições de operação desse sistema, onde são feitas limpezas periódicas da
mangueira gotejadora e das linhas laterais também contribuíram para obtenção desses valores de
uniformidade. Ressaltando-se a importância da obtenção de altas uniformidades de aplicação de
água em sistemas localizados, conclui-se que os coeficientes adotados, principalmente o CUD,
são sensíveis a pequenas variações na distribuição de água de um sistema.
Santos et al. (2003), em trabalho experimental, avaliou a uniformidade de distribuição de
água em irrigação por gotejamento em sub-superfície, instalado na cultura de pupunheiras
(Bactris gasipaes H.B.K.), constatou que a mangueira gotejadora apresentou grande variação em
sua uniformidade de distribuição, sendo que, após 13 meses de uso em campo variou de 98%,
para 15,7% no CUC e 97%, para 0,2% no CUD. Com tal afirmação, pode-se notar que o método
por gotejamento sub-superficial, além de ter uma grande variação de uniformidade por estar
exposto a danos pelo sistema radicular, apresenta maior uniformidade de distribuição que o
sistema avaliado apenas no inicio de utilização.
Com a utilização de gotejadores autocompensantes externos, Silva et al. (2010) avaliou os
coeficientes de uniformidade CUC e CUD, obtendo valores de 96% e 94%, respectivamente,
classificando de acordo com Keller & Karmeli (1975) no quadro de excelente uniformidade.
Esta diferença em relação ao sistema avaliado se dá pelo sistema de labirinto, que permite que o
autocompensante compense a pressão de serviço na entrada, até a saída de água no gotejador.
V. M. Vidal et al.
CONCLUSÕES
Os coeficientes que determinam a uniformidade de aplicação de água concordaram com os
resultados recomendados na literatura, sendo considerado aceitável para o sistema de irrigação
por mangueiras gotejadoras.
O menor CUC e CUD verificado foi de 93 e 82%, respectivamente.
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Tabela 1. Valores dos coeficientes de uniformidade de christiansen (CUC), coeficiente de uniformidade de
distribuição (CUD), nas demais PS e classificação dos projetos de acordo com Merriam e Keller (1978).
Pressões de serviço (mca)
2,5
5,0
7,5
10,0
12,5
15,0
17,5
20
CUC (%)
93
94
95
96
96
96
97
97
CUD (%)
93
85
82
87
87
91
92
87
Classificação
Excelente
Bom
Bom
Bom
Bom
Excelente
Excelente
Bom