Apostila irrigação ufvjm 2012, Projetos de Engenharia Unificada. Faculdade de Belém (FABEL)
Victor.Hugo1
Victor.Hugo130 de Junho de 2016

Apostila irrigação ufvjm 2012, Projetos de Engenharia Unificada. Faculdade de Belém (FABEL)

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Apostila irrigação ufvjm 2012
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Relações água solo

MINISTERIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI

DIAMANTINA – MINAS GERAIS

APOSTILA

Irrigação e Drenagem

Prof. Dr. Cláudio Márcio P. de Souza

Diamantina-MG Agronomia Janeiro/2013

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 2 de 77

2

Relações água solo planta

O manejo da irrigação é uma etapa muito importante na produção agrícola. A aplicação

de água no momento e quantidade adequados para o desenvolvimento das culturas envolve

uma série de conhecimentos sobre os parâmetros de solo e a relação destes com a água. O

estudo destas relações é muito importante para que o manejo inadequado da irrigação

(excesso ou deficiência hídrica) não seja fator limitante da produção.

1.0 Conteúdo de água no solo.

1.1 Densidade1 absoluta ou Massa especifica do solo (Ds)

É a relação entre a massa das partículas do solo seco e o volume total da amostra.

)(..

)(sec... ).(

3

3

cmcilindrodovolume

gosolodemassa cmgDs 

1.2 Densidade2 de partículas ou Massa especifica do solo (Dp)

É a relação entre a massa das partículas do solo seco e o respectivo volume das

partículas (excluído os poros).

)(...

)(sec... ).(

3

3

cmparticulaspelasocupadovolume

gosolodemassa cmgDp 

1.3 Porosidade3 do solo ( α )

Calculada em função da densidade do solo e da densidade de partículas, refere-se ao

volume de vazios existentes no solo.

100*1(%)  

  

 

Dp

Ds

1 Obs: varia de 0,7 g cm

-3 , até 1,8 g cm

-3 para solos arenosos.

2 Obs: a densidade das partículas dos solos é quase constante e igual a 2,6 g cm

-3 .

3 Obs: em geral a porosidade dos solos minerais varia entre 25% e 60%, normalmente 40-50%.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 3 de 77

3

1.4 Umidade do solo

É a quantidade de água contida numa amostra de solo. Pode ser expressa com

base em massa de solo (gravimetricamente) ou com base no volume de solo

(volumetricamente). Pode ser determinada por vários procedimentos:

Gravimetria (Padrão de Estufa): consiste em tomar uma amostra de solo

úmido, pesar e secá-lo a 105 o C até peso constante. O conteúdo de água se calcula

por diferença de peso, é o procedimento mais exato, também usado para calibração

de outros.O inconveniente é o tempo gasto para secar a amostra.

Método dos blocos de resistência elétrica (Bouyoucos): Baseia-se na medida

da resistência elétrica do solo, por meio de dois eletrodos inseridos em um bloco de

gesso, nylon ou fibra de vidro.

Sonda de nêutrons: Este método se baseia na propriedade do H de reduzir a

velocidade dos nêutrons rápidos (cuja massa e tamanho são parecidos com o H)

emitidos por uma fonte radioativa.

Reflectometria: Também conhecido como TDR (Time Domain Reflectometry),

se baseia na relação que existe entre o conteúdo de água no solo e sua constante

dielétrica. Aplica-se uma onda eletromagnética de alta freqüência ao solo e mede-se

a velocidade de propagação.

1.4.1 Umidade gravimétrica

100* )(sec...

)(.. (%)

gosolodemassa

gaguademassa Ug

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 4 de 77

4

1.4.2 Umidade volumétrica

100* )(......

)(..... (%)

3

3

cmnaturalestruturasuacomsolodevolume

cmamostranacontidaaguadevolume Uv

Obs: conhecendo-se a densidade do solo (Ds), é possível calcular a umidade

volumétrica (Uv) com o uso da expressão:

Uv (cm 3 cm

-3 ) = Ug (%) * Ds (g cm

-3 )

Logo o volume de poros ocupados por ar (Ea) = α – Uv

Obs: Também chamado de volume de vazios.

A lamina de água (h), a umidade volumétrica (Uv) e a profundidade do solo (p)

estão relacionados pela expressão:

100

* pUv h

Infiltração da Água no Solo

É o nome dado ao processo pelo qual a água penetra no solo, através de sua

superfície. É um fator muito importante na irrigação, visto que ela determina o tempo em

que se deve manter a água na superfície do solo ou a duração da aspersão, de modo que se

aplique uma quantidade desejada de água. É expressa em termos de lâmina de água mm h -1

,

cm h -1

ou l h -1

.

A velocidade de infiltração (VI) depende diretamente da textura e da estrutura dos

solos. Em um mesmo tipo de solo a VI varia em função: da umidade do solo na época da

irrigação; a porosidade do solo; existência ou não de camadas permeáveis, ao longo do

perfil.

Há vários métodos e varias maneiras de determinar a VI de um solo. Para que seu

valor seja significativo, o método de determiná-la deve ser condizente com o tipo de

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 5 de 77

5

VI inicial

VI básica

(VIB)

VI

(cm h -1

)

4

3

2

1

0,5 1,0 1,5 2,0 Tempo (hora) Figura: Velocidade de infiltração de água no solo versus tempo.

irrigação que será usado naquela área. Portanto podemos classificar os diversos tipos de

irrigação, segundo a infiltração, em dois grupos:

-Infiltração somente na vertical (aspersão e inundações).

-Infiltração ocorrendo na vertical e na horizontal: (sulco).

Sendo assim, ao se fazer

irrigação em sulco, a VI deve ser

determinada pelo método da “Entrada-

Saída” de água no sulco, pelo método

do “Infiltrômetro de Sulco”, ou pelo

método do balanço de água no sulco.

No caso de irrigação por

aspersão ou por inundação deve-se

determinar a VI pelo método das

“Bacias”, do “Infiltrômetro de Anel” ou do “Infiltrômetro de Aspersor”.

Segundo a VIB de um solo, pode-se classificá-lo em:

Classificação da VIB em função da velocidade de infiltração.

Muito alta > 3,0 cm h -1

Alta 1,5-3,0 cm h -1

Media 0,5-1,5 cm h -1

baixa <0,5 cm h -1

OBS: Na irrigação por

aspersão a intensidade de

precipitação dos aspersores

não deve ultrapassar a

velocidade básica de

infiltração do solo, para

evitar encharcamento do

terreno e escoamento

superficial.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 6 de 77

6

Lista 1

Exercício 1: Solo Ds=1,4g cm -3

. Qual será sua porosidade? Resp. 46%

Exercício 2: Supondo a 1m de profundidade, quanto pesa 1ha de solo do exemplo 1,

quando está totalmente seco? E quando saturado?

Resp.: Massa = 14000 ton. ha -1

. E quando saturado 18600 ton. ha -1

.

Exercício 3: No solo dos exemplos anteriores considere Uv=15%. Choveu 20mm que se

infiltraram em 40cm de profundidade. Calcular as novas umidades (Ug e Uv).

Exercício 4: Um solo de Ds=1,25g cm -3

, Dp=2,6g cm -3

se encontra saturado, pretende-se

drenar a 80cm de profundidade. Considerando Ea=20%. Pergunta-se:

Qual a umidade (Uv) do solo? Resp.: 32%.

Quanto de água vai ser eliminado por ha? Resp.: 1600m 3 de água ha

-1 .

Exercício 5: Se colocar um volume de 150L de água em um reservatório de base 60x80cm,

qual será a lamina formada? Resp.: 312,5mm.

Exercício 6: Se 1L de água for colocado em um recipiente de base 100x100cm, qual será a

altura de água (lamina)?. Resp.: 1mm.

Exercício 7: Preciso irrigar uma área de 8ha com uma lamina de 10mm, qual seria o

volume de água necessário? Resp.: 800m 3 .

Exercício 8: Um tanque classe A evaporou 10mm em 2 dias. Qual o volume de água em

litros evaporado por dia? Resp.: 22,8L.

Exercício 9: Qual o volume de um tanque classe A? Resp.: 285 L.

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7

Exercício 10: Qual o armazenamento de água à profundidade de 60cm para as umidades

Uv% 35,8; 42,3; 44,1; respectivamente para as profundidades 0-20, 20-40 e 40-60cm.

Resp.: 244,4mm.

Ou seja, cada m 2 desse solo ate a profundidade de 60cm contem 244,4L de água.

Exercício 11: Qual a composição ideal dos solos visando o desenvolvimento vegetal?

Exercício 12: O que são textura e estrutura?

Exercício 13: Através de um anel amostrador de diâmetro interno igual a 7cm, de altura de

5cm determinou-se o peso de um solo seco em estufa igual a 198,19g. Qual a densidade

desse solo? Resp.: Ds=1,03 g cm -3

Exercício 14: A densidade aparente de um solo é 1,3g cm -3

e o peso da amostra seca em

estufa 105-110 o C é 150g. Determinar a porosidade desse solo. Considerando a umidade

volumétrica média do exercício 7, determinar o volume de vazios.

Exercício 15: Quais solos são mais pesados: os argilosos ou os arenosos? Por quê?

Exercício 16: Supondo-se um teor de umidade volumétrica de 0,25 numa camada de

profundidade de solo de 40cm, quanto de água está armazenado no solo? Resp.: 100mm.

Obs: Valores de VIB em função da textura do solo

Arenosa: 25 a 250 mm h -1

.

Franco arenosa: 13 a 76 mm h -1

.

Franco arenosa argilosa: 5 a 20 mm h -1

.

Franco argilosa: 2,5 a 15 mm h -1

.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 8 de 77

8

Estado energético da Água no Solo

Depois da umidade, o estado de energia da água é, provavelmente, a característica

mais importante do solo. A água sempre se movimenta dos pontos de maior energia para os

de menor energia, ou seja, a tendência universal de toda matéria na natureza a assumir um

estado de menor energia.

Formas de energia

Para definir o estado da energia da água, podem-se utilizar as seguintes formas de

expressão:

Energia Cinética: a energia cinética na maioria dos casos é desprezível

g

Vm Ec

.2

. 2 

Sendo Ec= Energia cinética da água em kg m, m= massa da água em kg, V=

velocidade da água, m.s -1

; g= aceleração da gravidade em ms -2

.

Energia Potencial: é de suma importância na caracterização do estado de energia

(função de posição e condição interna da água no ponto em consideração).

E= m.g.h

Sendo h = altura em que se encontra o corpo em m.

Movimento da água

Figura 1: Movimento água.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 9 de 77

9

Unidades de potencial

Os potenciais de água no solo, tendo sido definidos a partir do conceito de

potencial químico de uma substância, têm como unidade energia por unidade de massa de

água (J.kg -1

) ou energia por unidade de volume (J.m -3

).

)..( .

233 pressaodeunidadePa

m

N

m

mN

m

J

V

E 

Além de serem expressos em Pascal, é muito importante e convencional expressar os

potenciais da água em termos de altura de coluna de água. Neste caso considera-se que:

hg V

E a ..

portanto gV

E h

a .. 

Podemos facilmente deduzir que:

gmV

VaE h

a ..

. 

portanto gm

E h

a . 

Para converter energia com base em peso para energia com base em volume:

m

E

V

E a

Algumas unidades:

1 atm=760 mm de Hg = 1 kgf cm -2

= 10,33 metros de coluna d’água mca.

1 bar= 10 5 newtons.m

-2 = 10

5 Pa

1 atm=101,354 kPa = 0,101354 M Pa que é a unidade atualmente recomendada.

1 atm=1 013 548 baria

1 PSI=0,068 atm = 0,68 mca

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 10 de 77

10

Potencial total da água no solo (ψt)

Do ponto de vista de extração de água do solo pelas plantas, não basta somente

conhecer o conteúdo de água presente neste solo, e sim a energia com que esta água esta

retida. Por definição ψt é “ Quantidade de trabalho que é preciso aplicar para transportar

reversível e isotermicamente uma quantidade de água desde uma situação padrão de

referencia a um ponto do solo considerado”.

O estado de energia em que se encontra a água pode ser descrito pela função

termodinâmica da “Energia Livre de Gibbs” que no sistema solo-planta-atmosfera recebe o

nome de potencial total de água.

Devido às baixas velocidades com que a água se desloca no solo, a energia cinética

é desprezada. As diferenças de energia potencial ao longo dos diferentes pontos no sistema

dão origem ao movimento da água no solo.

Componentes do potencial total da água no solo

Composto basicamente por quatro componentes, e representados pela letra grega Ψ.

Onde:

Ψt= Potencial total; Ψm= Potencial matrico; Ψo= Potencial osmótico; Ψg= Potencial

gravitacional; Ψp= Potencial de pressão.

Ψt = Ψm + Ψos + Ψg + Ψp

*A

*B *C

*D

Se

ψA>ψB logo A – B

ψA<ψB logo B – A

ψC>ψA logo C – A

Figura 2: Representação esquemática do potencial total da água no solo

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 11 de 77

11

Potencial gravitacional (Ψg). Está relacionado com a força da gravidade.

Potencial matricial(Ψm). Refere-se aos estados de energia da água e suas interações

com as partículas sólidas do solo. Depende da textura, estrutura, superfície específica,

afinidade da água com as partículas do solo, etc. Na pratica é determinada pelo tensiômetro

(campo), placas de Richards e Funis (Laboratório).

O potencial matricial esta intimamente relacionado com os fenômenos de adsorção e

capilaridade.

*A

Referencia -

+

20 cm

Logo ψg A=-20cm Figura 3: Potencial gravitacional.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 12 de 77

12

Os valores de potencial mátrico podem ser calculados pelas seguintes equações:

-Tensiômetro com manômetro de mercúrio: Ψm= -12,6 * h + x + P

Onde: Ψm = potencial matricial de água no solo (cmca)

H = altura da coluna de mercúrio (cm).

x = altura da cuba de mercúrio ate nível do solo (cm).

P = centro da cápsula ate o nível do solo (cm).

-Tensiômetro com manômetro de Bourbon Ψm= -L + 0,098 C

Onde: Ψm= potencial matricial de água no solo em kPa

C= distancia da cápsula ao manômetro (cm).

L= é a leitura do manômetro em cbar ou kPa.

-Tensiômetro com manômetro digital (Tensímetro) Ψm= L + 0,098 C

Onde: Ψm= potencial matricial de água no solo em cbar ou kPa

C= distancia da cápsula ao manômetro (cm).

L= é a leitura do manômetro em cbar ou kPa.

A relação entre potencial matricial e o teor de umidade é dado pela curva

característica de retenção de água no solo, fundamental no manejo da irrigacao (Figura 4).

Figura 4. Curva característica de água no solo.

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13

Curva característica de água no solo.

O tensiômetro é um equipamento que permite se determinar o potencial matricial da

água no solo e não a umidade diretamente. Por isso, a sua utilização deve ser acompanhada

de uma curva característica ou curva de retenção de água no solo, a qual relaciona valores

de potencial matricial (ψm) com o conteúdo de água no solo.

Conhecendo-se a curva característica de água do solo, pode-se estimar o potencial

matricial conhecendo-se umidade e vice-versa. Existem vários modelos utilizados para se

justar os dados de umidade do solo com potencial matricial, destacando-se entre os demais,

o modelo de van Genuchen 1980:

mn

m

rs r

]).(1[ 

 

 

Sendo:

ψ=Potencial matricial (cmca).

θs= Umidade saturação (cm 3 .cm

-3 ).

θr= Umidade residual (cm 3 .cm

-3 ).

θ= Umidade atual (cm 3 .cm

-3 ).

α, m, n= parâmetros de ajuste do modelo.

Exemplo: Considere uma curva de retenção com os seguintes valores: θr=0,039, θs=0,484,

ψm=50,8cmca, α, m, n=16,353; 0,2681; 0,213 respectivamente. Qual é a umidade do solo

neste momento? Resp.: 0,325 cm 3 .cm

-3

Exemplo: Para um tensiômetro instalado a 30cm de profundidade, distancia da cuba ate o

solo de 5cm e altura da coluna de mercúrio de 20cm, umidade volumétrica na capacidade

de campo de 0,35 e ponto de murcha permanente de 0,20 (volume). Deseja-se saber se está

no momento de proceder à irrigação. Obs considere: irrigar toda vez que a umidade atingir

40% da água disponível. Obs: Ui=Ucc-40%(Ucc-Upmp).

As plantas possuem diferentes capacidades de extrair água do solo, algumas são

capazes de retirar água sob altas tensões (algodão). Outras retiram a baixas (alface).

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 14 de 77

14

Tabela 1: Potenciais de água no solo indicado para algumas culturas:

Cultura Tensão de água no

Solo (kPa)

Cultura Tensão de água no

Solo (kPa)

Alface 40-60 Couve-flor 60-70

Batata 20-40 Melão 30-80

Cebola 15-45 Tomate 30-100

Obs: Os tensiômetros operam nas faixas de no máximo até 80kPa. Pegando a maioria das faixas de manejo

das culturas, correspondendo a mais de 50% da água útil (CC e PMP) contida no solo, nos arenosos essa

porcentagem pode-se elevar ate 75%.

Potencial osmótico (Ψo): Está relacionado com o total de sais no solo. Muito importante

em solos salinos. Dependendo do nível de salinidade do solo,

Ψos=-0,36*CE

Onde:

Ψos= potencial osmótico, em atm.

CE= condutividade elétrica do extrato de saturação do solo (mmhos/cm)

determinado em laboratório.

Potencial de Pressão (Ψp): Decorrente da pressão externa sobre a água, é uma pressão

hidrostática, normalmente maior que a atmosférica, portanto maior que zero: é positiva em

muitas células de plantas como, também, num solo saturado abaixo da linha do lençol

freático.

Nesse componente de pressão somente serão consideradas as pressões positivas, e,

portanto elas só existem em condições de solos saturados na presença de uma lamina de

água sobre a superfície do solo.

Ψp = d g h

Onde: d= densidade do fluido.

g= aceleração da gravidade

h= diferença entre o ponto considerado e a superfície do fluido.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 15 de 77

15

Exemplo: Qual o sentido de movimento da água?

Sendo o caminhamento da água dos pontos de maior energia para os de menos:

A-B, ΨA = ΨB; não existe movimento. B-C,ΨC > ΨB; C – B.

D-B, ΨD > ΨB; D-B.

C-D, ΨC > ΨD; C-D.

Exemplo 1: Determinar o potencial total da água no solo a 1,20m de profundidade em atm,

sabendo-se que há um lençol freático, cujo nível fica a 50cm da superfície.Resp.: -

50cmca=-0,048atm.

Disponibilidade de água no solo

A freqüência de irrigação requerida para uma cultura, sob determinado clima,

depende grandemente da quantidade d’água que pode ser armazenada no solo, após uma

irrigação.

Ponto Ψg(cm) Ψm(cm) Ψ(cm)

A 0 -100 -100

B -20 -80 -100

C -40 -30 -70

D -20 -60 -80

A Referencia

-

+

20 cm

Logo ψg A=-2cm

B

C

D 20 cm

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 16 de 77

16

Saturação:

Um solo está saturado quando todos os seus poros estão cheios de água. No estado

de saturação o potencial matricial da água no solo é zero.

Capacidade de campo (CC):

Terminado o processo de drenagem chega um ponto em que o solo não perde mais

água, neste estado disse-se que o solo esta na

capacidade de campo “ou seja, é máximo de água

que o solo pode reter sem que haja percolação”.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 17 de 77

17

Determinação no campo:

O solo é completamente umedecido, até uma profundidade de mais ou menos 1,5m,

por meio de irrigação normal ou de represamento d’água, em uma bacia de 2m de diâmetro,

durante o tempo necessário. Após o umedecimento do solo, sua superfície é coberta com

um plástico para evitar evaporação. O teor de umidade é então determinado, em intervalos

de 24h por amostragens em cada camada de 5cm, até a profundidade desejada. A

amostragem e determinação da umidade deve continuar ate que se note que a variação do

teor de umidade, no período de 24h, tenha se tornado mínima, ao longo do perfil. Um

gráfico de teor de umidade versus tempo ajuda a decidir qual é o teor de umidade que

melhor representa a capacidade de campo. Este método é mais preciso e funciona como

método padrão. Uma única amostragem, em determinado tempo, em geral após 24h, em

solos arenosos e 48 em argilosos, é muito usado na prática, porém pode causar sérios erros.

Determinação no Laboratório:

Método da curva de tensão (curva característica). A tensão, que foi considerada

como equivalente a “CC”, é de 1/10 de atmosfera, para solo de textura grossa, e de 1/3 de

atmosfera, para solos de textura fina.

A tensão geralmente usada é de 1/3 de atmosfera, para qualquer tipo de solo. Esta

curva de tensão é determinada em laboratório com “panela” e “membrana” de pressão ou

funil de “Bukner”, podendo ser usados solos sem estrutura ou com estrutura natural, sendo

este ultimo mais trabalhoso, porem mais preciso.

O teor de umidade na “CC” pode variar de 8%, em peso, para solos arenosos, ate

mais de 30%, em solo argilosos.

Ponto de murcha permanente (PMP):

Em condições de campo, é comum notar que pela tarde alguns

vegetais murcham, mesmo estando o solo com teor de umidade

relativamente alto. Eles recuperam a turgidez durante a noite e

permanecem túrgidos até a tarde do dia seguinte. Este caso é chamado

de “murchamento temporário”, e é mais comum durante os dias

muitos quentes.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 18 de 77

18

PMP é aquele em que a planta que murcha durante a tarde não recupera a sua

turgidez durante a noite, e na manhã seguinte permanece murcha. Somente recuperará sua

turgidez após irrigação ou chuva.

Este conceito é usado para representar o teor de umidade no solo abaixo do qual a

planta não conseguira retirar água do solo na mesma intensidade que ela transpira,

aumentando a cada instante a deficiência de água na planta, o que a levará a morte, caso

não seja irrigada. “PMP” é o limite mínimo da água armazenada no solo que será usada

pelas vegetais.

Determinação do PMP:

É muito difícil determiná-lo em condições de campo, porque o teor de umidade no

solo, ou a sua tensão, varia com a profundidade, e sempre haverá movimente d’água de

outros pontos para a zona do sistema radicular da planta indicadora do PMP.

A pratica comum é cultivar girassol em vasos fechados. Quando as folhas inferiores

murcham, as plantas são colocadas em câmara úmida e escura, ate que elas restabeleçam

sua turgidez, sendo então recolocadas sob a luz. Este processo será repetido ate que as

folhas inferiores não consigam restabelecer sua turgidez, sendo então determinado o teor de

umidade do solo, o qual será o “ponto de murcha permanente”.

Verificou-se em pesquisas que o teor de umidade de uma amostra de solo

destorroado e submetido a uma tensão de 15 atmosferas é bem próximo do valor

encontrado com o método de indicação do “PMP”, pelo girassol.

A tensão de 15 atm é obtida colocando-se o solo em membrana de celulose

(membrana de pressão) ou em prato de cerâmica poroso (panela de pressão) colocando-as

na câmara e aumentando a pressão sobre a membrana ou prato até atingir 15 atmosferas. A

amostra ficará sobre esta tensão até que dela não saia mais água, ou seja, a água retida pelo

solo está com tensão igual ou maior do que 15 atmosferas. O teor de umidade determinado

nestas amostras representa o Ponto de Murchamento.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 19 de 77

19

Água útil:

Independente das dificuldades encontradas nas determinações de CC e PMP, esses

tem um grande significado agronômico, e representam os limites máximos e mínimos da

umidade do solo que pode ser utilizada pelas culturas. A quantidade de água compreendida

entre esses valores é definida como “Água Útil”. Pode ser expressa em termos de umidade

gravimétrica ou volumétrica.

PMPCCAu 

Exemplo: Uma análise de um solo tem as seguintes características: ds=1,45, dp=2,6,

CC=36% e PMP=20%. Calcular os conteúdos de água nos estados de saturação, capacidade

de campo e ponto de murchamento, expressando em mm e m 3 ha

-1 de água útil.

Resp.:

Estado θv(%) h (mm) m 3 ha

-1

Saturação 44 220 2200

CC 36 180 1800

PMP 20 100 1000

A.u 36-20 80 800

Exemplo: Considerando que se queira drenar o solo do exemplo anterior, quanto de água se

obteria? Resp.: 400m 3

ha -1

ou 400mm.

Exemplo: Um solo de 70cm de profundidade tem CC=28%, PMP=11%. Supondo uma

evapotranspiração de 6mm dia -1

. Se o solo esta na CC, quantos dias serão necessários para

a umidade desse solo alcançar o PMP? Resp.: 20 dias.

Exemplo: No solo do exemplo anterior pretende-se irrigar quando o conteúdo de água

atingir 70% da água útil.Sem considerar eficiência da irrigação, calcule o intervalo de

irrigação. Resp.: 6 dias.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 20 de 77

20

Disponibilidade Total de Água do Solo (DTA)

É uma característica do solo, a qual corresponde à quantidade de água que o solo

pode reter ou armazenar por determinado tempo.

ds PMPCC

DTA * 10

(  

Onde:

DTA: disponibilidade total de água, em mm cm -1

de solo;

CC: capacidade de campo, % em peso.

PMP: ponto de murchamento, % em peso.

Ds: densidade aparente do solo, em g cm -3

.

Ou ainda: DsPMPCCV *)( 

Sendo V= m3 de água disponível, por ha, em cada cm de profundidade do solo.

Capacidade Total de Água no Solo (CTA)

Tanto a quantidade de chuva quanto a irrigação só devem ser consideradas

disponíveis para a cultura no perfil do solo que esteja ocupado pelo seu sistema radicular.

ZDTACTA *

Em que:

CTA= capacidade total de água no solo em mm;

Z= profundidade efetiva 4 do sistema radicular, em cm.

Tabela: Profundidade efetiva das raízes crescendo em solos homogêneos (cm)

Alfafa 90-180 Milho 30-100

Feijão 30-60 Cana 50-150

Citrus 50-150 Hortaliças 20-40

4 A profundidade efetiva do sistema radicular (Z) deve ser tal que, pelo menos, 80% do sistema radicular da

cultura esteja nela contida. Ela depende da cultura e da profundidade do solo na área.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 21 de 77

21

Capacidade Real de Água no Solo (CRA)

Em irrigação, nunca se deve permitir que o teor de umidade do solo atinja o ponto

de murchamento, isto é, deve-se somente usar, entre duas irrigações sucessivas, uma fração

da capacidade total de água do solo, ou seja:

fCTACRA *

sendo:

CRA= capacidade real de água no solo, em mm;

f= fator de disponibilidade, sempre menor que 1.

O fator de disponibilidade ( f ) varia entre 0,2 e 0,8. Os valores menores são usados

para culturas mais sensíveis ao déficit de água no solo, e os maiores para as culturas mais

resistentes. De modo geral, podem-se dividir as culturas irrigadas em três grandes grupos.

Tabela: Fator de disponibilidade de água no solo ( f )

Grupo de culturas Valores de f

Verduras e legumes 0,2-0,6

Frutas e forrageiras 0,3-0,7

Grãos e algodão 0,4-0,8

Dentro de cada grupo o valor de f a ser usado dependerá da maior ou menor

sensibilidade da cultura ao déficit de água no solo e da demanda evapotranspirométrica da

região. É comum o uso do valor fé f = 0,4 para verduras e legumes; f = 0,5 para frutas e

forrageiras e f = 0,6 para grãos e algodão.

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 22 de 77

22

Irrigação Real Necessária (IRN)

É a quantidade real de água que se necessita aplicar por irrigação, cada vez que se

irriga. Pela definição de IRN, consideram-se dois casos distintos:

Com irrigação total

Quando toda água necessária à

cultura foi suprida pela irrigação. Neste

caso a IRN deverá ser igual ou menor do

que a capacidade real de água no solo.

CRAIRN

que substituindo nas equações anteriores

fica:

10

***)( fZDsPMPCC IRN

 

Com irrigação suplementar

Quando parte da água necessária à

cultura for suprida pela irrigação e outra

parte pela precipitação efetiva (Pe).

PeCRAIRN 

que substituindo nas equações anteriores

fica:

Pe fZDsPMPCC

IRN  

 10

***)(

Irrigação Total Necessária (ITN)

É a quantidade total de água que

se necessita aplicar por irrigação, cada

vez que se irriga, ou seja:

Ea

IRN ITN

sendo:

ITN= quantidade total de irrigação

necessária, em mm ou m 3 ha

-1 .

Ea= eficiência de aplicação da

irrigação, em decimal.

Exemplo: Calcular a disponibilidade de água para a seguinte condição:

Local: Ribeirão Preto, Irrigação total, solo: CC=32% em peso, PMP=18% em peso,

Ds=1,2gcm -3

, cultura: milho, Z=50cm, f = 0,5. Resp.: IRN<=42mm. Ef.100%.

Exemplo: Considerando que houve uma chuva de 14 mm, Qual seria a irrigação real

necessária? Resp.: 28mm ou 280m 3 ha

-1 .

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 23 de 77

23

A disponibilidade de água geralmente aumenta à medida que a textura do solo vai

diminuindo. Na tabela abaixo se tem os limites comumente encontrados nas texturas

básicas, em mm de água, por cm de solo.

Tabela: Limites de disponibilidade total de água (DTA), em mm de água por cm de solo,

para as diferentes texturas.

Textura Disponibilidade total de água (DTA)

mm cm -1

do solo m 3 ha

-1 por cm de solo

Grossa 0,4-0,8 4-8

Media 0,8-1,6 8-16

Fina 1,2-2,4 12-24

Necessidade Hídrica das Culturas

A evapotranspiração - Coeficiente de cultivo

O conhecimento dos fatores climáticos é de fundamental importância para o manejo

racional da irrigação. Estes fatores permitem com uma aproximação bastante boa estimar a

evapotranspiração, que é o consumo de água de um determinado local, através da

evaporação da água do solo e pela transpiração das plantas, ocorrida durante o processo de

fotossíntese.

É a somatória de dois termos: transpiração (a água que penetra pelas raízes das

plantas, utilizada na construção dos tecidos ou emitida pelas folhas, reintegrando-se à

atmosfera) e evaporação (a água é evaporada pelo terreno adjacente às plantas, por uma

superfície de água ou pela superfície das folhas quando molhadas por chuva ou irrigação

for evaporada sem ser usada pela planta).

Existem três formas ou conceitos de evapotranspiração da cultura geralmente

empregados, que são:

Evapotranspiração real ou efetiva (ETr): Quantidade de água realmente consumida por

uma cultura determinada (conjunto solo-cultura) em um intervalo de tempo considerado

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 24 de 77

24

Evapotranspiração potencial ou máxima (ETp): Quantidade de água realmente

consumida, em um determinado intervalo de tempo pela cultura em plena atividade

vegetativa, livre de enfermidades, em um solo cujo conteúdo de água se encontra próximo à

capacidade de campo.

Evapotranspiração de referencia (ETo): Chamamos de evapotranspiração de referência

(ETo), a evapotranspiração estimada através das diferentes fórmulas empíricas obtidas por

diferentes autores. Essas fórmulas baseiam-se em dados meteorológicos e apresentam-se

em grandes variações, necessitando desde poucos dados, até modelos mais complexos, que

exigem um grande número de elementos climáticos.

Uma maneira bastante prática e barata de se estimar a ETo, é através do Tanque

Classe A. Trata-se de um evaporímetro (tanque) circular, com 1,21 metros de diâmetro, por

0,254 metros de altura e construído em chapa galvanizada número 22. É assentado no solo

sobre um estrado de caibros de 0,10 x 0,05 x 1,24 metros, nivelado sobre o terreno. O

Tanque Classe A é cheio de água limpa até 5 cm da borda superior e se permite um nível

mínimo de água de 7,5 cm, a partir da borda, ou seja, a cada 25 mm (2,5 cm) de evaporação

devemos restaurar o volume do tanque. Sua operação é bastante simples e a variação do

nível da água é medida com o auxílio de uma ponta de medida, tipo gancho, assentada em

cima do poço tranquilizador, também devidamente nivelado, sendo a precisão da medida de

cerca de 0,02 mm. A leitura do nível de água é realizada diariamente e a diferença entre

leituras caracteriza a evaporação no período.

Com as leituras diárias ainda não temos a evapotranspiração, portanto torna-se

necessária a conversão da evaporação do Tanque Classe A, para evapotranspiração de

referência (ETo). A ETo é definida como a perda de água sofrida por uma superfície

coberta de vegetação rasteira, em fase de desenvolvimento ativo, cobrindo totalmente o

terreno, no qual a umidade não limita o desenvolvimento ótimo da planta. Estas condições

observadas determinam que somente os parâmetros externos à superfície (parâmetros

climáticos) sejam os responsáveis pelo processo de evapotranspiração. Assim, a ETo pode

ser calculada pela expressão:

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 25 de 77

25

ETo = ECA x Kp Kp = f (vento, umidade relativa, bordadura)

sendo: Kp = coeficiente de Tanque.

O coeficiente do Tanque Classe A (Kp) depende da velocidade do vento, da

umidade relativa e do tamanho da bordadura formada por grama batatais plantada em volta

do Tanque Classe A. Para a nossa região, a maior parte do ano se apresenta com um Kp da

ordem de 0,75. Para estufas adotar Kp=1.

No entanto, o que realmente se deseja é a evapotranspiração da cultura, ou seja,

devemos repor a água que foi consumida pela cultura de interesse econômico e este

consumo varia em função do estágio de desenvolvimento da cultura e de cultura para

cultura. Assim, a evapotranspiração da cultura é obtida multiplicando-se a

evapotranspiração de referência pelo coeficiente de cultura (Kc).

ETc=ETo x Kc

Onde: Kc = f (espécie, estádio)

O ciclo da cultura é dividido em fases fenológicas e cada fase assume valores

distintos de Kc. Para a cultura da uva na região noroeste do Estado de São Paulo estes

valores variam entre 0,3 e 0,7. Assim, estas fases são chamadas de período de crescimento

(ou período vegetativo) cultura, floração, formação da colheita (aumento da tamanho dos

frutos) e maturação. Os valores de Kc devem ser multiplicados pela ETo para a obtenção da

evapotranpiração cultural (ETc).

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 26 de 77

26

Exercício: Determinar a Etc (tomate) no período intermediário de desenvolvimento,

considerando uma evaporação no tanque classe A de 5mm dia -1

. E se a cultura do tomate

estiver em estufa? Resp.: Etc=Eto*Kc=(ECA*Kp)*Kc=5*075*1,05=

Resp.: tomate estufa só muda Kp de 0,75 para 1,0.

Tabela: Coeficiente de cultura (Kc)

Cultura FASES DE DESENVOLVIMENTO DA CULTURA

Inicial Desenvolvimento da

Cultura

Período

Intermediário

Final do

Ciclo

Colheita

Algodão 0,4 0,7 1,05 0,8 0,65

Amendoim 0,4 0,7 0,95 0,75 0,55

Arroz 1,1 1,1 1,1 0,95 0,95

Banana tropical 0,4 0,7 1,0 0,9 0,75

Batata 0,4 0,7 1,05 0,85 0,7

Cana-de-Açucar 0,4 0,7 1,0 0,75 0,5

Citros com tratos

culturais

0,65

Citros sem tratos

culturais

0,85

Girassol 0,3 0,7 1,05 0,7 0,35

Milho doce 0,3 0,7 1,05 1,0 0,95

Milho grão 0,3 0,7 1,05 0,8 0,55

Pimentão verde 0,3 0,6 0,95 0,85 0,8

Tomate 0,4 0,7 1,05 0,8 0,6

Trigo 0,3 0,7 1,05 0,65 0,2

Uva 0,3 0,6 0,7 0,6 0,55

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 27 de 77

27

Freqüência de Irrigação

Também conhecida como turno de rega, é a duração em dias entre as sucessivas

irrigações:

).(1

)(1 )(

1 

diammN

mmL diasFr

A freqüência Fr, para cada período da campanha de irrigação , deve ser menor ou

igual ao turno de rega máximo (Fmax.), dado pela equação:

1 max 1

N

L F m

Em que: Fmax= turno de rega máximo para o período considerado, em dias;

L1m= lamina de irrigação liquida máxima, em mm;

N1= necessidade de irrigação liquida, em mm dia -1

.

A freqüência, ou intervalo máximo de irrigação , é variável ao longo do ciclo da

cultura, e seu mínimo valor corresponde ao período de Maximo déficit hídrico (período

crítico), no qual a necessidade de irrigação liquida é máxima.

Os projetos de irrigação se realizam em função da freqüência de irrigação no

período critico, quando a necessidade de irrigação liquida (N1) corresponde à

evapotranspiração máxima da cultura. A freqüência máxima de projeto (Fmax) no período

critico será:

).(

)( )max(

1

1

 

diammEtp

mmL diasF m

Exemplo: determinar a freqüência de irrigação (Fmax) para um solo cultivado, cuja

evapotranspiração máxima (ETp), no período critico (de máxima demanda), é igual a

6,5mm.dia -1

, e a lamina de irrigação máxima é de 50mm. Resp.: 7,7=7 dias

Irrigação e Drenagem Parte 1 Página 28 de 77

28

Necessidade de Lixiviação

Grande parte das águas utilizadas para irrigação contem sais dissolvidos de origem

natural, que se acumulam no solo cultivado, aumentando a concentração dos minerais já

existentes no mesmo, à medida que a água se evapora e é consumida pelas plantas.

Para se evitar prejuízos às culturas irrigadas, decorrentes da concentração excessiva

de sais na solução do sol, é necessário se adotar um manejo adequado conjunto de irrigação

e drenagem. A irrigação deve prover uma quantidade suplementar de água para drenar o

excesso de sais, transportando-os para as camadas inferiores do solo não alcançadas pelas

raízes da cultura. É indispensável também que exista um sistema de drenagem na área

cultivada (natural ou artificial), para facilitar o escoamento da irrigação excedente e evitar a

ascensão do lençol freático à zona radicular.

A fração de irrigação, que deve percolar para lavar ou lixiviar os sais acumulados no

solo depende da salinidade da água de irrigação e da salinidade tolerada pela planta, sendo

obtidas então pelas seguintes equações:

-Para irrigação por aspersão de baixa freqüência ou por inundação:

CEaCEe

CEa LR

 

.5

- Para irrigação de alta freqüência (gotejamento e microaspersão):

CEe

CEa LR

.2 

Onde:

LR= fração de água mínima destinada a lavar os sai acumulados no solo.

CEa = condutividade elétrica da água de irrigação em dS.m -1

(mmhos.cm -1

), medida a

25 o C.

CEe= valor estimado da condutividade elétrica do extrato do solo saturado em dS.m -1

(mmhos.cm -1

), que acarreta uma determinada redução no potencial da cultura considerada.

Para irrigação por superfície e por aspersão convencional se recomenda que o valor

de CEe a utilizar na equação seja o valor estimado da condutividade elétrica do extrato de

saturação do solo que possa provocar uma redução máxima de 10% no rendimento

potencial da cultura considerada. Para irrigação por gotejamento e microaspersão,

recomenda-se admitir o valor estimado de CEe que reduz a zero o rendimento da cultura.

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29

A água de irrigação requerida para suprir a necessidade da cultura e a lixiviação dos

sai se obtém por meio do quociente entre a necessidade de irrigação liquida (Nl) e o fator 1-

LR.

Se o valor de LR é menor do que 0,1 admite-se que as perdas por percolação

profunda, que ocorrem anualmente na irrigação são suficientes para lavar os sais. Em tal

caso não será necessário aumentar a lâmina de irrigação líquida para atender a lixiviação

dos mesmos. Considera-se também que em zonas cultivadas abundantes, não será

necessário lixiviar os sais com água de irrigação, já que as chuvas que caem com freqüência

se encarregam de realizá-lo.

Tabela: Valores estimados de CEe em dS m -1

Cultura Redução no rendimento potencial

abacate 1,8 6,0

alface 2,1 9,0

batata 2,5 10,0

feijão 1,5 6,5

laranja 2,3 8,0

milho 2,5 10,0

tomate 3,5 12,5

Obs.: millimhos per centimeter (mmhos/cm),

deci-Siemens per meter (dS/m) or

micromhos per centimeter (mmhos/cm)

e 1000 mmhos/cm = 1 mmho/cm = 1 dS/m

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30

Quantidade de água requerida para o

sistema de irrigação

A. 10

*)( dapmpcc DTA

 

B. CTA= DTA * Z CRA = CTA * f

Onde: Z em cm

f é fator disponibilidade da cultura.

C. VIB

D. Etpc = kc * Eto

E. IRN <= CRA IRN <= CRA –Pe

Pe= precipitação efetiva em projetos pode ser

substituída pela precipitação provável com

75-80 % de probabilidade de ocorrência.

F. Turno de rega

ETpc

CRA TR  ou

)( PeETpc

CRA TR

 

G. Período de irrigação (PI) Numero de dias necessários para completar

uma irrigação em determinada área. Deve ser

igual ao TR, ou um dia menor.

H. Irrigação total necessária (ITN)

Ea

IRNmm ITN

I. Máxima demanda de irrigação. É a máxima demanda evapotranspirométrica da cultura.

J. Intensidade de aplicação de água. IA<VIB

)(2*)(1

3600*)/( )/(

mSmS

slq hmmIA

K. Tempo por posição Ti (hora). O tempo de funcionamento do sistema por posição é

função da ITN e da intensidade de aplicação.

OBS: ideal é que cada linha lateral irrigue 1,2 ou

3 posições por dia.

L. No de horas de funcionamento por dia (H). Em geral os sistemas de irrigação por

aspersão deveria trabalhar 18h por dia. Obs

custo de energia.

M. Numero de posições por dia. O no de posições que cada LL cobrira por dia é função do

numero de horas em que o sistema funcionará

por dia, e do tempo necessário por posição.

N. Capacidade requerida para o sistema.

PIHEcEa

IRNA Q

***

* *78,2

ou

PIHEcEa

TRAPpETpc Q

***

**)( *78,2

 

onde:

Q= vazão necessária l/s;

A= área projeto em há;

ETpc= evapotransp. Cultura no período

de maior demanda, em mm/dia;

Pp= precipitação provável, mm/dia;

TR= turno de rega, em dias;

IRN= irrigação real necessária, em mm;

Ea= eficiência de aplicação de irrigação,

em decimal;

Ec= eficiência de condução da água, em

decimal

H= n o de horas funcionamento do sistema

por dia;

PI= período de irrigação , em dias.

Em geral sistemas de irrigação por aspersão

necessitam de 1 litro/s/ha (24 horas de

funcionamento) ou 2 litros/s/há (12 horas de

func.).

Onde: DTA= em mm/cm de solo;

Cc % em peso;

Pmp % peso;

Da em g/cm 3 .

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31

Irrigação por Aspersão

1. Vantagens e Desvantagens

2. Componentes do sistema: Bombas, tubulações, derivações, aspersores

3. Características dos apersores 3.1 Vazão (Q) 3.2 Raio de Alcance ( R ) 3.3 Pulverização (Pd, Ip) 3.4 Índice de eficiência (Ie) 3.5 Índice de precipitação (I) 3.6 Índice de erodibilidade Id)

4. Distribuição dos aspersores 4.1 Disposição dos aspersores 4.2 Espaçamentos convencionais 4.3 Catálogo dos fabricantes

5. Grau de uniformidade de precipitação

6. Eficiência de Irrigação

7. Distribuição das linhas laterais: Topografia, geometria da parcela, vento, fileiras das plantas, tomada d’água.

8. Dimensionamento das linhas laterais e principais 8.1 Conceitos básicos 8.2 Equações da continuidade e da energia 8.3 Cálculo da pressão na linha lateral 8.4 Cálculo da pressão na linha principal

1. Vantagens e Desvantagens do sistema de irrigação por Aspersão

Vantagens:

 não exige sistematização do terreno : economia

 mantém a fertilidade natural do solo: não lixivia

 pode ser empregada em qualquer tipo de solo, mesmo os com altas taxas de infiltração

 terrenos com qualquer declividade (até 30%)

 permite a aplicação de defensivos e de fertilizantes

 permite uma maior economia de água : eficiência de 70 a 95%

 elimina (praticamente) as perdas por condução

 permite a irrigação durante à noite : economia energia elétrica

 praticamente não prejudica a aeração do solo, resultando em melhor desenvolvimento radicular

 é fácil de ser implantada em plantações permanentes já estabelecidas

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Desvantagens:

 requer mão de obra habilitada

 exige bombeamento para atingir a pressão de serviço: gastos de energia

 propicia uma evaporação mais intensa. Minorado com irrigação noturna (menor temperatura e menos vento)

 impacto das gotas nas flores e frutos pode : propagar doenças

prejudicar polinização

queda flores e frutos no início desenvolvimento

causar erosão no solo

 pode lavar os defensivos aplicados na parte aérea

 chuvas desuniformes (vento > 4 m/s), minimiza com irrigação a noite

 custo inicial elevado

 entupimento dos aspersores. Minimiza com filtros

2. Componentes do sistema

 Bomba: motor elétrico, diesel ou gasolina

 Tubulações: tubulação de adução, tubulação de distribuição (linhas principais e laterais). Comprimentos fixos de 6m. Para sistemas convencionais móveis utiliza-se encaixes com

engates rápidos e boa vedação (sem roscas nem colas). Para sistemas convencionais fixos

utiliza-se juntas para união dos tubos. Estas juntas podem ser flexíveis ou rígidas (soldas, cola

ou parafusos).

Os tipos de materiais mais utilizados nas tubulações são: PVC (cloreto de polivinil), polietileno,

cimento amianto, aço galvanizado, alumínio.

- PVC. Diâmetros menores que 300 mm. Baixo peso (economia em transporte e melhor manejo), baixa rugosidade das paredes do tubo. Os engates de PVC não têm grande

resistência. Uma alternativa é usar tubos de PVC com engates de aço galvanizado.

- Polietileno. Tubulações flexíveis, uso limitado a diâmetros inferiores a 50 mm por questão econômica. Mais resistentes e fáceis de manejar que os de PVC. Empregados

em microaspersão e gotejamento.

- Cimento amianto. Diâmetros entre 250 e 800 mm. Rompem-se com facilidade quando submetidos a impactos.

- Aço galvanizado e alumínio. Os de alumínio são mais leves que os de aço, mais resistentes à corrosão, mais caros e menos resistentes aos choques externos. Problema

de esquentar muito com o sol, sendo necessário luvas para manejá-los.

 Derivações: registros, curvas e cotovelos (mudança de direção das tubulações, podendo ter ângulos internos de 45

o , 60

o e 90

o ), Tê (une duas linhas de tubulação em forma de ‘T”, como a

conexão da linha principal à lateral), redução (une um tubo de diâmetro maior com outro de

diâmetro menor), cruzeta (une duas linhas de tubulação em forma de cruz), tampão (utilizado

para tapar os trechos finais das linhas laterais e principais.

 Aspersores: peças principais do sistema de irrigação por aspersão. Operam sob pressão, lançam o jato d’água no ar. Este é fracionado em gotas caindo no solo em forma de chuva. Eles podem

ter giros completos (360 o ) ou parciais (90

o , 180

o ).A velocidade de rotação é baixa (de 1 a 2

rotações por minuto). A pressão de serviço do aspersor varia de 0,2 a 15 atm. A pressão de

serviço não é cumulativa na linha. A pressão no aspersor 1 será igual a pressão no aspersor 10

menos a perda de carga ao longo da linha. Diferente da vazão, que é cumulativa. Os aspersores

podem tem 1 ou 2 bocais com diversos diâmetros. Quanto maior o diâmetro do boca, maior o

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Raio de alcance do aspersor. O quadro abaixo mosta uma classificaçào dos aspersores quanto a

sua pressão de serviço e algumas características.

Classificação dos aspersores quanto a pressão de serviço

Classe Ps (m.c.a.) No. bocais Raio de Alcance (m)

Micro pressão 4 < Ps < 10 1 5 < R < 10

Baixa pressão 10 < Ps < 20 1 6 < R < 12

Média pressão 20 < Ps < 40 1 ou 2 12 < R < 36

Alta pressão 40 < Ps < 80 1 ou 2 36 < R < 60

Canhão 50 < Ps < 100 1 ou 2 40 < R < 140

3. Características hidráulicas dos aspersores

3.1 Vazão (Q)

ghCdxSQ 2 , onde:

Q = vazão do aspersor (m 3 /s) Cd = coef.descarga do bocal aspersor (0,65 a 0,95)

S = Área da seção transversal do bocal ( S= d 2 /4, d = diâmetro do bocal em m)

G = 9,8 m/s 2

h = pressão de serviço (m.c.a)

Exemplo: determinar o coeficiente de descarga de um aspersor dotado de um bocal de diamentro

igual a 4mm, que lança uma vazão de 1,00m 3 /h, submetido a uma pressão de funcionamento de 2,8

kg/cm 2 .

Resp.: Cd=0,96

3.2 Raio de Alcance ( R )

dhxR 35,1 , onde:

R = raio de alcance do aspersor (m)

d = diâmetro do bocal (mm)

h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)

Exemplo: Estimar o alcance de um aspersor, submetido a uma pressão de 42mca, cujo diâmetro do

bocal é de 7,14mm.

3.3 Pulverização (Pd, Ip) Chuva normal tem gotas com diâmetros entre 0,1 e 1 mm

Tormentas têm gotas com diâmetros > 3 mm

Em irrigação por aspersão as gotas mais finas caem próximo ao aspersor.

65% R  0,5 < d < 2 mm

onde, R = Raio de alcance,

d = diâmetro das gotas de chuva

35% R  d>2

a) Índice de Tanda (1957) (Pd)

4,0)10( q

h Pd

 

onde:

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h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)

q = vazão do aspersor (l/s)

Quanto maior o Pd menor o tamanho das gotas

Pd > 4  pulverização excessiva (gotas muito finas)

2 < Pd < 4  pulverização adequada

Pd < 2  gotas muito grossas

b) Índice de pulverização (Ip)

h

d Ip  onde, d = diâmetro do bocal (mm)

h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)

Quanto maior o Ip maior o tamanho das gotas

Segundo Lozano (1965)

Ip < 0,3 gotas finas : flores, hortaliças, algodão, fumo

0,3 < Ip < 0,5 gotas médias: frutíferas

Ip > 0,5 gotas grossas: milho, forrageiras

3.4 Índice de eficiência (Oelher, 1964) (Ie) Parâmetro que representa a eficiência de um aspersor com relação ao seu alcance

h

R Ie  ou onde: R = alcance do aspersor

IpIe 35,1 h = pressão de serviço do aspersor (m.c.a.)

Ip = índice de pulverização

Em termos econômicos quanto maior R maior Ie para uma determinada Pressão de serviço do

aspersor. Mas, quanto maior Ie maoir o Ip (gotas são mais grossas).

Uma alta eficiência do aspersor compromete a qualidade de irrigação devido a as gotas muito

grossas.

Ie varia entre 0,4 e 1,0 .

Ideal Ie entre 0,7 e 0,8 (economia e qualidade de irrigação).

3.5 Índice de precipitação (I) (intensidade precipitação, tx de aplicação da dose) Convencional

 21 SxS Q

I  , onde: I = m/s

(distribuição dos aspersores retangular) Q=vazão do aspersor (m 3 /s)

S1 = espaço entre os aspersores (m)

S2 = espaço entre as linhas laterais (m)

2

15,1

3

xS

Q I  (distribuição dos aspersores triangular)

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35

4. Distribuição dos aspersores

4.1 Disposição dos aspersores e espaçamentos

A distribuição de um aspersor é desuniforme. A precipitação é mais concentrada no local do

aspersor, no centro da área molhada. Por isso, devemos superpor as áreas molhadas pelos

aspersores, para uniformizar mais a precipitação que chega ao solo.

As disposições dos aspersores podem ser quadradas (S1 =S2), retangulares e triangulares.

Dependendo do espaçamento entre aspersores (S1) e linhas laterais (S2), cada aspersor terá uma

área molhada diferente.

Para uma uniformidade aceitável da precipitação os seguintes espaçamentos são recomendados:

Disposição S1 (distância entre aspersores, m) S2 (distância entre linhas, m)

Quadrada 2R 2R Retangular R 1,3 R

Triangular 3R 1,5 R

A disposição retangular é usada para corrigir o efeito do vento. Dispõem-se as linhas laterais

perpendiculares a direção predominante do vento. O vento tende a dar um formato elíptico à área

molhada do aspersor. Diminui-se então o espaçamento entre os aspersores para compensar.

4.2 Espaçamentos convencionais dos aspersores

Comprimento dos tubos comercializados  6 metros

Espaçamentos : S1 x S2 Pequenos espaçamentos: 6x6, 6x12

Médios espaçamentos: 12x12, 24x24

Grandes espaçamentos: 24x30, 24x36, 30x30, 30x36, ..

Pequenos espaçamentos: boa uniformidade de precipitação, baixa pressão de serviço, baixo

consumo de energia, em compensação mais mão de obra para deslocar as linhas laterais

(convencional móvel) e maior investimento inicial em tubulações e aspersores.

S1

S2

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36

Grandes espaçamentos: Menor uniformidade de precipitação, maior pressão de serviço, alto

consumo em energia, em compensação necessita de menos mão de obra e menor gasto com

tubulações.

Médios espaçamentos: São mais empregados na prática.

Espaçamentos recomendados em função da pressão de serviço do aspersor (Clément-Galant, 1986).

Espaçamento (m) Pressão de serviço (m.c.a.)

6 x 6 15

12 x 12 20

18 x 18 25

24 x 24 30

30 x 30 35

42x42 40

4.3 Catálogo dos fabricantes

Os fabricantes de aspersores fornecem catálogos com características técnicas de cada tipo de

aspersor. Em função do diâmetro do bocal e da pressão de serviço, as características se modificam

(Q, R, P, S1xS2). Quanto maior a Pressão de serviço do aspersor (h), maior o alcance, maior a vazão.

5. Grau de uniformidade de Precipitação (Coeficiente de precipitação ou Coeficiente de

Christiansen, 1942 – Cuc)

 

 

 

 

  

xn

xxi xCuc 1100 (%) onde,

Cuc = coeficiente de uniformidade de precipitação (%)

xi = altura das precipitações (mm)

x = média das alturas das precipitações (mm) n = número de observações

xi = área

volume volume = volume de água captado no pluviômetro (mm

3 )

área = área do bocal do pluviômetro (mm 2 ) = A =d

2 /4,

sendo d = diâmetro do bocal do pluviômetro

Valores aceitáveis 85% < Cuc < 95%Cuc < 80% : aceitáveis para culturas de raízes longas, com

chuva no período de irrigação

Segundo Pillsbury e Degan (1968) o Cuc pode ser aceitável para diferentes espaçamentos das

plantas:

Espaçamento entre plantas (m) cuc (%) mínimo

0 – 2 85

2 – 4 80

4 – 6 75

6 – 8 65

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37

6. Eficiência de Irrigação

Dose bruta: Precipitação que aplica-se na área.

Dose líquida: Precipitação que é armazenada no solo e pode ser aproveitada pelas plantas.

Dose bruta = Dose líquida + Perdas

Dose bruta = Dose líquida/eficiência do sistema.

A dose bruta é sempre maior que a dose líquida pois ocorrem perdas

Perdas durante a aplicação: interceptação vegetal, evaporação direta das gotas da chuva antes de

atingirem o solo, escoamento superficial, percolação, ...

Perdas por condução: vazamentos nas linhas

A eficiência do sistema de irrigação por aspersão varia entre 60 e 95%.

60% Irrigação durante o dia em regiões semi-áridas (alta evaporação)

75% Irrigação durante o dia em regiões de clima moderado

90% Irrigação a noite (minimiza perdas por evaporação)

95% Irrigação por microaspersão e gotejamento

7. Distribuição das linhas laterais

A distribuição das laterais deve ser feita considerando vários fatores.

 Topografia: condição principal. As linhas laterais devem ser paralelas as curvas de nível, para evitar diferença grande de pressão na linha, devido as perdas de carga, evitando assim

desuniformidade de precipitação.

 Comprimento máximo da linha lateral: Ajusta-se o comprimento das linhas laterais de modo a obter-se as menores perdas de carga.

- declividade descendente: O ganho de energia por diferença de cota tende a compensar as perdas de carga ao longo da linha. Em geral podem ser linhas mais compridas que as de

declividade ascendente.

- declividade ascendente: Laterais menores pois haverá uma perda de energia por diferença de cota que será somada as perdas de carga ao longo da linha.

Critério de projeto: perda de carga máxima em uma linha menor ou igual a 20% da pressão de

serviço requerida pela linha.

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38

Para uma distribuição uniforme das Pressões ao longo da linha, adota-se o critério de aumentar a

pressão (+ 25%) no início da linha e diminui-se no final da linha (-25%). Desta forma a linha terá

pressão ideal no meio.

 Geometria da parcela: Preferencialmente adotar parcelas retangulares para facilitar o manejo da irrigação.

 Direção predominante do vento: As linhas laterais devem estar dispostas na direção perpendicular ao vento, para favorecer a uniformidade de irrigação.

 Direção das fileiras das plantas: As plantas devem ser cultivadas na direção paralela as laterais para facilitar o deslocamento dos condutos portáteis.

 Ponto de tomada d’água: O ponto de tomada d’água deve ser preferencialmente no interior da parcela quando a irrigação é feita somente nesta parcela, ou fora das parcelas, em posição

intermediária quando a irrigação é feita em várias parcelas.

8. Dimensionamento das laterais e linhas principais

As tubulações (linhas) têm a função de transportar e abastecer em cada tomada d´água a vazão de

projeto à pressão adequada para irrigação em cada aspersor, já posicionado.

Equação da continuidade:

Q = A.V = cte ao longo do conduto, onde:

Q = vazão (m 3 /s)

A = área da seção transversal do conduto (A=d 2 /4),

d = diâmetro do Conduto (m 2 )

V = Velocidade da água dentro do conduto (m/s)

Dimensionamento da linha lateral

O diâmetro interno e o comprimento da linha lateral devem ser projetadas de forma que a

diferença de vazão entre o primeiro e ultimo aspersor não exceda em 10%, isto representa uma

variação da pressão em 20%.

Existem varias equações para dimensionamento de tubulações, entretanto, a de Hazen-

Willians é a mais utilizada no dimensionamento de linhas laterais, deverá ser utilizada para

diâmetros acima de duas polegadas.

 

 

 

87,4

85,1

641,10. D

L

C

Q LJhf

Onde:

hf= perda de carga, mca

J= perda de carga unitária, mca m -1

;

Q= vazão na linha lateral em m 3 s

-1 ;

C= coeficiente de Hazen Willians, empírico;

D= diâmetro interno da linha lateral, m;

L= comprimento da linha lateral.

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39

A perda de carga hf é função da perda de carga fictícia hf’, logo:

hf=F.hf’

Resolvendo a equação de Hazen-Willians em função do diâmetro, tem-se:

205,0

1

85,1 205,0

85,1

. 641,10

' 641,10

  

  

  

  

 

  

  

  

  

 

Fhf

L

C

Q

hf

L

C

Q D

O fator F pode ser calculado pela seguinte equação:

 

 

 2.6

1

.2

1

1

1

N

m

Nm F

Em que

m = coeficiente que depende do expoente da velocidade na equação em uso (se Hazen Willians,

m=1,85, se Darcy Weisbach m=2)

N = numero de saidas ao longo da tubulação.

Dimensionamento de linhas laterais de dois diâmetros

Visando simplificar e agilizar o dimensionamento de linha lateral com dois diâmetros Denículi et al

1992 apresentam a seguinte equação:

21

1 2

1

1 1

2

1

1

LLL

L

D

D

D

D

L

m

n

n



   

   

 

  

 

  

Onde:

L= comprimento total da linha lateral, m;

L1= trecho da linha lateral correspondente ao maior diâmetro-D1, m;

L2= trecho da linha lateral correspondente ao menor diâmetro-D2, m;

D= diâmetro interno da linha lateral, m;

D1= diâmetro interno comercial superior, m;

D2= diâmetro interno comercial inferior, m;

m= coeficiente de Hazen-Willians, m=1,85

n= 4,87.

Dimensionamento da Linha secundaria e principal

O principal objetivo no dimensionamento no dimensionamento da linha principal é

selecionar os diâmetros das tubulações de modo que ela possa cumprir sua função (conduzir água

em quantidade e pressão requeridas para o funcionamento das LL em qualquer posição)

economicamente.

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40

Dimensionamento baseado no Método do limite de velocidade

É o mais utilizado, devido a sua praticidade. Consiste em limitar a velocidade de

escoamento na tubulação entre 1 e 2 m/s. uma vez fixada a velocidade, determina-se o diâmetro da

linha principal utilizando a equação da continuidade.

5,0

.

.4  

  

 

V

Q D

Obs. Existem ainda outros métodos para determinação do diâmetro de linha principal, por exemplo,

método da analise econômica.

Linhas de recalque e sucção

As linhas de recalque são dimensionadas semelhantemente à linha principal, logo, deverão

ter o mesmo diâmetro do primeiro trecho da linha principal. Já as linhas de sucção devem ter o

diâmetro comercial imediatamente superior ao da linha de recalque.

Altura manométrica do sistema (Hm em mca)

A altura manométrica do sistema corresponde a pressão máxima que a bomba deve fornecer

e pode ser assim determinada:

Hm = Pin + hfp + DNp + hfr + DNr + hfs + DNs + hfl

Onde: Pin = pressão no inicio da LL, mca;

hfp = perda de carga na LP, mca;

DNp = diferença de nível ao longo da LP,m;

hfr = perda de carga na tubulação de recalque, mca;

DNr = diferença de nível de recalque, m;

hfs = perda de carga na tubulação de sucção, mca;

DNs = altura de sucção, m;

hfl = perda de carga localizada, mca.

Conjunto Motor-Bomba

As bombas centrifugas são as mais utilizadas em sistemas de irrigação, a seleção da bomba

é feita com base na vazão a ser recalcada e na altura manométrica total da instalação. Com a vazão a

a altura manométrica so sistema pode-se selecionar aquela que ofereça maior rendimento, usando o

catalogo do fabricante. Geralmente, o catalogo traz a potencia necessária no eixo da bomba ou a

potencia a ser fornecida pelo motor (Pm)

.

.75

.

onde

Rb

HmQs Pm

Pm = potencia do motor, cv;

Qs = vazão do sitema L.s -1

;

Rb = rendimento da bomba

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41

Fonte de energia Unidade Consumo por cv hora -1

Óleo diesel Litro 0,22 a 0,32

Mono e bifásico Kilowatt-hora 0,96 a 1,13

Trifásico Kilowatt-hora 0,82 a 1,01

Para estimativa do consumo de energia por safra é necessário determinar o numero de horas

provável (NHP) para o qual o sistema vai operar.

3600...

.

QsEAEc

AETs NHO

Onde Ets= evapotranspiracao da cultura por safra, mm;

A = área a ser irrigada, m 2 ;

Ec = eficiência de condução, decimal;

Qs = vazão do sistema de irrigação, L.s -1

.

Motores fabricados ate o ano de 1996 necessitavam de um acréscimo de potencia de 10 a 30% em

função da potencia do motor. Os motores fabricados após esta data não necessitam de tais folgas,

pois já incorporam reserva de potencia, que multiplica a potencia nominal e permite que o motor

suporte níveis de sobrecarga em regime continuo, cujo limite é denominado fator de serviço (FS).

A potencia consumida (Pc) pelo conjunto motobomba é função do rendimento do motor

(Rm) e pode ser assim determinada:

Rm

Pm Pc

O consumo de energia (CTE) por ano ou por safra em kwh pode ser estimado por:

CTE = Pc.NHP.0,736 Para determinar o custo de bombeamento é só multiplicar o

consumo total de energia ou combustível pelos respectivos custos unitários.

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42

Irrigação por superficie

Os métodos de irrigação podem ser divididos em pressurizados

e nao pressurizados. Nos não-pressurizados (irrigação por

superficie) a agua é conduzida por gravidade diretamente sobre a

superficie do solo até o ponto de aplicação, exigindo, portanto,

areas sistematizadas e com declividades de 0 a 6 %, de acordo com

o tipo de irrigação.

A escolha do método de irrigação a ser utilizado em cada área

deve ser baseada na viabilidade tecnicca, econômica, amiental do

projeto e nos seus benefícios sociais.

Os métodos de irrigação por tabuleiros e sulcos são os mais

utilizados. Os tabuleiros consistem de quadras com tamanhos de ate

0,8 ha onde a água fica contida por taipas (leiras de terra de

cerca de 50 cm de altura e 50 cm de largura). Os tabuleiros podem

ser em nivel ou desnível maximo equivalente a 2/3 da altura da

amina de água no tabuleiro que por sua vez depende da planta a ser

irrigada. A lamina permanente é em geral no maximo de 20 cm. Neste

caso o desnível maximo n o tabuleiro seria de apenas 1 cm.

A preparação dos tabuleiros requer o emprego do trator de

laminas ou motoniveladoras. Como a superfície do terreno é em

geral irregular, é preciso fazer um levantamento planialtimetrico

detalhado e depois determinar os pontos onde haverá os cortes ou

aterros. Este procedimento é conhecido como sistematização do

terreno.

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43

Os sulcos são preparados com sulcadores acoplados ao trator.

Sua largura é de 25 a 30 cm e possuem profundidade de 20 a 30 cm.

A vazão no sulco é em geral inferior a 3 l s -1 e a faixa molhada

resultante tem largura que varia dependendo da textura do solo. Em

geral varia de 0,9 a 2,0 metros.

A velocidade da água no sulco não pode ser erosiva e pode ser

estimada como:

Qmax.(l s -1 ) = C / S

a onde:

C e a são constantes (tabela abaixo)e S é a declividade

longitudinal do sulco (%).

Textura C a

Muito fina (argiloso) 0,892 0,937

Fina 0,988 0,550

Media 0,613 0,733

Grossa (arenoso) 0,644 0,704

Muto grossa (arenoso) 0,665 0,548

Por exemplo, para um sulco com declividade de 1% num solo de

textura fina,

Qmax.(l s -1 ) = C / S

a

Qmax.(l s -1 ) = 0,988 / 1

0,55 = 0,99 l/s.

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44

TABELA 1. Profundidade efetiva do sistema radicular (Z) de algumas

culturas no estágio de máximo desenvolvimento vegetativo.

CULTURA Z (cm) CULTURA Z (cm) Abacate 60 - 90 Laranja 60 Abacaxi 20 - 40 Linho 20 Abóbora 50 Maçã 60

Alcachofra 70 Mangueira 60 Alface 20 - 30 Melancia 40 - 50 Alfafa 60 Melão 30 - 50

Algodão 60 Milho 40 Alho 20 - 30 Morango 20 - 30

Amendoim 30 Nabo 55 - 80 Arroz 20 Pastagem 30 Arroz 30 - 40 Pepino 35 - 50

Aspargo 120 - 160 Pêssego 60 Aspargo 120 - 160 Pimenta 50

Aveia 40 Pimentão 30 - 70 Banana 40 Rabanete 20 - 30 Batata 25 - 60 Rami 30

Batata-doce 50 - 100 Soja 30 - 40 Berinjela 50 Tabaco 30 Beterraba 40 Tomate 40

Café 50 Trigo 30 - 40 Café 40 - 60 Vagem 40

Cana-de-açucar 40 Videira 60 Cebola 20 - 40

Cenoura 35 - 60 Couve 25 - 50

Couve – flor 25 - 50 Ervilha 50 - 70

Espinafre 40 - 70 Feijão 40

Fontes: Manual IRRIGA LP – TIGRE

CNPH/EMBRAPA

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45

TABELA 2. Tensão de água no solo na qual deve-se promover a irrigação para obter-

se rendimento máximo em várias culturas.

Cultura Tensão (kPa) Cultura Tensão (kPa) Abacate 50 Limoeiro 400

Aipo 20 - 30 Mangueira 30

Alface 40 - 60 Melão 30 - 80

Alfafa 150 Milho 50

Algodão 100 - 300 Morango 20 - 30

Alho 15 - 30 Pepino 100 - 300

Aspargo 50 Repolho 60 - 70

Banana 30 - 150 Soja 50 - 150

Batata 20 - 40 Sorgo 60 - 130

Batata doce 240 Tabaco 30 - 80

Batatinha 30 - 50 Tomate industrial 30

Beterraba 40 - 60 Tomate salada 30 - 100

Brócolos 40 - 70 Trigo 80 - 150

Café 30 - 60 Vagem 25 - 70

Cana-de-açúcar 25 - 30 Videira 40 - 60

Cantaloupe 35 - 40

Capim 30 - 100

Cebola 15 – 45 Cenoura 20 – 30

Couve 30 - 70

Couve–flor 60 - 70

Ervilha 100 - 200

Feijão 60 - 100

Laranjeira 30 - 100

Lentilha 200 - 400

Fontes: 1. MILLAR (1984); 2. SILVA, PINTO & AZEVEDO (1996)

3.CNPH/EMBRAPA (1996); 4. JÚNIOR (1997)

Obs.: (atmosférica técnica – usualmente empregada para transformações de unidades de

pressão) 10 mca = 1.000 cmca = 100 kPa = 1 atm = 1 bar = 14,22 lb/in2 ou 14,22 psi = 1 kgf/cm2 =

10.000 kgf/m 2

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TABELA 3. Fator de disponibilidade de água no solo (f) de acordo com grupos de

culturas e evapotranspiração da cultura (Etc).

Grupo Culturas

1 cebola, pimenta, batata

2 banana, repolho, uva, ervilha, tomate

3 alfafa, feijão, cítricas, amendoim, abacaxi, girassol, melancia, trigo

4 algodão, milho, azeitona, açafrão, sorgo, soja, beterraba, cana-de-açúcar, fumo

Grupo da

Cultura

Etc (mm/dia)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 0,500 0,425 0,350 0,300 0,250 0,225 0,200 0,200 0,175

2 0,675 0,575 0,475 0,400 0,350 0,325 0,275 0,250 0,225

3 0,800 0,700 0,600 0,500 0,450 0,425 0,375 0,350 0,300

4 0,875 0,800 0,700 0,600 0,550 0,500 0,450 0,425 0,400

Figura: Tanque Classe A. Figura: Infiltrômetro de anel.

Figuras: Manometros e equipamentos para construçao da curva retenção de água no solo.

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47

TABELA 4. Coeficiente do tanque tipo classe “A” (Kt) para diferentes coberturas do

terreno, níveis de umidade relativa média e velocidade total do vento em 24 horas.

Vento

(km/dia)

Bordadura

(m)

Tanque colocado em área

cultivada com grama verde de

pouca altura

Tanque colocado em

área sem vegetação

UR média (%) UR média (%)

Baixa

< 40

Médi

a 40-70

Alta

> 70

Baix

a < 40

Méd

ia 40-70

Alta

>

70

Fraco

< 175

1 0,55 0,65 0,75 0,70 0,80 0,85

10 0,65 0,75 0,85 0,60 0,70 0,80

100 0,70 0,80 0,85 0,55 0,65 0,75

1000 0,75 0,85 0,85 0,50 0,60 0,70

Moder

ado 175-

425

1 0,50 0,60 0,65 0,65 0,75 0,80

10 0,60 0,70 0,75 0,55 0,65 0,70

100 0,65 0,75 0,80 0,50 0,60 0,65

1000 0,70 0,80 0,80 0,45 0,55 0,60

Forte

425-

700

1 0,45 0,50 0,60 0,60 0,65 0,70

10 0,55 0,60 0,65 0,50 0,55 0,65

100 0,60 0,65 0,70 0,45 0,50 0,60

1000 0,65 0,70 0,75 0,40 0,45 0,55

Muito

forte

> 700

1 0,40 0,45 0,50 0,50 0,60 0,65

10 0,45 0,55 0,60 0,45 0,50 0,55

100 0,50 0,60 0,65 0,40 0,45 0,50

1000 0,55 0,60 0,65 0,35 0,40 0,45

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48

TABELA 5. Coeficiente de cultivo (Kc)

Cultura

Fases de desenvolvimento da cultura Período

vegetativo

total Inicial

Desenvol-

vimento da

cultura

Período

interme-

diário

Final do

ciclo

Na

colheita

Alfafa 0,3-0,4 1,05-1,2 0,85-1,05 Algodão 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,8-0,9 0,65-0,7 0,8-0,9

Amendoim 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,75-0,85 0,55-0,6 0,75-0,8

Arroz 1,1-1,15 1,1-1,5 1,1-1,3 0,85-1,05 0,95-1,05 1,05-1,2

Banana

Tropical 0,4-0,5 0,7-0,85 1,0-1,1 0,9-1,0 0,75-0,85 0,7-0,8

Subtropical 0,4-0,65 0,8-0,9 1,0-1,2 1,0-1,15 1,0-1,15 0,85-0,95

Batata 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,85-0,95 0,7-0,75 0,75-0,9

Beterraba açucareira 0,4-0,5 0,75-0,85 1,05-1,2 0,9-1,0 0,6-0,7 0,8-0,9

Cana-de-açúcar 0,4-0,5 0,7-1,0 1,0-1,3 0,75-0,8 0,5-0,6 0,85-1,05

Cártamo 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,7 0,2-0,25 0,65-0,7

Cebola

Seca 0,4-0,6 0,7-0,8 0,95-1,1 0,85-0,9 0,75-0,85 0,8-0,9

Verde 0,4-0,6 0,6-0,75 0,95-1,05 0,95-1,05 0,95-1,05 0,7-0,8

Citros

Com tratos culturais 0,65-0,75 Sem tratos culturais 0,85-0,9

Ervilha, verde 0,4-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95

Feijão

Verde 0,3-0,4 0,65-0,75 0,95-1,05 0,9-0,95 0,85-0,95 0,85-0,9

Seco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,75 0,25-0,3 0,7-0,8

Girassol 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,7-0,8 0,35-0,45 0,75-0,85

Melancia 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,8-0,9 0,65-0,75 0,75-0,85

Milho

Doce 0,3-0,5 0,7-0,9 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95

Grão 0,3-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 0,8-0,95 0,55-0,6 0,75-0,9

Oliveira 0,4-0,6

Pimentão verde 0,3-0,4 0,6-0,75 0,95-1,1 0,85-1,0 0,8-0,9 0,7-0,8

Repolho 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,9-1,0 0,8-0,95 0,7-0,8

Soja 0,3-0,4 0,7-0,8 1,0-1,15 0,7-0,8 0,4-0,5 0,75-0,9

Sorgo 0,3-0,4 0,7-0,75 1,0-1,15 0,75-0,8 0,5-0,55 0,75-0,85

Tabaco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,0-1,2 0,9-1,0 0,75-0,85 0,85-0,95

Tomate 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,8-0,95 0,6-0,65 0,75-0,9

Trigo 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,75 0,2-0,25 0,8-0,9

Uva 0,35-0,55 0,6-0,8 0,7-0,9 0,6-0,8 0,55-0,7 0,55-0,75

Primeiro valor: com umidade elevada (UR min > 70%) e vento fraco (U < 5 m/s).

Segundo valor: com umidade baixa (UR min < 20%) e vento forte (U > 5 m/s).

Obs.: Abacaxi (EPAMIG/Janaúba) de 60 a 150 dias Kc = 0,5, de 150 a 300 dias Kc = 0,7 e

de 300 a 400 dias Kc = 0,5.

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TABELA 6. Coeficiente de cultura (Kc) em diferentes estádios de desenvolvimento,

em função da umidade relativa e velocidade do vento, para diversas hortaliças.

Hortaliça Estádios de desenvolvimento

I * II III IV

Abóbora 0,4-0,5 0,65-0,75 0,9-1,0 0,7-0,8

Aipo 0,3-0,5 0,7-0,85 1,0-1,15 0,9-1,05

Alcachofra 0,3-0,5 0,65-0,75 0,95-1,05 0,9-1,0

Alface 0,5-0,6 0,7-0,8 0,95-1,05 0,9-1,0

Batata 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,7-0,75

Berinjela 0,3-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,8-0,9

Beterraba 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,6-0,7

Brássicas **

0,4-0,5 0,75-0,85 0,95-1,1 0,8-0,95

Cebola 0,4-0,6 0,7-0,8 0,95-1,1 0,75-0,85

Cenoura 0,5-0,6 0,7-0,8 1,0-1,15 0,7-0,85

Ervilha seca 0,4-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 0,25-0,3

Ervilha seca ***

0,4-0,5 0,7-0,85 0,7-0,8 0,25-0,3

Ervilha verde 0,4-0,5 0,65-0,75 1,05-1,2 0,95-1,1

Espinafre 0,4-0,5 0,7-0,85 0,95-1,05 0,9-1,0

Lentilha 0,4-0,5 0,75-0,85 1,05-1,15 0,25-0,3

Melancia 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,65-0,75

Melão 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,65-0,7

Milho-doce 0,3-0,5 0,7-0,9 1,05-1,2 0,95-1,1

Pepino 0,4-0,5 0,65-0,75 0,9-1,0 0,7-0,8

Pimentão 0,4-0,5 0,60-0,65 0,95-1,1 0,8-0,9

Rabanete 0,5-0,6 0,55-0,65 0,8-0,9 0,75-0,85

Repolho 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,8-0,95

Tomate 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,6-0,65

Tomate indust ***

0,5-0,6 0,6-0,65 0,75-0,85 0,6-0,65

Vagem 0,3-0,5 0,65-0,75 0,95-,105 0,85-0,9

Primeiro valor: sob alta umidade (URmin > 70%) e vento fraco (U < 5 m/s).

Segundo valor: sob baixa umidade (UR min < 50%) e vento forte (U > 5 m/s). * Para turno de rega de 1 e 2 dias consultar item 3.2 para estimativa de Kc.

** Brócolos, couve-flor, couve-de-bruxelas etc.

*** Para condições edofoclimáticas da região de cerrados do Brasil Central.

Estádio I: germinação ate 10% do desenvolvimento vegetativo

Estádio II: de 10 a 80% do desenvolvimento vegetativo

Estádio III: 80% do desenvolvimento vegetativo até o inicio da maturação

Estádio IV: do inicio do amadurecimento ate a colheita.

Fonte: Adaptado de Doorenbos & Pruit (1977) e Doorenbos & Kassam (1979).

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50

Tabela 7. Tubos de engate rápido para irrigação por aspersão.

Tubos de Aço Zincado (ASBRASIL)

Diâmetro externo (nominal) (mm)

Diâmetro Interno (mm)

50 48

70 68

89 87

108 106

133 130

159 156

200 196

Tubos de Alumínio

Diâmetro externo (nominal)

(polegada)

Diâmetro Interno

(mm)

3 73,5

4 98,5

5 124,4

Tubos de PVC

Diâmetro externo (nominal)

(polegada)

Diâmetro Interno

(mm)

2 46,8

3 70,7

4 94,4

Obs. Verificar catálogos para outros fabricantes.

Tabela 8. Fator de múltiplas saídas (F) para correção da perda de carga em linhas

laterais.

Número da aspersores na linha

(saídas)

F

Número da aspersores na

linha (saídas)

F

1 1,000 9 0,408

2 0,639 10 0,402

3 0,534 11 0,397

4 0,485 12 0,393

5 0,457 13 0,390

6 0,438 14 0,387

7 0,425 15 0,385

8 0,416 16 0,382

Tabela 9. Acréscimo de potência para motores em relação à potência necessária na

bomba.

Potência necessária na bomba (CV) Acréscimo de potência para o motor(%)

< 2 30

2 a 5 25

5 a 10 20

10 a 20 15

>20 10

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51

Tabela 10. Valores coeficiente C da equação de Hazen-Williams para tubos usados em

irrigação.

Material do tubo Valor de C

Aço Zincado 130

Alumínio 140

PVC 150

Tabela 11. Tubos de polietileno de alta densidade (PEAD) utilizados em autopropelidos

do tipo carretel enrolador (hidro-roll).

Diâmetro externo (mm) Classe de Pressão de Serviço Diâmetro Interno (mm)

75 PN - 08 63,8 90 PN - 08 76,6

110 PN - 08 93,8

110 PN- 10 90,0 125 PN - 08 106,4

125 PN- 10 102,2

125 PN - 12 98,2

Fonte - Tubos e Conexões TIGRE.

Tabela 12. Diâmetros de mangotes “spiraflex - sucção leve”utilizados em sucção de

bombas.

Diâm. Externo Diâm. Interno Raio Curvatura Pressão Trabalho Vácuo

(mm) (pol) (mm) (mm) (mca) (mca)

32 1 25,40 95 63,3 20,4

38 1 1/4 31,75 120 56,2 20,4

44 1 1/2 38,10 130 56,2 20,4 57 2 50,80 160 56,2 20,4

73 2 1/2 63,50 210 53,0 20,4

86 3 76,20 250 49,2 20,4 114 4 101,60 400 45,7 20,4

142 5 127,00 600 42,2 20,4

169 6 152,40 800 38,7 20,4

Fonte - Goodyear

Tabela 13. Pressão de vaporização da água

Fonte - Carvalho, D. F. (1992)

Temperatura ( graus celsius) Pressão de vapor (m.c.a.)

15 0,174

20 0,238

25 0,322 30 0,429

35 0,572

40 0,750

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Tabela 14. Perda de carga em mangueiras “Parsch” utizadas em autopropelidos

tracionados à cabo.

Fonte : Adaptado de PARSCH DO BRASIL - Indústria e comércio de mangueiras

Ltda.

Vazão

(m3/h)

Diâmetros (polegadas) x Perda de carga em 100 metros de mangueira

2 2 1/2 3 4 4 3/8

5 0,1 - - - - 6 0,5 - - - -

9 1,2 0,5 - - -

12 2,1 0,8 0,3 - - 15 3,3 1,3 0,5 - -

18 4,8 1,8 0,8 - -

20 5,9 2,3 0,9 - - 21 6,5 2,5 1,0 - -

24 8,5 3,3 1,3 - -

25 9,4 3,5 1,4 0,6 - 27 10,9 4,1 1,6 0,7 -

30 13,3 5,1 2,0 0,9 -

33 16,1 6,2 2,4 1,1 - 35 18,1 6,9 2,7 1,2 -

30 19,2 7,3 2,8 1,3 1,0

40 23,0 9,1 3,4 1,6 1,1 42 26,1 10,0 3,7 1,8 1,3

45 30,1 1,5 4,5 2,1 1,5

48 34,1 13,1 5,1 2,2 1,7 50 37,1 14,2 5,5 2,3 1,9

54 43,1 16,5 6,4 3,0 2,2

60 - 20,4 8,0 3,7 2,7 66 - 24,7 9,6 4,4 3,2

72 - - 11,5 5,3 3,9

78 - - 13,5 6,2 4,4 84 - - 15,6 7,2 5,3

90 - - 17,9 8,3 5,8

96 - - 20,6 9,4 6,4 100 - - 22,0 10,0 7,0

102 - - 23,0 10,8 7,2

105 - - 24,0 11,7 7,6 108 - - 26,0 12,0 8,0

110 - - - 12,3 8,2

115 - - - 13,1 8,8 120 - - - 14,7 9,7

125 - - - 16,0 10,5

130 - - - 17,0 11,2 135 - - - 17,9 12,0

140 - - - 19,0 12,8

145 - - - 21,0 13,6 150 - - - 23,0 14,5

155 - - - 24,5 15,5 160 - - - 26,0 16,4

165 - - - 28,0 17,3

170 - - - 30,0 18,2 175 - - - 32,0 19,1

180 - - - 33,0 20,1

192 - - - - 22,5

204 - - - - 25,5

210 - - - - 28

Obs.: Válidas quando a mangueira está preenchida com água e sua seção totalmente expandida.

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Tabela 15 – Grau de pulverização

)(

)(Pr

mmbocaldodiâmetroMaior

mcaaspersordooperaçãodeessão GP

Cultura Sensibilidade Chuva GP

Pastagens Insensíveis Grossa < 3,0

Forrageiras / cana Pouco sensíveis Semi-grossa 3,1 a 4,0

Pomares Moderadamente sensíveis Semi-fina 4,1 a 5,0

Feijão / flores Sensíveis Fina 5,1 a 6,0

Hortaliças delicadas Muito sensíveis Muito fina > 6,0

Fonte : TIGRE

Tabela 16 - Qualidade da água para gotejamento: parâmetros a serem analisados (adaptado de Bucks et al., 1979 e Scarcelli, 2000)

Parâmetro Severidade do problema

Baixa Moderada Alta FÏSICO

Sólidos suspensos (mg/L)

< 50 50 a 100 > 100

QUÏMICO

pH <7 7 a 8 > 8

Sólidos dissolvidos (mg/L) < 500 500 a 2.000 > 2.000

Manganês (mg/L) < 0,1 0,1 a 1,5 > 1,5

Ferro total (mg/L) < 0,2 0,2 a 1,5 > 1,5

H2S (mg/L)

< 0,2 0,2 a 2,0 > 2,0

BIOLÖGICO

População bacteriana (mg/L)

< 10.000 10.000 a 50.000 > 50.000

SENSIBILIDADE DAS CULTURAS Condutividade elétrica (dS/m) < 0,75 0,75 a 3,00 > 3,00

NO3 (ppm)

< 5 5 a 30 > 30

ELEMENTOS TÓXICOS Boro (ppm) < 0,5 0,5 a 2,0 2,0 a 10,0

Cloreto (ppm) < 4 4 a 10 > 10

Sódio (RAS) < 3 3 a 9 > 9

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54

Exercícios de Irrigação por Aspersão

(hidráulica dos aspersores)

Ex. 1. Determinar o cd de um bocal de um aspersor dotado de um bocal de diâmetro de

4mm, que lança uma vazão de 1,0m 3 /h ao estar submetido a uma pressão de funcionamento

de 2,8kgf/cm 2 . Resp.: cd=0,96.

Ex. 2. Através da equação empírica de Cavazza, estimar o alcance de um aspersor,

submetido a uma pressão de 42mca, cujo diâmetro de bocal=7,14mm. Resp.: 23,4m

Ex. 3. Selecionar um aspersor entre os três modelos caracterizados pelo diâmetro do bocal,

pela pressão de funcionamento, cuja vazão requerida para o sistema é igual a 1,35m 3 /h e

cujo espaçamento adotado é de 12 x 18m.

Pressão de serviço

(kgf/cm2) Diâmetro do bocal mm

3,96 4,36 5,15 Alcance(m) Vazão(m3/h) Alcance(m) Vazão(m3/h) Alcance(m) Vazão(m3/h)

1,75 13,5 0,8 14,1 0,96 15,1 1,34

2,1 14,1 0,87 14,5 1,05 15,6 1,48 2,46 14,5 0,94 15 1,14 16 1,61

2,81 15 1,01 15,4 1,22 16,3 1,73

3,16 15,1 1,07 15,7 1,29 16,6 1,83 3,51 15,3 1,13 15,9 1,36 16,9 1,93

3,86 15,4 1,18 16 1,43 17,2 2,01

4,21 16,6 1,23 16,2 1,49 17,4 2,09 4,57 15,7 1,3 16,3 1,55 17,5 2,15

4,92 15,9 1,35 16,5 1,61 17,7 2,22

5,27 16 1,4 16,6 1,67 17,8 2,31

Ex.4. Selecionar uma distribuição adequada da linhas laterais de um sistema semi-portátil

para a parcela de irrigação da figura considerando os seguintes dados:

Freqüência de irrigação no período de Max. Demanda= 7 dias;

Duração da irrigação = 8 horas;

Espaçamento entre aspersores e linhas = 12 x 18m.

Direção dominante

vento

200m

300m

Tomada

agua

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Exercício de Irrigação por aspersão

1) Sendo dados as seguintes características:

SOLO: -Capacidade de campo = 32 gramas de água/100 gramas de solo; ponto de murcha

permanente = 16 gramas de água/100 grs. De solo; Densidade global = 1,3 grs de solo / cm 3

de solo; VIB = 11,5 mm/h.

CULTURA: Milho: Profundidade efetiva do sistema radicular = 50cm ; Fator de

disponibilidade (f) = 0,6; ETo=5mm/dia; Etc=6mm/dia (kc=1,2);

ASPERSOR: Pressão de serviço: 30mca; altura do aspersor=2m; espaçamento=18x24m;

Intensidade de aplicação=10mm/h; vazão do aspersor=1,2L/s.

Tubulação: PVC; C=120.

Eficiência do sistema = 80%

Área: 30 000 m 2 . (3ha) topografia plana. Esquematize área hipotética.

Obs: Caso necessite de algum dado não fornecido, simule.

Pede-se: Faça um projeto completo de irrigação por aspersão convencional portátil ou semi

portátil.

Recomendação de manejo com turno de rega fixo e outro com turno de rega variável

(Etc=6mm/dia).

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NOÇÕES DA ELABORAÇÃO DE PROJETOS DE IRRIGAÇÃO

LEVANTAMENTO DE DADOS DA ÁREA

Para a elaboração de um projeto de irrigação, seja por aspersão, localizada ou por superfície, são

necessários a coleta de alguns dados na área a ser irrigada. Esses dados são:

1. Área a ser irrigada em hectares, alqueires ou m 2 .

2. Espécie de cultura plantada ou a ser plantada e o espaçamento entre plantas e entre linhas.

3. Tipo de solo:

a. Quanto à sua textura: argilosa, arenosa ou textura média.

b. Quanto à sua permeabilidade: muito permeável, meio permeável ou pouco permeável.

4. Topografia do terreno: plana, suavemente ou fortemente ondulada (planta plani-altimétrica).

5. Precipitação desejada ou calculada (em mm). Normalmente a precipitação é calculada pelo

projetista, que leva em conta os dados climatológicos da região em que será instalado o

equipamento, a cultura a ser irrigada e o equipamento a ser utilizado.

6. Horas de funcionamento desejado por dia: máximo de horas de funcionamento possível.

7. Desnível entre a água e o local de bomba em metros: este dado é de suma importância para o

dimensionamento correto da bomba, pois cada bomba apresenta uma altura máxima de sucção.

8. Desnível entre o local da bomba e o ponto mais alto do terreno em metros.

9. Quantidade e qualidade da água disponível na estação seca:

a. Se a água for captada numa fonte de água corrente (rio, riacho, canal, etc) determinar a sua vazão

em litros/segundo ou metros cúbicos/hora;

b. Se a captação for feita em um reservatório (represa, açude, etc) determinar o seu volume em

metros cúbicos (m 3 ).

Se estas medições foram feitas na época de chuvas, deve-se coletar junto aos moradores vizinhos a

variação que as mesmas sofrem na época da seca.

c. Qualidade da água: presença de sólidos em suspensão, ferro, manganês, carbonatos, coliformes,

etc.

10. Tipo de acionamento que prefere para a bomba:

Elétrico: voltagem e fases; Diesel Trator: marca, modelo e potência

Outros

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57

Caso já haja bomba centrífuga e ou motor para acionamento, especificar todos os dados disponíveis

tais como:

Marca · Modelo · Potência · Rotação · Vazão

Altura de sucção de recalque · Diâmetro dos rotores · etc

11. Sistema de irrigação que pretende utilizar ou as alternativas possíveis.

12. Anexar uma planta plani-altimétrica ou planimétrica da área a ser irrigada. Para irrigação

localizada acrescentar curva de nível de metro em metro e locação das linhas de plantio.

Caso não haja a planta, fazer um croqui da área com as seguintes indicações:

Formato de área com suas dimensões;

Aonde se localiza o ponto mais alto do terreno e a distância entre este e o ponto de captação de

água.

Localizar o ponto de captação da água e a distância entre o início da área a ser irrigada.

Demarcar estradas, grotas, espigões, linhas de força, etc.

13. Se possuir, anexar os dados climatológicos da região, tais como:

Chuva · Evaporação do Tanque Classe A · Evapotranspiração

Velocidade do vento · Temperatura média · Umidade relativa

Com base no levantamento de dados da área a ser irrigada, elabora-se o projeto de irrigação mais

viável, técnica e economicamente

A ELABORAÇÃO DO PROJETO DEVE SEGUIR O SEGUINTE CRITÉRIO

1. Definição da precipitação ou lâmina a ser aplicada na área: esta precipitação varia em função,

principalmente, da cultura (cada cultura apresenta uma evapotranspiração e, portanto, um consumo

de água) e da região geográfica em que a área se situa (de região para região as condições climáticas

- chuvas, evaporação, ventos, etc. - variam);

2. Seleção do equipamento mais adequado ou das alternativas dos equipamentos para a área: esta

seleção leva em consideração a cultura plantada ou a ser plantada, a topografia da área, o tamanho

da área e a disponibilidade de água;

3. Cálculo do turno de rega e tempo de funcionamento por posição: para fazer estes cálculos leva-

se em conta, principalmente, o consumo diário de água que a cultura necessita, a profundidade do

sistema radicular, a resistência que a planta apresenta ao "déficit" de água e as características físicas

do solo, principalmente, quanto á sua capacidade de armazenamento de água;

4. Cálculo da vazão: esse cálculo refere-se à vazão total do equipamento e baseia-se na área a ser

irrigada, na precipitação definida e o número de horas de trabalho diário;

5. Dimensionamento hidráulico: o dimensionamento das tubulações e dos acessórios, tais como:

válvulas, hidrantes, cotovelos de derivação e outros, baseia-se na vazão total, na altura manométrica

necessária e na velocidade da água no interior dos tubos. Uma vez selecionadas as tubulações e

acessórios, procede-se a locação dos mesmos na área, locando-se, inclusive, as posições necessárias

para o equipamento escolhido;

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58

6. Dimensionamento do conjunto motobomba: o dimensionamento deste conjunto também baseia-se

na vazão, na altura manométrica e na potência necessária. Na escolha da bomba, além dos ítens

anteriormente citados, deve-se atentar para que a bomba escolhida trabalhe no ponto de máximo

rendimento ou próximo possível dele, e para a sua altura máxima de sucção;

7. Elaboração de planta ou croqui: efetuados os cálculos deve ser elaborada uma planta ou croqui,

onde são locados o ponto de captação, a linha mestra, as linhas laterais, os acessórios e o

posicionamento do equipamento;

8. O roteiro prossegue com a análise econômica do projeto e outros ítens, tais como custos, receitas,

fluxo de caixa, comercialização, etc, conforme a exigência da situação. (Hernandez F. B.T. 1999)

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Drenagem

A drenagem agricola é uma pratica significativa para o sucesso de projetos de

irrigação, principalmente para aqueles situados em regiões de acentuada deficiência hidro-

climatica, é comum a existência nas áreas destinadas a agricultura, de condições

desfavoráveis de drenagem natural. Nas áreas de sequeiro, principalmente quando são

baixas e formadas por solos rasos ocorrem com freqüência inundações ou encharcamentos

durante o período de grandes chuva, o que pode causar perdas na produção agrícola,

dificuldades de manejo do solo e ate perdas matérias.

Nas áreas irrigadas, alem dos danos acima mencionados pode haver salinização,

principalmente na região semi-árida, com seus efeitos daninhos sobre o solo e, em

conseqüência, sobre as culturas, o que torna a necessidade de drenagem ainda maior

considerando que os investimentos e m infra-estrutura são altamente significativos.

A origem da drenagem, como da irrigação, perde-se da remota antiguidade.

Heródoto, 400 anos a.C., se refere ao seu uso no vale do Nilo, por ocasião da antiga

civilização egípcia. Após a invenção da maquina de fabricação de tubos de barro (1843) e o

aperfeiçoamento das maquinas escavadoras, foi que a drenagem tomou o devido impulso.

Podem-se distinguir dois tipos de drenagem:

a) Drenagem superficial: consiste na rápida eliminação da água que cobre a superfície do solo.

b) Drenagem do solo: tem por finalidade a remoção do excesso de água da camada de solo ocupada pelas raízes, ou ainda, “drenagem é o processo de remoção do excesso

de água do solo, de modo que lhes dê condições de aeração, estruturação e

resistência, a fim de torná-los viáveis à exploração agrícola”.

As principais fontes de excesso de água são as precipitações, as irrigações e as

infiltrações provenientes do lençol freático, de canais e represas. Em regiões áridas e semi-

áridas, a principal causadora do excesso de água é a irrigação e, em regiões úmidas e semi-

úmidas, a chuva.

Benefícios da drenagem

a) Remove a água gravitacional.

Rebaixando o lençol freático de modo que os poros não capilares do solo possam

conter ar. Obs: a drenagem só remove a água livre ou gravitacional, isto é, a água em

excesso à umidade na capacidade de campo.

b) Aumenta o suprimento de água capilar.

A remoção da água capilar aumenta a quantidade de água disponível para as plantas,

devido a um maior volume de exploração do solo pelas raízes (aumentando também a

quantidade de nutriente e temperatura do solo).

c) aumenta o arejamento e a ventilação do solo.

A remoção da água dos poros não capilares faz com que o solo disponha de um

volume de ar suficiente para a vida das plantas.

d) Remove o excesso de sais.

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60

A drenagem, acompanhada de irrigação ou auxiliada pelas chuvas, elimina grande

parte dos sais solúveis prejudiciais, melhorando ou tornando apto um solo para boa

produção.

e) Saúde publica e animal.

Eliminação das águas paradas, nas quais proliferam mosquitos, e outros agentes

causadores de doenças.

f) Aumento da produtividade agrícola.

Solos mal drenados apresentam vários inconvenientes ocasionando decréscimos de

produtividade nas culturas.

Tipos de drenos

Drenos são condutos abertos ou subterrâneos, tubulares ou de material poroso, destinados a

coletar e conduzir o excesso de água por gravidade proveniente da sua área de influencia.

No caso de drenos abertos, temos uma estimativa pratica para a escolha dos taludes, de

acordo com o tipo de solo.

Tipo de solo Talude usual (V:H)

Arenoso Ate 1:3

Franco arenoso 1:2

Franco com cascalho 1:1,5

Siltoso 1:1 1:1,5

Argiloso + cascalho 1:1

Argiloso 1:0,75 1:0,5

Levantamento topográfico

Levantamento topográfico é o processo de medição que permite reproduzir em

mapas todas as características físicas de um terreno. Quando direcionado para drenagem,

possibilita orientar a concepção e instalação dos sistemas de drenos. Os instrumentos mais

usados na execução dos levantamentos são o nível de engenheiro e teodolito.

Estudo do lençol freático

Estudos de lençol freático são normalmente feitos utilizando-se furos de trados ou

poços de observação do lençol, onde são medidas as flutuações dos níveis de água visando

detectar a existência de áreas mais propicias ao encharcamento e identificara as causas de

sua ascensão.

Poços de observação de lençol freático são instalados em toda área a ser estudada ou em

pontos específicos da mesma, onde o lençol freático apresente maiores possibilidades de

ascender a níveis críticos que venham a causar danos as plantas cultivadas.

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61

Hidrogramas

São representações do nível da água em função do tempo

Mapa de fluxo do lençol (Isoípsas)

Indica a direção do fluxo do lençol. Confecciona-se interpolando as cotas do lençol

freático obtidas através de poços de observação.

Mapa de isoprofundidade Isobatas

É preparado a partir de dados de profundidade do lençol em relação a superfície do

terreno, obtidos a partir de poços de observação.

Condutividade Hidráulica

É a propriedade de um meio poroso, o solo no caso, de se deixar atravessar pela

água. É a propriedade mais importante do solo relacionada a sua drenagem.

Movimento da água no solo

Para estudar o movimento de água no solo é conveniente quantificar o potencial da

água no mesmo.

Potencial total da água no solo (ψt)

Do ponto de vista de extração de água do solo pelas plantas, não basta somente

conhecer o conteúdo de água presente neste solo, e sim a energia com que esta água esta

retida. Por definição ψt é “ Quantidade de trabalho que é preciso aplicar para transportar

reversível e isotermicamente uma quantidade de água desde uma situação padrão de

referencia a um ponto do solo considerado”.

O estado de energia em que se encontra a água pode ser descrito pela função

termodinâmica da “Energia Livre de Gibbs” que no sistema solo-planta-atmosfera recebe o

nome de potencial total de água.

Devido às baixas velocidades com que a água se desloca no solo, a energia cinética

é desprezada. As diferenças de energia potencial ao longo dos diferentes pontos no sistema

dão origem ao movimento da água no solo.

Componentes do potencial total da água no solo

Composto basicamente por quatro componentes, e representados pela letra grega Ψ.

Onde: Ψt= Potencial total; Ψm= Potencial matrico; Ψo= Potencial osmótico; Ψg= Potencial

gravitacional; Ψp= Potencial de pressão.

Ψt = Ψm + Ψos + Ψg + Ψp

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62

A água se movimentará sempre do ponto de maior para o de menor potencial. A

magnitude do fluxo será diretamente proporcional ao gradiente do potencial da água no

solo e terá a condutividade hidráulica como o coeficiente de proporcionalidade, conforme

descreve a equação de Darcy para fluxo em meio poroso. O sinal negativo é porque o

potencial decresce no sentido do fluxo.

L

BA kq

   em que:

q= fluxo de água no solo L/T, m/dia, cm/seg.

k= condutividade hidráulica do solo (L/T), m/dia ou cm/seg.

ΨA= potencial total no ponto A (L), m ou cm.

ΨB= potencial total no ponto B (L), m ou cm.

L= distancia entre os dois pontos ao longo da linha de fluxo (L), m ou cm.

A vazão (Q), através do solo, pode ser calculada, multiplicando-se o fluxo de água

(q) pela área transversal ao fluxo (A), sendo:

)/..../),/.(. 333 diamousegcmTLqAQ

Sendo assim, para fluxo em meio saturado, como ko é constante, a equação de

Darcy pode ser escrita da seguinte forma:

L koq 

 e para meio não saturado zd

d kq

. )( 



Uma das maneiras de determinar k(θ) é através da curva característica de umidade do solo

ou curva de retenção de umidade no solo e da equação de Darcy.

Para dimensionar o sistema de drenagem precisa-se definir ou determinar os

seguintes parâmetros: Tipo de dreno e tipo de sistema, capacidade de descarga do sistema,

condutividade hidráulica do solo, profundidade mínima do lençol freático, profundidade e

espaçamento dos drenos.

*A

*B *C *D

Se

ψA>ψB logo A – B

ψA<ψB logo B – A

ψC>ψA logo C – A

Figura 2: Representação esquemática do potencial

total da água no solo

Em condições de campo, sempre

que possível deve-se tomar o

lençol freático como referencia.

Neste plano Ψg=0, Ψp=0, Ψm=0

e Ψtotal=0.

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63

Espaçamento e profundidade de drenos

São os dois principais parâmetros no dimensionamento de um sistema de drenagem,

dependem do tipo de solo, da quantidade de água a ser drenada, da linha de efeito útil de

drenagem e da profundidade do solo que se deseja drenar.

Quadro: Valores médios de espaçamentos e profundidade de drenos, segundo Millar.

Tipo de solo Condutividade

hidráulica (mm/dia)

Espaçamento (m) Profundidade (m)

Textura fina < 1,5 10 a 20 1,0 a 1,5

Textura media 1,5 a 5

5 a 20

20 a 65

15 a 25

20 a 35

30 a 40

1,0 a 1,5

1,0 a 1,5

1,0 a 1,5

Textura grossa 65 a 125 30 a 70 1,0 a 2,0

turfa 125 a 250 30 a 100 1,0 a 2,0

Obs: Cálculos supõe condições de fluxo em regime permanente, ou seja, a quantidade de

água que entra na área é igual à quantidade evapotranspirada mais a retirada pela drenagem.

A determinação do espaçamento e profundidade dos drenos pode ser feita por

método direto ou indireto.

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Método direto

Consiste na determinação “in loco” da declividade da linha de efeito útil de

drenagem do solo, a qual deve ser determinada na área a ser drenada, por meio de um dreno

aberto e, na direção perpendicular ao dreno aberto, uma serie de poços, conforme figura

abaixo. A água do dreno aberto deve ser bombeada ou derivada por gravidade para fora da

área, até se tornar constante o nível da água dos poços. Unindo estes pontos num gráfico,

tem-se a declividade da linha de efeito útil da drenagem daquele solo.

Conhecendo esta linha, facilmente pode-se determinar qual deverá ser a distancia e

a profundidade dos drenos, para determinada profundidade mínima do lençol freático no

meio de dois drenos.

Método direto

Existem varias equações e ábacos para estimar o espaçamento de drenos em função

do tipo de solo, da quantidade de água a ser drenada, da profundidade do dreno, da

existência e profundidade da camada impermeável, etc.

Dentre as diversas equações, pode-se citar a equação da elipse ou de Donnan, a

equação da elipse modificada ou de Hooghoudt, a equação de Ernst, a equação de Kirkham,

a equação do United State Bureau of reclamation, etc.

Equação da Elipse ou de Donnan

Muito usada para determinar o espaçamento entre drenos abertos ou valetas, em

áreas planas, com camada impermeável pouco profunda. Tendo a seguinte forma:

q

hDhKo L

)2(*4 2   que é a equação generalizada de DONNAN, em que:

L= espaçamento entre os drenos, em m;

Ko= condutividade hidráulica do solo saturado, em m/dia;

Y= distancia entre o lençol freático e a camada impermeável, na seção média entre os

drenos, em m;

Z= distancia da superfície da água dos drenos ate a camada impermeável, em m;

D= distanica do fundo do dreno ate a camada impermeável, em m;

h= distancia vertical entre a linha horizontal, que passa pelo fundo dos drenos, e o lençol

freático, na seção media entre os drenos, em m;

q= lâmina de água a ser drenada, ou coeficiente de drenagem, em m/dia.

A equação de Donnan deve ser limitada as seguintes condições:

 Lençol freático estável, ou seja, quantidade de água drenada constante (regime permanente);

 Fluxo do lençol freático é predominante na direção horizontal (D<2 P);

 Sistema de drenagem com drenos paralelos.

dreno

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65

Exemplo: Determinar o espaçamento a ser usado em um sistema de drenagem de uma área

úmida, com as seguintes condições: Dreno tipo valeta com profundidade 1,2m;

Profundidade da camada impermeável de 2,2m; Profundidade mínima do lençol de 0,5m;

Condutividade hidráulica do solo de 100cm/dia; Lamina de água a ser drenada de 6mm/dia.

Como D<2 P logo 1<<2*1,2, pode-se aplicar a equação de Donnan.

mL 35 006,0

)0,1*7,0*27,0(0,1*4 2 

  Os drenos devem ser espaçados de 35m.

Exemplo: em um sistema de drenagem com drenos paralelos, espaçados entre si de 30m e

comprimento de 90m, cuja lamina de água drenada é 0,005m/dia, a vazão por dreno será:

Q= 0,005*30*90=13,3m 3 /dia/dreno, ou seja, para área de 2700m

2 , o que corresponde à

vazão de 50m 3 /dia/ha, ou, aproximadamente, 0,58l/s/há

Coeficiente de drenagem subterrânea ou recarga

É a taxa de remoção do excesso de água no solo, expresso em lamina de água por dia m/dia.

É utilizada para calculo de espaçamento entre drenos quando são empregadas equações de regime

permanente.

Porosidade Drenável

Cont........................

1

,

0

1

,

2

0

,

7

Y

0

,

5

Z

L

F

Camada

impermeável

q

D

P h

Y

H

Z

L

F

Figura: representação de drenagem com lençol freático (LF) estável,

mostrando os termos usados na equação de Donnam.

Camada

impermeável

q

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66

Fotos

Drenos de PVC corrugado

Manilhas de barro

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67

Revestimento dos tubos de PVC corrugado

Tubo PCV corrugado com revestimento

Dreno subsolador torpedo

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68

Dreno de bambu

MANEJO DA IRRIGAÇÃO

Na prática do manejo da irrigação (conjunto de operações que visam fornecer água ao solo

no momento oportuno e em quantidade adequada com o objetivo de suprir as necessidades hídricas

das plantas, sem contudo causar danos ao sistema solo-planta-atmosfera) há muitas formas de se

abordar os distintos problemas que se apresentam na prática, logo o que propomos aqui deve-se

entender mais como uma recomendação do que como normas a serem seguidas.

No manejo da irrigação os principais aspectos a serem abordados estão relacionados às

questões de quando e quanto irrigar, tendo sido uma preocupação constante, haja vista que

pesquisas têm demonstrado que há uma tendência dos produtores irrigar antes ou após o momento

recomendado, aproximadamente 37% irrigando corretamente.

Existem três processos básicos para se estabelecer o momento e quantidade de água para

irrigação: método do balanço de água no solo (Parâmetros climáticos), método baseado em função

da umidade do solo e método baseado nas condições de água na planta, sendo o melhor aquele que

considera o maior número de fatores que determinam a transferência da água nesse sistema, ou

ainda aquele que melhor se ajustar às condições do próprio irrigante.

 Método do balanço de água no solo (Parâmetros climáticos).

Na realidade, este método consiste em realizar um balanço hídrico entre água da irrigação e

chuva com a demanda evapotraspirométrica da cultura. Sendo necessário determinar essas

demandas através das evapotranspirações de referência e da cultura.

Para determinação da evapotranspiração de referência (ETo), quantidade de água evaporada

na unidade de tempo por uma vegetação rasteira de altura uniforme, em crescimento ativo, que

cobre completamente a superfície e sem limitação de água ao solo, uma boa prática seria usar de

métodos indiretos na sua determinação, que são métodos que dão diretamente a evapotranspiração e

para determina-la multiplica-se o valor encontrado por um fator (específico para cada região e para

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cada método indireto). Uma boa alternativa para determinação da evapotranspiração de referência

(ETo) é através do uso de evaporímetros. Existem dois tipos de evaporímetros, um em que a

superfície de água fica exposta (tanques de evaporação) e o outro em que a evaporação se dá por

uma superfície porosa (atmômetro).

Nos atemos neste caso ao uso de um tanque denominado Tanque U.S.W.B classe A (TCA)

que se trata de um evaporímetro circular de diâmetros 1.205 metros por 0.254 metros de altura e

construído em chapa galvanizada número 22, assentado no solo sobre um estrado de madeira de

dimensões 0.10 x 0.05 x1.25 metros, nivelado sobre o terreno, sendo cheio de água limpa até 5

centímetros da borda superior e nunca permitindo um rebaixamento superior a 7.5 centímetros à

partir da borda. Logo a cada 2.5 centímetros de evaporação devemos fazer nova reposição de água

ao tanque.

Para determinação da variação do nível de água utiliza-se um parafuso micrométrico

(micrômetro de gancho), geralmente de precisão 0.02 milímetros, colocados sobre poço

tranquilizador (aparato que minimiza oscilações de leitura), ou até mesmo uma boa régua não sendo

tão precisa quanto ao parafuso micrométrico. Outra maneira para determinação da leitura seria pela

adição de um volume de água conhecido onde sabendo o seu diâmetro, logo tenho lâmina

evaporada. São recomendadas leituras diárias do tanque logo na primeira hora do dia.

Sendo assim, a evapotranspiração de referência (ETo) pode ser calculada pela seguinte

equação:

Eto= ECA . Kt Onde: ECA é evaporação do tanque, em mm/dia.

Kt é o coeficiente do tanque.

O valor de Kt é introduzido porque a cultura perde água diferentemente de uma superfície

de água, Kt depende das condições de umidade relativa do ar, da velocidade do vento e do tamanho

da área gramada ou não em volta do tanque ver tabela abaixo.

Tabela: Valores do coeficiente do “tanque classe A” Kt em função dos dados meteorológicos da

região e do meio em que ele está instalado segundo Doorenbos e Pruit (FAO).

UR%(média)

Baixa 40%

Média 40-70%

Alta >70%

Vento (km/dia)

Posição do tanque (Rm)*

Leve <175

1 0.55 0.70 0.65 0.80 0.75 0.85

10 0.65 0.60 0.75 0.70 0.85 0.80

100 0.70 0.55 0.80 0.65 0.85 0.75

1000 0.75 0.50 0.85 0.60 0.85 0.70

Moderado

175-425

1 0.50 0.65 0.60 0.75 0.65 0.80

10 0.60 0.55 0.70 0.65 0.75 0.70

100 0.65 0.50 0.75 0.60 0.80 0.65

1000 0.70 0.45 0.80 0.55 0.80 0.60

Forte

425-700

1 0.45 0.60 0.50 0.65 0.60 0.70

10 0.55 0.50 0.60 0.55 0.65 0.75

100 0.60 0.45 0.65 0.50 0.75 0.60

1000 0.65 0.40 0.70 0.45 0.75 0.55

Muito forte

>700

1 0.40 0.50 0.45 0.60 0.50 0.65

10 0.45 0.45 0.55 0.50 0.60 0.55

100 0.50 0.40 0.60 0.45 0.65 0.50

1000 0.55 0.35 0.60 0.40 0.65 0.45

Food and Agricultural Organization (FAO)

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OBS: Valores de Kt na primeira coluna se referem ao tanque circundado por grama e os da segunda

coluna circundado por solo nu. * Por Rm entende-se a menor distância expressa em metros do

centro do tanque ao limite da bordadura (grama ou solo nu).

No entanto o que desejamos saber é a evapotranspiração potencial da cultura (Etpc), ou

seja, devemos repor ao solo a água evapotranspirada pela cultura. Sendo a evapotranspiração

potencial da cultura a evapotranspiração quando há ótimas condições de nutrientes e umidade no

solo, de modo a permitir a produção potencial desta cultura nas condições de campo. Podendo ser

expressa pela seguinte equação:

Etpc= Kc . Eto

Onde:

Kc é o coeficiente da cultura.

ETo é evapotranspiração de referência.

Os valores de Kc variam com o desenvolvimento e tipo da cultura segundo Tabela abaixo.

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Tabela: Coeficiente da cultura (Kc) para algumas espécies vegetais, em função dos estádios de

desenvolvimento.

Cultura Estádios de desenvolvimento das culturas

I II III IV V

Banana 0.5-0.55 0.7-0.85 1.0-1.1 0.9-1.0 0.75-0.85

Feijão 0.3-0.4 0.7-0.8 1.05-1.2 0.65-0.75 0.25-0.3

Algodão 0.4-0.5 0.7-0.8 1.051.25 0.8-0.9 0.65-0.7

Amendoin 0.4-0.5 0.7-0.8 0.95-1.1 0.75-0.85 0.55-0.6

Milho 0.3-0.5 0.8-0.85 1.05-1.2 0.8-0.95 0.55-0.6

Cebola 0.4-0.6 0.7-0.8 0.95-1.1 0.85-0.9 0.75-0.85

Ervilha 0.4-0.5 0.7-0.85 1.05-1.2 1.0-1.15 0.95-1.1

Pimenta 0.3-0.4 0.6-0.75 0.95-1.1 0.85-1.0 0.8-0.9

Batata 0.4-0.5 0.7-0.8 1.05-1.2 0.85-0.95 0.7-0.75

Arroz 1.1-1.15 1.1-1.5 1.1-1.3 0.95-1.05 0.95-1.05

Sorgo 0.3-0.4 0.7-0.75 1.0-1.15 0.75-0.8 0.5-0.55

Cana 0.4-0.5 0.7-1.0 1.0-1.3 0.75-0.8 0.5-0.6

Fumo 0.3-0.4 0.7-0.8 1.0-1.2 0.9-1.0 0.75-0.85

Tomate 0.4-0.5 0.7-0.8 1.05-1.25 0.8-0.95 0.6-0.65

Trigo 0.3-0.4 0.7-0.8 1.05-1.2 0.65-0.75 0.2-0.25

Alfafa 0.3-0.4 1.05-1.2

Caracterização dos estádios: I. emergência até 10 % do desenvolvimento vegetativo (DV); II. 10 %

do DV até 80 % do DV; III. 80 % do DV até 100 % do DV inclusive frutos formados; IV.

Maturação; estádios V. colheita.

* Método baseado em função da umidade do solo.

Este método tem a vantagem de incluir o armazenamento de água no solo, utilizando dados

de solo-água como indicadores do momento e lâmina líquida a ser aplicada no solo. Portanto o

monitoramento do potencial de água no solo, capacidade de armazenamento de água na zona das

raízes, potencial matricial mínimo para proceder a irrigação, devem ser conhecidos.

Curva de retenção

A curva característica de água no solo é uma propriedade fisico-hídrica que relaciona

conteúdo de água no solo com potencial mátrico. Esta relação depende da textura e estrutura do solo

sendo afetada principalmente pelo tamanho e número de poros.

Determinada geralmente em laboratório com amostra de solo deformado, coletados em

anéis próprios e submetidos às tensões -0.01, -0.05, -0.1, -0.2, -0.5, -0.5, -1.0, -2.0, -5.0, -10.0 e –15

bar. As sucções 0.01 e 0.05 são obtidas aplicando-se sucção mediante uma coluna de água, num

prato poroso (prato de sucção) as demais sucções são obtidas aplicando-se pressão mediante

compressor de ar em panelas de pressão (extrator de Richards).

Pelo gráfico originado da relação potencial matricial x conteúdo de água no solo (curva de

retenção de água no solo), tenho uma estimativa rápida da disponibilidade de água no solo para as

plantas, na profundidade desejada, podendo desta forma estimar a quantidade máxima de

armazenamento de água (capacidade de campo) e o armazenamento de mínimo (ponto de murcha

permanente).

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Figura: Curva de retenção de água no solo .

Tensiômetro

São aparelhos de medidas diretas do potencial matricial da água no solo (faixa até 80 kPa),

consiste num tubo pouco condutor de calor (geralmente pvc), tendo na extremidade inferior uma

cápsula de porcelana e na superior um vacuômetro ou se for manômetro de mercúrio é inserido um

microtubo fazendo conexão da água no interior do tubo com a cuba de mercúrio ambos fechados

hermeticamente.

São introduzidos no solo, colocando-se a cápsula no ponto onde se deseja fazer a medição

do potencial matricial (zona das raízes). Uma vez colocado no solo, de preferência úmido, a água do

tensiômetro tenderá a sair (devido ao potencial da água no tensiômetro ser superior ao do solo),

alcançado este equilíbrio haverá uma sucção na parte superior do tensiômetro igual ao potencial

matricial de água no solo (tomando a superfície do solo como plano de referência).

Cuidados como utilizar água filtrada e fervida, garantir bom contato da cápsula com o solo,

proteger do sol, escorvar, etc são fundamentais para o bom funcionamento dos mesmos.

Obs.: Cálculo de potencial matricial, vide apostila.

Cálculo da lâmina de irrigação

Com auxílio do tensiômetro para obtenção do potencial de água e a curva de retenção de

água no solo pode-se determinar qual o esgotamento máximo de água do solo, sendo este ponto

denominado umidade crítica (Uc). Para determinação da umidade do solo na capacidade de campo e

ponto de murcha permanente, aceita-se comumente na prática, a determinação em laboratório,

verificando-se que para a maioria dos solos o potencial de água na capacidade de campo oscila em

torno de -33 kPa de atmosfera e o potencial de água no ponto de murha permanente –1500 kPa. Já

para solos arenosos o potencial de água na capacidade de campo oscila em torno de –10 kPa.

Então a equação para o cálculo da lâmina líquida de irrigação fica:

LL= (Ucc – Uc) x PESR

Onde:

LL é lâmina líquida de irrigação cm.

Ucc é umidade do solo na capacidade de campo cm 3 cm

-3 .

Uc é umidade crítica de água no solo cm 3 cm

-3 .

PESR é profundidade efetiva do sistema radicular cm.

1

10

100

1000

10000

8 13 18 23

P o te

n c ia

l m a tr

ic ia

l k P

a

Conteúdo de água no solo cm3 cm-3

CC

PMP

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73

Considerando que nenhum sistema de irrigação tem uma eficiência de 100 %, logo tenho

que aplicar uma lâmina maior para conpensar as perdas.

LB= Ef

LL

Onde:

LB é lâmina bruta de irrigação cm.

Ef é eficiência do sistema de irrigação decimal.

* Método baseado nos parâmetros da planta

Na teoria este seria o melhor método haja vista que as plantas realizam uma integração de

todos os fatores que interferem em suas necessidades de água. Existem diversos indicadores que

podem ser utilizados para determinação de suas necessidades hídricas (potencial hídrico),sendo

eles: folhas, índice de stress hídrico f(temperatura do órgão da planta), fluxo de seiva, diâmetro de

caules e outros órgãos das plantas, no entanto esses métodos ainda estão em fase experimental.

* Método baseado no clima e solo (conjugado) (Tensiômetro em conjunção com o tanque.)

Toda irrigação é feita com base com base na evapotranspiração e é monitorada pelo uso do

tensiômetro instalado no solo. Caso se verifique que para uma dada condição, o solo atingiu a

umidade critica, se processa a irrigação.

Quadro: Potencial de água no solo em que se deve promover a irrigação para se obter produtividade

máxima, para algumas culturas.

Cultura Potencial de Água no

solo kPa (modulo)

Alface 40-60

Alho 15-30

Batata 20-40

Melão 30-80

Tomate 30-100

Feijão 60-100

Milho 50-100

Cana 60-150

Soja 50-100

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Curva característica de água no solo.

O tensiômetro é um equipamento que permite se determinar o potencial matricial da água

no solo e não a umidade diretamente. Por isso, a sua utilização deve ser acompanhada de uma curva

característica ou curva de retenção de água no solo, a qual relaciona valores de potencial matricial

(ψm) com o conteúdo de água no solo.

Conhecendo-se a curva característica de água do solo, pode-se estimar o potencial matricial

conhecendo-se umidade e vice-versa. Existem vários modelos utilizados para se justar os dados de

umidade do solo com potencial matricial, destacando-se entre os demais, o modelo de van

Genuchen 1980:

mn

m

rs r

]).(1[ 

 

  Sendo: ψ=Potencial matricial (cmca).

θs= Umidade saturação (cm 3 .cm

-3 ).

θr= Umidade residual (cm 3 .cm

-3 ).

θ= Umidade atual (cm 3 .cm

-3 ).

α, m, n= parâmetros de ajuste do modelo.

Exemplo: Dar as indicações de manejo para a cultura do melão.

Considerações:

a) Considere uma curva de retenção com os seguintes valores de umidade volumétrica: θr=0,117,

θs=0,602, α, m, n=0,0901; 0,4293; 1,6071 respectivamente.

b) tensiômetro com h1=40cm, h2=15cm e h3=30cm

Logo: Potencial matricial(cmca)=-459 cmca. Umidade atual=0,1541 cm 3 .cm

-3

Então: para Potencial de -100 cm.c.a (umidade capacidade campo) tenho umidade=22,21% base

volume.

Recomendação: -30 a -80 kPa. Logo- 300 a -800 cm.c.a.

Potencial de 300cm. c.a. tenho umidade = 17% base volume.

Potencial de 800cm. c.a.tenho umidade = 14% base volume.

Portanto as leituras, inferior e superior da coluna de mercúrio do tensiômetro serão: 27,5 e 67 cm de

coluna de mercúrio.

D B C A Teor de umidade

Arenoso

Argiloso PMP

CC

Figura 4: Curva característica de água no solo.

Potencial

ψm

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75

Obs: Umidade na capacidade de campo=0,22 cm 3 .cm

-3 sendo potencial =100cmc.a=10kPa.

Considerando altura da coluna de mercúrio de 10cm, tem-se Potencial=-80cm.c.a e Umidade

atual=0,238 cm 3 .cm

-3 , acima da capacidade de campo.

Logo a água neste solo estará percolando.

Exemplo: considerando um tensiômetro instalado a 30cm de profundidade, distancia da cuba ate o

nível do solo de 15cm, qual seriam as leituras máxima e mínima da coluna de mercúrio para

manejar a irrigação na cultura da batata? Considere a mesma curva de retenção do exemplo anterior.

Resp.= 13cm a 29cm.

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76

CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO Classificação Classe CE (ds/m) Salinidade Recomendação

a) Quanto ao perigo de

salinização

C1 0 a 0,25 baixa Pequena probabilidade de provocar salinização.

C2 0,25 a 0,75 média Pode ser usada sempre que houver grau moderado de lixiviação. Plantas com moderada

tolerância aos sais.

C3 0,75 a 2,25 alta Não pode ser usada em solos com deficiência de drenagem. Mesmo em solos bem

drenados, requer práticas especiais (lâmina para lixiviação). Somente plantas tolerantes

à salinidade.

C4 2,25 a 5,00 muito alta Não é apropriada para irrigações sob condições normais, mas pode ser usada

ocasionalmente em situações muito especiais (irrigação localizada e culturas

tolerantes). Solos bem drenados, aplicando-se lâmina para lixiviação dos sais.

b) quanto ao perigo de

alcalinização (o mesmo

que sodificação)

Classe RAS Concentração de

Sódio Recomendação S1 < 18,87-4,44 log CE baixa Pode ser usada para irrigação, com pequenas possibilidades de alcançar níveis

perigosos de sódio trocável.

S2 18,87-

4,44logCE<RAS<31,31-

6,66logCE

média Só deve ser usada em solos de textura arenosa ou em solos orgânicos com boa

permeabilidade. Perigo de sodificação para solos de textura fina com elevada CTC,

especialmente sob baixa condição de lixiviação, a menos que haja gesso no solo.

S3 31,31-

6,66logCE<RAS<43.75-

8,87 logCE

alta Requer práticas especiais para o manejo de solo, boa drenagem, elevada lixiviação e

adição de matéria orgânica. Pode requerer o uso de corretivos químicos para substituir o

sódio trocável, exceto no caso de apresentar salinidade muito alta, quando o uso ed

corretivos não seria viável.

S4 RAS>43.75-8,87 logCE muito alta Geralmente imprópria para irrigação, exceto quando a salinidade for baixa ou, em

alguns casos, média, e a concentração de cálcio no solo ou o uso de corretivos tornarem

o uso desta água viável.

Fonte: Manual de irrigação

CE: condutividade elétrica (dS/m);RAS: razão de adsorção de sódio (meq/L)

2

MgCa

Na RAS

 

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77

Bibliografia:

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Periódicos:

Agricultural Water Management .

Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental .

Horticultura Brasileira.

Irrigation Journal. IRRIGA.

Journal of Irrigation Science.

Journal of plants nutrition .

ALGUNS SITES DE INTERESSE

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www.tigre.com.br/ www.soilmoisture.com/ www.amanco.com.br

www.akros.com.br/ www.zanatta.com.br www.weg.com.br/

www.issa.com.br/ (schneider)www.itiscad.com.br/ www.rochfer.com.br/

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