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IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
1. INTRODUÇÃO
O sistema de irrigação por gotejamento se desenvolveu em função da escassez de água. Este sistema aplica água em apenas parte da área, reduzindo assim a superfície do solo que fica molhada, exposta às perdas por evaporação. Com isto, a eficiência de aplicação é bem maior e o consumo de água menor. Os emissores utilizados podem ser gotejadores ou microaspersores.
2. COMPONENTES
Os principais componentes de um sistema de gotejamento são:
- Emissores (gotejadores ou microaspersores)
- Laterais (tubos de polietileno que suportam os emissores)
- Ramais (tubulação em geral de PVC 35, 50, 75 ou 100mm)
- Filtragem (filtros separadores, tela, disco ou areia)
- Automação (controladores, solenoides e válvulas)
- Válvulas de segurança (controladora de bomba, ventosa, anti-vácuo)
- Fertirrigação (reservatórios, injetores, agitadores)
- Bombeamento (motor, bomba, transformador, etc)
Emissores a) Gotejadores Os gotejadores podem ser do tipo “on line” que compreendem os gotejadores que são acoplados à tubulação de polietileno após perfuração da mesma (foto abaixo).
Os gotejadores “in line” são emissores que já vêm inseridos na tubulação de polietileno (foto abaixo). Qualquer que seja o tipo, eles podem ser normais ou autoreguláveis (gotejadores cuja vazão varia muito pouco se a pressão variar).
A equação que descreve a vazão dos gotejadores pode ser escrita como:
q = K h x
onde q é a vazão em l/h, K e x são constantes do gotejador e h a pressão (mca). Por exemplo, o gotejador Hidrogol (fabricado pela Plastro) tem K = 0.69 e x = 0.502. Por isso, com pressão de 10 mca ele goteja 2.19 l/h.
b) Microaspersores Os microaspersores são emissores que como o próprio nome indica funcionam como aspersores de porte reduzido. Alguns têm partes móveis (rotativos ou dinâmicos) como a foto ao lado e outros não têm (sprays ou estáticos), ilustrado na foto abaixo.
Filtros de Tela - A tela pode ser de tela (plástico ou inox). A velocidade de filtragem é da ordem de 0.15 m/s. Os tamanhos vão desde pequenos filtros plásticos de ¾ polegadas até filtros metálicos automáticos de grande porte (figura abaixo).
A tabela a seguir apresenta as características geométricas de telas utilizadas na filtragem
Mesh* Abertura (micra)
80
100
120
150
180
200
- mesh refere-se ao número de aberturas em uma polegada (25.4mm)
A limpeza dos filtros de tela pode ser manual ou automatizada. Toda vez que a diferença entre a pressão de entrada e a pressão de saída superar um valor pré- determinado, em geral 5 a 8 mca, ocorre a lavagem automática do filtro que pode ser auxiliada por escovas, dispositivos de sução, etc.
Filtros de Disco – Nestes filtros a água é forçada a passar entre discos plásticos ranhurados, como mostra a figura a seguir para um modelo já comercializado pela Rain Bird.
Filtros de areia – Esses filtros funcionam retendo impurezas num meio poroso. Normalmente a água é forçada a passar entre partículas de areia de 0,8 a 1,5 mm. Partículas de areia de 1.5 mm equivalem a 100 a 130 mesh, de 1.20mm (130 a 140mesh), de 0.78mm (140 a 180mesh), de 0.70mm (150 a 200 mesh) e 0.47mm (200 a 250 mesh). As partículas são em geral arestadas para reter com mais eficiência filamentos orgânicos. As partículas não possuem exatamente o mesmo diâmetro. Por isso são preparadas de modo que tenham coeficiente de uniformidade 1.2 a 1.5 (o diâmetro do orifício que deixa passar 60% das partículas é 50% maior que o diâmetro que deixa passar 10%).
Fertirrigação Para fazer a aplicação do fertilizante junto a água de irrigação é necessário que o sistema possua um injetor para incorporar os produtos na água. Este injetor é considerado um dos principais componentes do sistema de irrigação localizada. Os injetores podem ser classificados em três grupos:
- Os que utilizam pressão positiva (por exemplo, bomba injetora);
- Os que utilizam diferença de pressão (por exemplo, tanque de derivação);
- Os que utilizam pressão efetiva negativa como, por exemplo, injetor tipo Venturi; e injeção por meio da tubulação de sucção da própria bomba do sistema de irrigação (este método não é recomendável pois pode poluir as fontes de água).
- Bomba injetora É um equipamento que retira o fertilizante a ser aplicado de um reservatório e o injeta diretamente no sistema de irrigação. Os equipamentos que promovem a injeção do fertilizante podem ser do tipo pistão, do tipo diafragma ou mesmo uma bomba centrífuga. Usa-se a bomba de pistão quando o sistema a trabalhar é de alta capacidade e alta pressão. As bombas injetoras do tipo centrífugas são as mais utilizadas atualmente e são comercializadas acopladas a motores elétricos. A potência dos motores é de aproximadamente 1 CV e o material da bomba em contato com o adubo é, em geral, de inox ou plástico.
Agitador
Motobomba
Dreno de fundo
Pré-mistura
- Tanque de derivação de fluxo Este sistema é muito raro e já não é utilizado mais. É um cilindro hermeticamente fechado. O fertilizante é colocado dentro deste cilindro formando a solução nutritiva
junto com a água que se destina às plantas. Parte da água da irrigação é derivada, passando pelos tanques, arrastando consigo a solução que lá se encontra. Esta água passa por diferença de pressão transportando, desta forma, os nutrientes até os emissores. O tanque é um equipamento relativamente barato, porém tem a desvantagem de aplicar o fertilizante de forma não uniforme em relação ao tempo de aplicação. No princípio da aplicação a concentração é alta, e em seguida seu valor diminui exponencialmente com o tempo. Neste caso é mais recomendável o seu uso quando as aplicações forem mais demoradas ou menos freqüentes.
- Venturi Este é um injetor que se baseia no princípio hidráulico de Venturi. Este equipamento é muito utilizado e consiste de um estrangulamento de uma tubulação, causando um grande aumento da velocidade. Como a energia total da água é a mesma, o aumento considerável da velocidade causa uma redução na pressão a ponto de promover uma sucção resultante da mudança de velocidade do fluxo. Com isso, a solução contida num reservatório aberto é aspirada e incorporada na água de irrigação. Agitador
Dreno de fundo
Pré-mistura
Venturi
*Bombas dosadoras Estas bombas exigem manutenção e peças quase sempre importadas, por isso é preciso cautela no emprego deste tipo de equipamento.
FERTILIZANTES
Os principais fertilizantes empregados na fertirrigação são listados a seguir, com sua respectiva solubilidade em água.
FERTILIZANTE SOLUBILIDADE (g/l) Amônia (82% N) 900 Nitrato de amônia (34% N) 1870 Sulfato de amônio (21% N e 24% S) 710 Nitrato de cálcio (15,5% N) 1340 Monofosfato de amônia (11% N, 22% P) 430 Cloreto de potássio (60% K2O) 280 Nitrato de potássio (13% N 46% K2O) 130 Sulfato de potássio (53% K2O) 80 Nitrato de sódio (16% N) 730 Uréia (46% N) 1080 Sulfato de cobre (25% Cu) 320 Sulfato de zinco (36,4% Zn) 700 Difosfato de amônia (18% N 22% P) 250 Quelatos (Fe, Cu, Mn, e Zn) EDTA, DTPA Alta Ácido fosfórico(52% P2O5) Alta Sulfato de magnésio (MgSO4.7H20) 850 Gesso (sulfato de cálcio) 2, Bórax (11,3% B) 25
COMPATIBILIDADE DOS FERTILIZANTES
Os fertilizantes empregados na fertirrigação não podem ser misturados aleatoriamente. É preciso verificar a compatibilidade entre eles para evitar complexação de íons, formação de outros compostos e precipitados químicos. A tabela a seguir pode ser utilizada para evitar possíveis problemas:
Uréia
Nitrato de amôniaSulfato de amôniaNitrato de cálcioNitrato de potássioCloreto de potássioSulfato de potássioFosfato de amônia
Sulfato de Fe, Zn, Cu, Mn Quelatos de Fe, Zn, Cu, Mn
Sulfato de magnésio
Ácido fosfóricoÁcido sulfúrico
Ácido nítrico
Uréia Nitrato de amônia Sulfato de amônia Nitrato de cálcio Nitrato de potássio Cloreto de potássio Sulfato de potássio Fosfato de amônia Sulfato de Fe, Zn, Cu, Mn Quelatos de Fe, Zn, Cu, Mn Sulfato de magnésio Ácido fosfórico Ácido sulfúrico Ácido nítrico
Totalmente compatível Fonte: Van der Gulik, T.W. 1999 Solubilidade reduzida Incompatível
Por exemplo, um gotejador de 3.4 l/h em latossolo vermelho escuro de cerrado (consideramos textura média)
DB = 0.7 + 0.11*3.
DB = 1.07 metros
Espaçamento entre gotejadores Em geral pode-se empregar espaçamento entre gotejadores equivalente a 90% do diâmetro do bulbo úmido.
A tabela a seguir serve como base para escolha do gotejador
Tipo de solo Espaçamento entre got (cm) Vazão do gotejador (l/h) Arenoso Médio Argiloso
1,6 a 1, 2,2 a 2, 3,4 a 4,
Nos latosolos vermelho escuro emprega-se em geral gotejadores de 2,2 l/h espaçados de 75cm.
PROCEDIMENTOS PARA CÁLCULO DA VAZÃO
a) Definir tubogotejador (vazão e espaçamento entre gotejadores)
Exemplo: vazão do gotejador (qg) = 2,2 l/h
Espaçamento entre gotejadores (Eg) = 0,75m
a) Definir espaçamento entre laterais e entre plantas
Exemplo: El = 3,7 metros entre laterais
Ep = 0,50 m entre plantas na linha
b) Calcular vazão por metro linear (ql)
ql = qg/Eg
ql = 2,2 / 0,75 = 2,94 l/h/m
c) Definir a lâmina aplicada por hora (Lh)
Lh = qg / (El * Eg) Lh = 2,2 / (3,7 * 0,75) = 0,793 mm/h
d) Definir a lâmina bruta diária (Lb)
Exemplo = 3 mm/dia
e) Calcular o tempo de irrigação por setor (Ti)
Ti = Lb/Lh Ti = 3,0 / 0, Ti = 3,78 horas
f) Definir a jornada diária e o número de setores (NS)
Exemplo = 21 horas por dia (evitando 3 horas do horário de ponta)
NS = Jornada / Ti NS = 21 / 3,78 NS = 5,55 setores NS = 5 setores (arredondar para baixo)
g) Corrigir a jornada diária
Jd = NS * Ti = 5 * 3,78 = 18,9 horas
h) Definir a área a ser irrigada e calcular o tamanho do setor
Exemplo A = 80 há
As = A / NS = 80 / 5 As = 16 há
i) Calcular o comprimento de tubogotejador por setor
CT = (As * 10000 m2/ha) / El CT = (16 * 10000 ) / 3, CT = 43244 metros
j) Calcular a vazão do gotejamento
Q = CT * ql Q = 43244 * 2. Q = 127137 l/h Q = 127 m3/h
k) Calcular volume aplicado diariamente em cada planta
Qpl = ql * Ep * Ti Qpl = 2,94 * 0,5 * 3, Qpl = 5,55 l/planta/dia
