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_______________________________________________________________
Fatec Shunji Nishimura - Pompéia
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE POMPÉIA
CURSO TECNOLOGIA EM MECANIZAÇÃO EM AGRICULTURA DE PRECISÃO
EDUARDO DA CUNHA DE OLIVEIRA
RAFAEL BUIST
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DOS TRÊS SISTEMAS DE
IRRIGAÇÃO NAS CULTURAS DO CAPIM VAQUERO,
MANGA E LIMÃO.
Pompéia – SP
2014
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_______________________________________________________________
Fatec Shunji Nishimura - Pompéia
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE POMPÉIA
CURSO TECNOLOGIA EM MECANIZAÇÃO EM AGRICULTURA DE PRECISÃO
EDUARDO DA CUNHA DE OLIVEIRA
RAFAEL BUIST
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DOS TRÊS SISTEMAS DE
IRRIGAÇÃO NAS CULTURAS DO CAPIM VAQUERO,
MANGA E LIMÃO.
Trabalho de Graduação apresentado à Faculdade de
Tecnologia “Shunji Nishimura” – FATEC Pompéia,
como requisito parcial para conclusão do Curso de
Tecnologia em Mecanização em Agricultura de
Precisão. Linha de pesquisa: Monografia – Trabalho
experimental.
Orientador: José Antonio Brandão Bonadio –
Graduação. Atualmente é professor e coordenador
regional da Jacto.
Coorientadora: Susi Meire Maximino Leite Doutorado em Ciências Biológicas.
Pompéia – SP
2014
3
S---t
BUIST, Rafael. OLIVEIRA, Eduardo da Cunha de,
Avaliação da Eficiência dos três de Irrigação nas Culturas
do Capim Vaquero, Manga e Limão.
BUIST, Rafael. OLIVEIRA, Eduardo da Cunha de,
Pompéia, 2014.
Monografia (Trabalho de Graduação em Tecnologia em
Mecanização em Agricultura de Precisão) – Faculdade de
Tecnologia “Shunji Nishumra”, 2014.
Orientador: José Antonio Brandão Bonadio
1. Irrigação. 2. Pivô Central. I. Orientador: Professor José
Antonio Brandão Bonadio. II. Título.
CDD ---
4
Trabalho de Graduação de autoria de Eduardo da Cunha de Oliveira e Rafael Buist,
Intitulada “AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DOS TRÊS IRRIGAÇÃO NAS CULTURAS DO
CAPIM VAQUERO, MANGA E LIMÃO.” Apresentada como requisito parcial para a
obtenção do grau de Tecnólogo em Mecanização em Agricultura de Precisão da
Faculdade de Tecnologia “Shunji Nishimura” Pompéia em (data de aprovação
(dia/mês/ano)), defendida, e aprovada pela banca examinadora abaixo assinada:
_____________________________________________
Professor José Antonio Brandão Bonadio (Orientador)
______________________________________________
Professora Dra. Susi Meire Maximino Leite
______________________________________________
Professora Dra. Vânia Regina Alves de Souza
_____________________________________________
Professora Dra. Marisa Silveira Almeida Renaud Faulin
Presidente da Comissão de Pesquisa
Pompéia
Novembro/2014
5
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todas as pessoas e instituições que contribuíram de maneira
significativa para a elaboração deste trabalho, em especial:
À FATEC/CAMPUS POMPÉIA, por ter me possibilitado desenvolver este estudo
que contribuiu significativamente para meu crescimento pessoal, conhecimento e
possibilidades profissionais.
Ao Departamento de Agricultura de Precisão, FATEC/CAMPUS POMPÉIA, em
especial o Prof. José Antonio Brandão Bonadio que contribuiu para a realização deste
trabalho.
À Empresa Fazenda Esperança pela oportunidade oferecida e apoio para a
realização deste projeto de pesquisa.
Ao produtor Sandro Buist pela disponibilidade de tempo e materiais para que
este trabalho pudesse ser realizado.
Ao produtor Claudio Dykstra pelo apoio prestado.
Ao Engenheiro Agrônomo Tiago Struiving pelo auxílio nos experimentos e
realização dos trabalhos.
À Empresa Brasmáquinas Janaúba, pelo fornecimento de materiais e ajuda no
experimento.
Aos professores do Curso de Mecanização em Agricultura de Precisão, da
FATEC – Campus Pompéia, José Vitor Salvi, Wilson Chagas Golveia, Marçal Luiz
Bissoli, Élvio Brasil Pinotti, Susi Meire Maximino Leite, Luis Eduardo Rissato Zamariolli
e Gustavo Di Chiacchio Faulin pelos valiosos ensinamentos.
Aos colegas de curso Raniel Favaretto, Luis Felipe Smythe, Mauricio Gawski,
Jonas Spadoto e Cesar Bonatto pela amizade, apoio e demonstração de
companheirismo.
Aos meus pais e avós pela confiança e apoio durante o tempo de estudo.
A todos que, direta e indiretamente, contribuíram para a realização desta
pesquisa.
6
RESUMO
O trabalho foi realizado na região norte do estado de Minas Gerais, onde a precipitação
anual não é bem distribuída, tornando-se necessário a irrigação para que haja a
possibilidade do cultivo de culturas comerciais.
Para a elaboração deste trabalho, foram realizados experimentos para análise da
eficiência de três sistemas de irrigação, sendo eles:
- pivô central na cultura do capim vaquero;
- aspersor convencional na cultura do capim vaquero;
- micro aspersor nas culturas do limão e da manga.
O método utilizado nas avaliações foi o de CUC ( Coeficiente de Uniformidade de
Christiansen) e a coleta de dados foi feita com o auxílio de copos coletores e manômetro
na micro aspersão. Foi verificado que o sistema de aspersão convencional teve os
resultados menos satisfatórios, e também foi comprovado que o turno de irrigação afeta
a qualidade da mesma.
Palavras-chave: CUC. Micro aspersão. Aspersão. Pivô central.
7
ABSTRACT
The work has been carried out in the north region of Minas Gerais, where annual
precipitation is unevenly distributed throughout the year; thus the irrigation becomes
necessary so there is the possibility of cultivation of any crop.
For the elaboration of this work, experiments for analysis of three efficiency irrigation
systems were performed, being central pivot and conventional sprinkler on cynodon
dactylon culture and micro sprinkler in lemon and mango crops. The method used in the
evaluations was to CUC (Christiansen Uniformity Coefficient) and the data collection
was done with the help of collectors cups and manometer in micro sprinkler. It was found
that the sprinkler system had the least satisfactory results, and has also been proven
that the irrigation turn affects the quality of it.
Keywords: CUC. Micro sprinkler. Sprinkling. Central pivot.
8
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO......................................................................................................... 02
2 MÉTODOS............................................................................................................... 05
3 EFICIÊNCIA DOS SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO..................................................... 04
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................09
5 CONCLUSÃO.......................................................................................................... 15
6 REFERÊNCIAS........................................................................................................ 16
2
1 INTRODUÇÃO
Em um cenário que não apresenta chuvas frequentes e com temperaturas
altas, para a viabilização do cultivo de qualquer cultura torna-se necessária a
utilização de irrigação que apresenta a mesma função da chuva, mas que pode
ser manuseada com a frequência que o produtor achar necessário,
diferentemente da ação das chuvas.
O que aparentemente parece ser um processo simples, de fato não, é pois
o que se percebe na realidade, é que tratam esse processo levianamente sem
conhecimentos sobre o potencial hídrico de cada cultura, as características do
solo, o clima da região propriamente dito, e muitos outros fatores. Como
consequência disso, muitas vezes a irrigação em excesso ou a falta dela, traz
graves consequências não apenas ao cultivo mas também ao solo, em alguns
casos excessivos de irrigação, pode se até causar a desertificação do solo.
Aproximadamente 5,5% da área cultivada no Brasil é irrigada, e 35% da
produção nacional vem de áreas irrigadas, segundo Christofidis (2004).
Para Keller e Bliesner (1990), dentro do conceito de irrigação existem dois
aspectos básicos, sendo eles, a uniformidade de aplicação do sistema irrigado e
também as eventuais perdas que poderão ocorrer no sistema como um todo,
logo, para uma boa eficiência do sistema a uniformidade devem ser alta e as
perdas menores possíveis.
A Irrigação é responsável pelo consumo de 72% da água no Brasil e a
área irrigável é de aproximadamente 29,6 milhões de hectares e na indústria
nacional consome aproximadamente 22% da água, quase o triplo dos 6% de
uso exclusivamente humano (ONU, 2013).
Na irrigação por pivô central no Brasil a região Sudeste apresenta
395587 hectares plantados, 736589 hectares na aspersão convencional e
192814 no micro aspersão, havendo nesses três sistemas predominância da
região Sudeste em área plantada em relação as outras regiões do país.
Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo comparar
diferentes sistemas de irrigação utilizados normalmente no norte de Minas
Gerais, onde esta prática se mostra necessária, pois segundo os dados do
CLIMATE-DATA.ORG, 2014 as maiores distribuições de chuvas se encontram
3
nos meses de Novembro, Dezembro e Janeiro, e de Maio a Setembro
praticamente não havendo nenhuma precipitação.
4
3 MÉTODOS
Na irrigação por pivô central a fórmula teórica utilizada no levantamento
de dados foi a de Christiansen (CUC) desenvolvia por CHRISTIANSEN(1942) e
modificada por HEERMANN E HEIN(1968) :
𝐶𝑈𝐶 = {1 −
∑𝑛
𝑖=𝑙
∑𝑛
𝐿𝑖𝑆𝑖
|𝐿𝑖− 𝑖=𝑙
|
∑𝑆𝑖
∑𝑛
𝑖=𝑙 𝐿𝑖𝑆𝑖
}.100
Onde:
CUC= Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (%)
Li= lamina coletada no i-ésimo coletor (mm)
Si= distância do centro do pivô ao ponto i (mm)
n= número total de pontos coletados
Na prática, foram distribuídos copos coletores expressos na Figura 1 com
hastes para o suporte no raio do pivô espaçado a 5 metros cada, e o primeiro
espaçado a 10 metros de distância da base do pivô, em seguida foi feita a coleta
dos 71 copos coletores distribuídos na área de 40 ha e medidos um a um em
uma proveta.
Na coleta, o pivô foi programado em uma velocidade de 100%, levando
um período de aproximadamente 8 horas para dar uma volta completa na área.
5
Figura 1 – Copo Coletor
Fonte: autoria própria
Na aspersão convencional também foram utilizados os copos coletores, mas
sua distribuição foi feita dentro do quadrante conforme a Figura 2, onde nos
vértices do quadrante estavam localizados os 4 aspersores, a área dentro do
quadrante foi de 120 m2, um espaçamento de 10m por 12m, e os copos foram
distribuídos a 2 metros de distância e os copos das pontas foram espaçados a
1,5 m . A fórmula aplicada para fazer o levantamento de dados foi também de
CHRISTIANSEN(1942):
𝐶𝑈𝐶 = {1 −
∑𝑛
𝑖=𝑙 |𝐿𝑖−𝐿𝑚|
𝑁𝐿𝑚
}.100
Onde:
CUC= Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (%)
Li= lamina coletada no i-ésimo coletor (mm)
Lm= Lamina Média (mm)
N= Número de coletores
6
Figura 2 - Disposição copos coletores
No sistema de micro aspersão, através da metodologia de KELLER E
KARMENI(1975), adaptada por MANTOVANI(2009) com a utilização de um
balde e de um copo calibrador a vazão do mesmo foi coleta no tempo de um
minuto, foram feitas três coletas por bico e tirada uma média dessas três coletas,
a linha analisada foi dividida em quatro partes e em cada parte as vazões de
oito micros foram coletadas demonstrado na Figura 3, o resultado de micro
aspersão foi satisfatório, mas não se deve comparar diretamente ao resultado
do pivô pois as características desse sistema são diferentes, as culturas irrigadas
na micro aspersão precisam de mais água pois suas raízes são maiores, em
relação a do capim, a distribuição não necessariamente terá que ser homogênea
em toda área devido também ao espaçamento das culturas, mas sim na área de
interesse que é onde estão as raízes da planta. A grande vantagem desse
sistema é seu baixo custo de instalação. A fórmula aplicada foi:
𝐶𝑈𝐶 = {1 −
∑𝑛
𝑖=𝑙 |𝑞𝑖−𝑞𝑚|
𝑁.𝑞𝑚
}.100
Onde:
CUC= Coeficiente de uniformidade de Christiansen(%);
qi= Vazão de cada emissor (Lh-1 );
qm= Vazão média dos emissores (Lh-1 );
n= número de emissores.
7
Figura 3- Disposição Micro aspersores
8
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O resultado de distribuição do pivô foi classificado como regular, tanto nos
períodos da manhã quanto no período da noite, segundo a classificação da NBR
14244 (1998) da ABNT, com uma variação de 1,9% entre os dois períodos
(Gráfico 4). Como o pivô apresenta mais de 12 anos de uso, aconselha- se uma
revisão geral e troca de peças desgastadas.
A aspersão convencional comprovou eficiência bem inferior a do pivô
central, o sistema relativamente novo foi instalado em 18 hectares, onde seria
inviável a instalação de um pivô, demostrando uma variação de 10,78% entre os
períodos diurno e noturno(Gráfico 4), comprovando diferença significativa entre
os períodos diurno e noturno oque provavelmente é influência do vento, nos
trabalhos de Mantovani e Berengena (1992), é possível comprovar que os
resultados de CUC% sofrem influencias de vento e também a pressão de
serviço. Com os resultados obtidos, observou-se má distribuição do mesmo
durante o dia e deve-se reavaliar a implantação do aspersor, quanto ao
espaçamento, divisão de setores ou ainda o modelo utilizado, uma vez que nas
condições do teste efetuado, a uniformidade encontrada não foi satisfatória.
Gráfico 4 - CUC aspersor
CUC Pivô e Aspersor Convencional
83,60%
81,70%
65,46%
54,68%
NOITE
MANHÃ
Pivo Central
Aspersor
9
Pode-se observar a uniformidade (Gráfico 5) apresentada pelo pivô no periodo
diurno apresentando grau de variação para cima oque pode representar
provavelmente um desgaste de bico aplicando lâmina superior em relação a
estimada, e também algumas variações para baixo que podem sinalizar um bico
entupido por exemplo, mas essas variações tambem podem ser causa de um
desgaste no sistema a e pressao inadequada uma vez que o sistema de pivo
central já apresenta muitos anos de uso.
Gráfico 5 - Variação uniformidade dia pivô
No Gráfico 6, demostra tambem a variação na aplicação, apresentando
variações semelhantes as do gráfico 5, oque comprova a ineficiência do sistema
nas regioes onde a variação se destaca da média, principlamente na regiao
localizada próxima aos 200 metros de distancia em relação ao centro do pivo.
10
Grafico 6 -Variação uniformidade noite pivô
A uniformidade do aspersor (Gráfico 7) durante o dia, sendo de modo geral
muito disperso, apresentando altos picos e também valores bem abaixo da
média, oque comprova que a distribuicao não está sendo uniforme, e que a
sobreposição entre os aspersores não cobre a área de maneira eficiente.
Gráfico 7 – Variação uniformidade dia aspersor
11
No período da noite, a distribuição do aspersor apresentou melhora (Gráfico 8
), uma vez que as condições climáticas influenciam na irrigação, mas ainda
apresenta desuniformidade elevada, e alguns pontos se assemelham aos da
distribuição diurna, oque leva a uma deficiência do sistema em irrigar com
uniformidade.
Gráfico 8 – Variação uniformidade noite
Na micro aspersão apresentou desvios, mas em geral os resultados da vazão
coletada ( Gráfico 9), se apresentaram uniformes, e com boa distribuição, mas
no final da linha onde foram medidos os ultimos microaspersores, pode-se
notar no gráfico que a vazão coletada cai drásticamente, oque pode ser
consequencia do filtro sujo ou ainda a pressão da bomba.
Gráfico 9 – Uniformidade vazão no micro aspersor
12
O resultado da uniformidade foi considerada regular tanto de dia quanto a
noite(Tabela1) apresentando CUC de 81,7% e 83,6% sucessivamente.
Tabela 1 – Classificação CUC do Pivô
CLASSE
Muito boa
Boa
Regular
Ruim
CUC(%)
>90
85-89
80-84
<80
Fonte: NBR 14244(1998) da ABNT
Pode-se verificar que no período da noite a aspersão foi classificada como
média(Tabela2) tendo um CUC de 65,46%, já no período diurno foi classificado
como baixo(Tabela2) representando uma má distribuição de uniformidade com
CUC calculado em 54,68%.
Tabela 2 – Classificação CUC do Aspersor
CLASSE
Alta
Média
Baixa
CUC(%)
75 - 95
55-75
< 55
Fonte: MANTOVANI et al., (2009)
Na micro aspersão os resultados da coleta de vazão foram de um CUC de
88,41%, é classificado como bom(Tabela3).
Tabela 3 – Classificação CUC do Micro Aspersor
CLASSE
Excelente
Bom
Razoável
Ruim
Inaceitável
Fonte: MANTOVANI, (2001)
CUC(%)
> 90
80 - 90
70 - 80
60 - 70
< 60
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7 CONCLUSÃO
Tendo em vista os resultados obtidos pelo método de CUC, pode-se verificar que
o período de irrigação altera a qualidade de irrigação, podendo ser causado
principalmente pelo vento ou ainda pressão de serviço conforme o trabalho de
Mantovani e Berengena (1992), com variância mais significativa no sistema de
aspersão convencional.
O sistema de pivô central de modo geral apresentou uniformidade satisfatória
com variações significativas nas lâminas coletadas a distância
de 200 metros do pivô.
Na micro aspersão a uniformidade foi boa, apesar dos dois últimos micro
aspersores da linha apresentarem queda drástica de vazão.
No aspersor convencional foi comprovado a baixa eficiência do mesmo,
principalmente nas irrigações feitas durante o dia, não tendo de modo geral boa
distribuição.
14
REFERÊNCIAS
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Karmelie de Deniculli em citrus irrigados por gotejamento. Fortaleza, 2012.
BERNARDO, SALASSIER; SOARES, ANTONIO ALVES; MANTOVANI,
Everaldo CHARTUNI. Manual da irrigação 8a edição. Viçosa, MG. 2008.
COSTA, MAURICEBARCELLOS da. Avaliação da irrigação por pivô central
na cultura do café e na cultura do mamoeiro. Piracicaba, SP. 2006.
RODRIGUES, R. ROGERIO. Eficiência e uniformidade de um sistema de
irrigação por gotejamento na cultura do cafeeiro. Espírito Santo, 2013.
SILVA, EUZEBIO MEDRADO da. Modelo matemático para avaliação de
desempenho de sistemas de irrigação. EUZEBIO MEDRADO da SILVA,
JUSCELINO ANTONIO de AZEVEDO, JORGE ENOCH FURQUM WERNECK
LIMA. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2002.
TEZTEZLAF, ROBERTO. Irrigação: Técnicas, usos e impactos.Campinas,
SP, 2011.
VIEIRA H.S, GUSTAVO; C.MANTOVANI, EVERALDO; A.CORDEIRO, Élio da.
Estudo comparativo de avaliação de sistemas de irrigação por
gotejamento utilizando os métodos propostos por Keller e por Denículli,
Disponível em:
<http://www.angelfire.com/nb/irrigation/publicacoes/portosegurokeller.pdf>
Acesso em: 01 nov. 2014.
ZOCOLER,J.L. Avaliação de desempenho de sistemas de irrigação. Ilha
Solteira,Disponível em:<http://www.agr.feis.unesp.br/curso5.htm> Acesso em:
15 out. 2014.
CLIMATE-DATA.ORG .Gráfico climático. Disponível em:< http://pt.climatedata.org/location/176416/> Acesso em:02 dez.2014
CARVALHO.B.GUILHERME; FRIZZONE.A.JOSÉ; PALARETTI.F.LUIS.
Sistemas de componentes de irrigação. Instituto Nacional de Ciência e
Tecnologia Engenharia da Irrigação. Disponível em:
<http://www.esalq.usp.br/inctei/arquivos/Componentes_de_sistemas_de_irrigac
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