DESENVOLVIMENTO DE UMA MÁQUINA
AUTOMÁTICA PARA CORTE DE MICROTUBOS
PARA IRRIGAÇÃO
Ângelo José Soares de Vasconcelos1, Ceres Duarte Guedes Cabral de Almeida2, Luciano Soares da Silva3, Edval
José Pinheiro Santos4

Introdução
Para o desenvolvimento de uma agricultura
sustentável no Brasil é imprescindível realizar
investimentos nos setores que possam produzir
tecnologias inovadoras e de baixo custo. A irrigação é
um dos tratos culturais indispensáveis ao aumento da
produtividade e proporciona melhoria da qualidade dos
frutos. O método de irrigação localizada se adapta bem
à diversas culturas, entre elas, hortaliças e frutíferas.
Emissores do tipo microtubo, de tamanho variado,
possui baixo custo de confecção/instalação, assim
quando bem dimensionados, podem ser utilizados em
sistemas localizados, obtendo-se razoáveis níveis de
uniformidade de distribuição de água.
Essa técnica proporciona ao produtor uma
capacidade competitiva no comércio agrícola.
Atualmente, os sistemas de irrigação com microtubos
são instalados e montados com os microtubos cortados
manualmente com auxílio de um estilete e uma fita
métrica. Estes recursos possibilitam a incidência de
erros, tanto instrumental como operacional. Daí a
necessidade de se desenvolver uma máquina de corte
para microtubos, com base em um equipamento já
existente para corte de cabos e fios.
As máquinas disponíveis no mercado têm um
circuito eletrônico que recebe apenas um comando por
vez, em termos de comprimento a cortar, o que não
atende as necessidades da irrigação, já que tem-se um
tamanho de microtubo diferente para cada planta numa
mesma linha lateral. Portanto, o ideal seria que a
máquina cortasse sequencialmente todos os microtubos
de cada linha lateral.
Este projeto objetiva adaptar e avaliar uma máquina
de corte já existente no mercado para corte e
identificação de microtubos utilizados em sistema de
irrigação localizada (gotejamento e microaspersão).
Este equipamento reduzirá tempo e custo na confecção
e instalação dos emissores em campo, o que
proporcionará maior uso destes sistemas. O diferencial
1
desta máquina será em atender ao comando do
software, que enviará diversos tamanhos de microtubos
de cada linha lateral. Além disso, a máquina indicará a
localização de instalação do emissor, através de uma
identificação inserida no microtubo. Os diferentes
comprimentos de microtubos, para cada planta,
dependerá da sua localização no campo, em termos de
topografia e pressão no ponto de inserção do emissor.
Material e métodos
Na adaptação da máquina de corte será utilizado um
sistema microcontrolado para sua automação. O
sistema constará de um hardware programável
subdividido em três partes: o cartão processador, o
cartão comunicação serial RS232 e cartão interface de
potência, o qual é constituído pelo circuito interface de
processamento de dados e dos circuitos drives de
acionamento dos dois motores de passos
O sistema apresentará interface com o usuário
através de um teclado e um mostrador de cristal
líquido. A taxa de aquisição será de 1000 amostras s-1 e
o armazenamento dos dados será feito em memória
Flash de 2 Mbits. Este sistema também possibilitará
comunicação digital serial RS232 com um
microcomputador tipo PC para análise e programação
dos dados processados.
A programação dos cortes dos microtubos serão
feitas pelo teclado e mostradas em display gráfico,
mediante programação por software com especificação
de 1 a 60 cm na precisão de corte, no qual irá interferir
de forma direta no acionamento dos motores de passos
que darão o deslocamento preciso, correspondente aos
dados programáveis para o corte.
No software está prevista a programação dos
comprimentos dos microtubos por planta e linhas de
irrigação referente a cada projeto de irrigação, onde as
medidas poderão ser impressas em relatório que deverá
Graduando em Engenharia Agrícola e Ambiental, Departamento de Tecnologia Rural, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Av. Dom
Manuel de Medeiros, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900 . E-mail: [email protected]
2
Professora do Colégio Agrícola Dom Agostinho Ikas – CODAI, Universidade Federal Rural de Pernambuco, AV: Francisco Correia, 643, São
Lourenço da Mata, PE, CEP 64735-000. E-mail: [email protected]
3
Engenheiro Agrícola e Ambiental. E-mail: [email protected]
4
Professor Adjunto do Departamento de Eletrônica e Sistemas, Universidade Federal de Pernambuco, Rua Acad. Hélio Ramos s/n (Sala 408) Cid.
Universitária - Recife, PE - Caixa-Postal: 7800, CEP 50670-000
Apoio financeiro: UFRPE/PRPPG/REUNI
________________
ter a especificação do projeto com a localização de
cada emissor no campo.
O módulo interface será responsável pela interação
do processamento dos dados programados e
acionamento dos motores de passo, através dos
circuitos drives, para a execução dos cortes precisos
dos microtubos, bem como a identificação do projeto
de irrigação, linha, planta e medida de comprimento
com seis caracteres (Ex. P1L1P112 ), projeto 1, linha
1, planta 1 e 12cm.
O sistema de funcionamento da máquina automática
para corte de microtubos para irrigação está
representado em forma de fluxograma na Figura 1. Já
na Figura 2 é mostrado o diagrama em blocos, do
hardware do sistema microcontrolado da referida
máquina.
A avaliação da eficiência da máquina será realizada
através de um experimento instalado no Colégio
Agrícola Dom Agostinho Ikas (CODAI)/Campus
Senador José Ermírio de Morais da Universidade
Federal Rural de Pernambuco. Duas linhas laterais de
irrigação serão instaladas sendo uma em nível e outra
em declive. Será realizado o levantamento topográfico
da área, antes da montagem do experimento de campo,
para conhecimento das cotas exatas em cada ponto
onde será implantado a cultura.
Dimensionamento do sistema de irrigação (linhas
laterais e emissores)
Programas computacionais foram desenvolvidos
para calcular o comprimento dos microtubos usados
como gotejador (SOUZA, [1]) ou como emissor do
microaspersor (ALMEIDA, [2]). De posse destes
programas é possível listar os tamanhos dos microtubos
de cada linha lateral de irrigação.
Para gotejamento o comprimento do microtubo será
definido com base na equação 01, proposta por Souza
[1]. A vazão do emissor adotado neste experimento
será de 2 L/h.
H
64  4  L Q 
16  Q2 
16  K Q 2 


 


 2 g  d 4   2 2 g  d 4   2 2 g  d 4 
(01)
Onde: ν = viscosidade cinemática da água, m2 s-1;
L = comprimento do microtubo, m; Q = vazão, m3 s-1; d
= diâmetro, m.
No dimensionamento do sistema de microaspersão
com microtubos serão utilizadas as equações 02 e 03
definidas por Almeida et al. [3] para microtubos com
diâmetro interno de 1,0 e 1,5 mm, respectivamente.
L=0,1005 H – 9,5853
(02)
L=0,1202 H – 9,8863
(03)
Sendo: L: comprimento do microtubo, cm e H: pressão
no ponto de inserção do emissor, kPa
Agradecimentos
A Universidade Federal Rural de Pernambuco, pela
oportunidade e financiamento através do edital
Universal Rural 2009 essencial para a execução do
projeto.
Referências
[1] SOUZA, R.R.M. Modelagem, desenvolvimento de software
para dimensionamento, e avaliação de sistemas de irrigação por
gotejamento com microtubos. Piracicaba, 2005, 100p, Tese de
Doutorado. ESALQ/USP.
[2] ALMEIDA, C.D.G.C.; BOTREL, T.A; SMITH, R.S.
Characterization of the microtube emitters used in a novel
micro-sprinkler. Irrigation Science, v. 27, p. 209–214, 2009.
[3] ALMEIDA, C.D.G.C. Microaspersor com microtubos: um
novo conceito hidráulico na irrigação localizada. Piracicaba,
2008, 97p, Tese de Doutorado. ESALQ/USP.
Inicio
Requerimentos
de
sistema
Especificações
de
sistema
Particionamento
de hardware e
software
Projeto de
hardware
Projeto de
software
Modularização
de hardware
Macros
Procedures
Rotinas
Integração
de
hardware
Integração
de software
Integração
do
sistema
Verificação
Fim
Figura 1. Fluxograma para o desenvolvimento do sistema da máquina automática para corte de microtubos para
irrigação
Cartão Processador
Figura 2. Diagrama em blocos do Hardware.