VELOCIDADE ECONÔMICA EM ADUTORAS DE
IRRIGAÇÃO NO ESTADO DO PARÁ
R. O. R. de M. Souza1; M. A. C. M. Amaral2; P. H. M. Scaramussa3; R. A. S. Rodrigues3
RESUMO: Com o intuito de fornecer informações importantes para o dimensionamento de
sistemas de irrigação o presente trabalho teve como objetivo determinar a velocidade econômica
de escoamento em adutoras de irrigação do Estado do Pará. Para a determinação da velocidade
econômica de escoamento das adutoras de irrigação foi utilizado o método das tentativas
simplificado. Foram calculados os custos totais por 100 m de tubulação dos diâmetros
comerciais em diferentes condições de vazão. Na condição da maioria dos irrigantes do Estado
do Pará, para as adutoras de PVC com pressões até 40 m.c.a. e vazões entre 1 e 50 m3 h-1 a
velocidade econômica variou entre 0,54 e 1,18 m s-1. Em projetos com pressões até 80 m.c.a. a
velocidade econômica variou entre 0,32 e 1,63 m s-1.
PALAVRAS-CHAVE: agricultura irrigada; diâmetro econômico; custo.
ECONOMIC SPEED OF IRRIGATION WATER MAINS
IN PARÁ STATE, BRAZIL
SUMMARY: With the intention of provide important information for the design of irrigation
systems, this study aimed to determine the economic speed flow of irrigation water mains in the
State of Pará, Brazil. The economic speed flow of water mains was calculated with the
simplified methods of attempts. The total cost was calculated for 100 m of commercial pipes in
different flow conditions. In the condition of most the irrigators of the State of Pará, with PVC
water mains for pressures until 40 m.c.a. and discharges between 1 and 50 m3 h-1 the economic
speed varied from 0.54 to 1.18 m s-1. In projects with pressures until 80 m.c.a. the economic
speed varied from 0.32 to 1.63 m s-1.
KEYWORDS: irrigated agricultural; economic diameter; cost.
INTRODUÇÃO
A metodologia mais adequada para selecionar uma adutora de irrigação é a avaliação econômica,
entretanto muitos projetistas utilizam o método da velocidade de escoamento, pela simplicidade. A
1
Professor Dr., UFRA/ICA, Av. Presidente Tancredo Neves nº 2501, CEP: 66077-530, Belém, PA. Fone (91)
32105153. e-mail: [email protected].
2
Mestrando,ESALQ, USP, Piracicaba, SP
3
Estudante de Agronomia, ICA, UFRA, Belém, PA
R. O. R. de M. Souza et al.
maioria dos autores recomenda velocidades entre 1,0 e 2,5 m s-1. Segundo Bernardo et al. (2006) nas
linhas de recalque a velocidade econômica pode variar entre 0,6 e 2,5 m s-1, sendo que os valores
mais utilizados estão entre 1 e 2 m s-1. Segundo Azevedo Netto et al. (1998) em linhas de recalque
geralmente a velocidade é superior a 0,8 m s-1 e, raramente ultrapassa 2,4 m s-1.
Como a irrigação ainda está em fase de crescimento no Estado do Pará não pode-se afirmar
que estes limites de velocidade de escoamento sejam os mais adequados para a realidade local.
Dentre os estados da Região Norte o Pará possui uma posição de destaque no cenário do
Agronegócio. O que se reflete no crescimento da agricultura irrigada. Com base nos dados do
Censo Agropecuário de 2006 (IBGE, 2009) a área irrigada do Estado do Pará é de 29.333 ha.
No Censo Agropecuário de 1996 (IBGE, 1998) o Pará possuía 4.797 ha de irrigação, o que
representa um crescimento de 611% da área irrigada.
Para a realidade do Estado do Pará acredita-se que as velocidades que proporcionam os
maiores retornos econômicos estejam em outros limites, devido ao preço das tubulações e o
custo da energia na região.
Com o intuito de fornecer informações importantes para o dimensionamento de sistemas de
irrigação o presente trabalho teve como objetivo determinar a velocidade econômica de
escoamento em adutoras de irrigação no Estado do Pará.
MATERIAL E MÉTODOS
Para a determinação da velocidade econômica de escoamento das adutoras de irrigação foi
utilizado o método das tentativas simplificado. Foram calculados os custos totais por 100 m de
tubulação dos diâmetros comerciais em diferentes condições de vazão.
O custo total de cada diâmetro foi obtido com a soma dos custos energéticos e fixos
(Equação 1). Optou-se por expressar o custo total para cada 100 m de tubulação para facilitar a
visualização dos valores.
(eq. 1)
CTA – custo total anual para 100 m de tubulação (R$); PT – preço de 100 m de tubulação
(R$); FRC – fator de recuperação de capital (decimal); Q – vazão (m3 s-1); Hf – perda de carga
de 100 m de tubulação (m.c.a.);  - rendimento da bomba (decimal); NH – horas de
funcionamento por ano (horas); CE – custo da energia (R$ kWh-1).
Para o cálculo do Fator de Recuperação de Capital foi considerada uma vida útil de 20 anos e
uma taxa de jutos anual de 8,5%. O valor da taxa de juros foi obtido no site do Banco da
Amazônia (http://www.bancoamazonia.com.br/bancoamazonia2/fno_rural.asp).
No Estado do Pará 94% das propriedades que desenvolvem agricultura irrigada possuem até
50 ha (IBGE 2009). Por esta razão utilizou-se vazões entre 1 e 50 m3 h-1, com intervalos de 1 m3
h-1. Para cada vazão foi determinado o custo total de cada diâmetro comercial. O diâmetro com
menor custo total foi utilizado para a determinação da velocidade econômica.
Os cálculos foram realizados considerando dois cenários de projetos: adutora com pressão
nominal até 40 m.c.a. e adutora com pressão até 80 m.c.a.
A tarifa de energia utilizada foi a convencional B2 Rural (R$ 0,23159 kWh-1), que é a tarifa
paga pela maioria dos irrigantes. Devido ao baixo nível tecnológico da irrigação no Estado a
R. O. R. de M. Souza et al.
tarifa horossazonnal-verde ainda é pouco utilizada. A tarifa foi obtida no site da CELPA
(http://www.redenergia.com/concessionarias/celpa/residenciais.aspx).
Para os cálculos energéticos também foi considerado um tempo de funcionamento anual de
1200 h (tempo adequado às condições climáticas do tipo Awi e Ami) e um rendimento do
conjunto motobomba de 63%. Segundo Perroni et al. (2011) o rendimento das bombas variam
entre 40 e 75%. A perda de carga foi determinada com a equação de Hazen-Williams.
Os preços das tubulações utilizados no trabalho foi a média dos valores obtidos em
estabelecimentos comerciais dos municípios de Castanhal, Paragominas, Santa Isabel e
Benevides. O preço do PVC variou entre R$ 8,00 kg-1 e R$ 15,00 kg -1.
As tubulações utilizadas nas simulações foram as de PVC de irrigação linha fixa soldável
e agropecuário.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Figura 1 pode-se observar os diâmetros comerciais mais econômicos para as vazões entre
1 e 50 m3 h-1 nos projetos com pressões até 40 m.c.a. O custo total para 100 m de tubulação
variou entre R$ 15,10 e R$ 189,08. Para a vazão de 1 m3 h-1 foi selecionado do tubo
agropecuário de 25 mm. Os demais tubos foram linha soldável PN 40.
Figura 1. Diâmetros econômicos para projetos com pressões até 40 m.c.a e 80 m.c.a.
As velocidades econômicas no cenário com pressões até 40 m.c.a. podem ser vistas na
Figura 2. As velocidades variaram entre 0,54 e 1,18 m s-1. Dentre as tubulações e vazões
estudadas 72% apresentaram velocidade econômica até 1 m s-1 (Figura 3).
Na Figura 1 também pode-se observar os diâmetros comerciais mais econômicos para as
vazões entre 1 e 50 m3 h-1 nos projetos com pressões até 80 m.c.a. O custo total para 100 m de
tubulação variou entre R$ 19,45 e R$ 295,44. Para a vazão de 1 m3 h-1 foi selecionado do tubo
agropecuário de 25 mm PN 80. Os demais tubos foram linha soldável PN 80.
As velocidades econômicas no cenário com pressões até 80 m.c.a. podem ser vistas na
Figura 2. As velocidades variaram entre 0,32 e 1,63 m s-1. Dentre as tubulações e vazões
estudadas 50% apresentaram velocidade econômica até 1 m s-1 (Figura 3).
Carvalho & Reis (2000) realizaram a determinação do custo de bombeamento para o
município de Lavras/MG e as velocidades econômicas ficaram entre 0,7 e 2,16 m s -1. No
trabalho de Perroni et al. (2011) as velocidades econômicas ficaram entre 0,62 e 1,97 m s-1.
R. O. R. de M. Souza et al.
Figura 2. Velocidades econômicas para projetos com pressões até 40 m.c.a. e 80 m.c.a.
Bernardo et al. (2006) cita que a maioria dos projetos utilizam velocidades até 2 m s -1 e
Azevedo Neto et al. (1998) até 2,5 m s-1, entretanto, em nenhum dos cenários estudados neste
trabalho a velocidade econômica foi superior a 1,63 m s-1.
A maioria dos irrigantes do Estado do Pará trabalham com baixas vazões e pagamento de
tarifa convencional o que influenciou na redução dos valores das velocidades econômicas. Nesta
condição, caso o projetista fosse utilizar o método da velocidade para o dimensionamento de
adutores, seria recomendável a utilização de velocidades próximas de 1 m s-1.
Figura 3. Distribuição de freqüência das velocidades econômicas para projetos com pressões até 40 m.c.a e 80 m.c.a.
CONCLUSÕES
Na condição da maioria dos irrigantes do Estado do Pará, para as adutoras de PVC com pressões
até 40 m.c.a. e vazões entre 1 e 50 m3 h-1 a velocidade econômica variou entre 0,54 e 1,18 m s-1. Em
projetos com pressões até 80 m.c.a. a velocidade econômica variou entre 0,32 e 1,63 m s-1.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Imprensa Universitária, 2006, 625p.
CARVALHO, J.A.; REIS, J.B.R.S. Avaliação dos custos de energia de bombeamento e determinação do
diâmetro econômico da tubulação. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v.24, n.2, p. 441-449.
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Disponível em: http://www.ibge.gov.br/. Acesso em: 25 fev. 2010.
IBGE – Instituo Brasileiro de Geografia e Estatística. Censo Agropecuário 2006. Rio de Janeiro, 2009. 777p.
PERRONI, B.L.T.; CARVALHO, J.A.; FARIA, Velocidade econômica de escoamento e custos de
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