Revista Educação Agrícola Superior
Associação Brasileira de Educação Agrícola Superior - ABEAS - v.24, n.1, p.27-31, 2009.
DESEMPENHO ENTRE MATERIAIS ALTERNATIVOS DE
DRENAGEM SUBTERRÂNEA
Aline C. Ferreira1, Vera L. A. de Lima2, Josinaldo X. de Medeiros3 & José G. de V. Baracuhy4
1
Programa de Pós-Graduação de Engenharia Agrícola, [email protected];
2
Departamento de Engenharia Agrícola, CTRN - UFCG. Av. Aprigio Veloso, nº 882.
Bodocongó, Campina Grande – PB. [email protected]; [email protected]
3
Departamento de Ciências Fundamentais e Sociais – DCFS, Centro de Ciências Agrárias,
Universidade Federal da Paraíba – UFPB. [email protected];
RESUMO
Objetivou-se por meio deste trabalho avaliar o desempenho hidráulico entre sistemas drenantes através
de dois materiais alternativos de envoltório formados por bagaço de cana-de-açúcar e raspas de borracha da indústria de calçados no Laboratório de Engenharia de Irrigação e Drenagem da Universidade
Federal de Campina Grande. Os tubos drenantes foram compostos dos seguintes materiais: tubo de
PVC liso próprio para esgoto, tubo de PVC corrugado flexível Drenoflex e tubo Kananet (Kanaflex).
Avaliaram-se nove sistemas drenantes e, por se dispor de apenas nove tanques, o experimento ocorreu
em duas etapas e em cada uma foram testados três diferentes tubos e um único material envoltório, cada
um com três repetições. O arranjo estatístico utilizado foi do tipo fatorial com nove tratamentos etrês
repetições cada, onde envolveram todas as combinações entre tubo drenante e envoltório. O fluxo foi
maior com o envoltório de raspa de borracha da indústria de calçados do que o envoltório bagaço de
cana-de-açúcar, já o tubo drenoflex envolvido com o bagaço de cana-de-açúcar foi o que obteve maior
fluxo devido ser um tubo que possui maior diâmetro, já o tubo PVC liso próprio para esgoto foi o que
mais facilitou a passagem do fluxo de água utilizando o envoltório raspa de borracha da indústria de
calçados. O sistema de drenagem que apresentou maior rebaixamento do lençol freático foi o tubo PVC
liso próprio para esgoto com o envoltório raspa de borragem da indústria de calçados.
PALAVRAS-CHAVE: tubos drenantes, envoltório, lençol freático
PERFORMANCE BETWEEN ALTERNATIVE MATERIALS OF
UNDERGROUND DRAINAGE
ABSTRACT
The objective of this work was to evaluate the hydraulic performance of drainage systems through two
alternative materials to wrap formed by crushed cane sugar and chopped rubber footwear industry in the
Laboratory of Irrigation and Drainage, Federal University of Campina Grande. The drainage tubes were
composed of the following materials: PVC pipe for sewage own flat, PVC pipe and corrugated flexible
tube Drenoflex Kananet (Kanaflex). It was evaluated nine drainage systems, and to have only nine tanks,
the experiment took place in two steps and each one tested three different tubes and a single envelope
material, each one with three replicates. The arrangement used was the factorial with nine treatments and
three replications, which involved all the combinations of drainage tube and wrap. The flow was higher
with wrap suede rubber footwear industry of the mantle residue cane sugar, since the tube Drenoflex
involved with the crushed cane sugar was obtained more flow due to a tube that has a larger diameter, as
the smooth PVC pipe for sewage was the most facilitated the passage of water flow using the mantle
scrapings rubber footwear industry. The drainage system with the highest lowering the groundwater was
very smooth PVC pipe for drainage with the wrap scrapings borage in footwear.
KEYWORDS: drain pipes, wrap, groundwater
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A. C. Ferreira et al.
INTRODUÇÃO
A drenagem tem, por finalidade, criar um
ambiente favorável ao desenvolvimento das plantas e preservar as propriedades físicas e químicas do solo (FERREIRA, 2001). A drenagem
agrícola possibilita o aumento do número anual
de dias favoráveis às operações agrícolas mecanizadas, além de proporcionar ambiente adequado ao desenvolvimento das raízes das culturas. Por outro lado, a drenagem excessiva é indesejável, pois reduz a quantidade de água disponível no solo para a cultura e intensifica a
lixiviação de nutrientes fertilizantes, possíveis, sem
dúvida, de poluir o lençol freático e os cursos
d’água, além de aumentar o investimento por
unidade de área.
Os sistemas de drenagem urbana são essencialmente sistemas preventivos de inundações
principalmente nas áreas mais baixas das comunidades sujeitas a alagamentos ou marginais de
cursos naturais de água; já no ambiente rural os
sistemas de drenagem, além dessas funções tem,
ainda, o papel de controle de lençol freático,
recuperação de solos salinizados e propiciar
condições favoráveis às diversas ações, como
mecanização, colheita e transporte da produção
agrícola, entre outras.
O modelo de desenvolvimento econômico
atual tem levado a preço de resíduos de diversas naturezas que, se não adequadamente destinados promovem impactos de elevados riscos
aos recursos naturais e no ambiente, dentre os
quais se destacam o bagaço da cana-de-açúcar
e a raspa de borracha da indústria de calçados,
na busca de novas opções de produtos e tendo
em vista um problema ambiental sério, em ocorrência nas diversas atividades humanas é relativo á geração e disposição final dos resíduos,
surge em resposta a essas necessidades a sua
aplicação em um sistema de drenagem, como
envoltórios, promovendo redução nos custos
uma vez que esses materiais estão ao alcance
do homem do campo; entretanto, seu uso prescinde de uma análise técnica para avaliar suas
características, adaptabilidade e desempenho.
O presente trabalho teve como objetivo
principal comparar o desempenho entre o fluxo
drenante de dois materiais alternativos utilizados
como envoltório, sendo eles o bagaço proveniente da cana-de-açúcar e a raspa de borracha
da indústria de calçados.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado no Laboratório de Irrigação e Drenagem, LEID, da Universidade Federal de Campina Grande - UFCG,
no município de Campina Grande, PB, com as
seguintes coordenadas geográficas: 7o15’18’’
latitude sul, 35o52’28’’ de longitude oeste, com
altitude média de 550 m, onde o mesmo contém
um modelo físico de laboratório com 9 tanques
de drenagem revestidos de argamassa e internamente impermeabilizados, cada um com aproximadamente 0,92 m de altura, 0,81 m de largura e 0,97 m de comprimento; na parede frontal
da parte externa de cada tanque se instalaram
três mangueiras plásticas transparentes e flexíveis, denominadas piezômetros, acopladas ao
sistema de drenagem, afim de avaliar as cargas
hidráulicas no interior e na vizinhança do sistema
de drenagem.
Avaliaram-se nove sistemas drenantes e,
por se dispor de apenas nove tanques, o experimento ocorreu em duas etapas e em cada uma
foram testados três diferentes tubos e um único
material envoltório, cada um com três repetições.
O material dos solos utilizados foram secados ao ar, passados em peneira de 4,0 mm de
abertura de malha; em seguida, 5 amostras dos
solos foram coletadas e encaminhadas para caracterização química e física no Laboratório de
Química e Fertilidade do Solo da Universidade
Federal da Paraíba - UFPB, através de
metodologia proposta pela EMBRAPA (1997),
onde o solo utilizado para o envoltório bagaço
de cana-de-açúcar foi caracterizado como
Areia, já o solo utilizado com o envoltório raspa
de borracha da indústria de calçados foi caracterizado como Neossolo Regolítico Eutrófico.
Visando à montagem do experimento,
136,5 kg de material do solo foram pesados e
colocados em cada tanque, até atingir a altura
do encaixe de cada tubo; em seguida, colocouse o tubo com o envoltório de bagaço de canade-açúcar horizontalmente, centralizado e nive-
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Desempenho entre materiais alternativos de drenagem subterrânea
lado a 10,0 cm do fundo do tanque e encaixado; após o seu encaixe 363, 50 kg de solo foram acrescentados, cobrindo o sistema tubo +
envoltório, totalizando 500 kg de solo seguindo-se este mesmo raciocínio nos 9 tanques e
em seguida foi repetido esse mesmo procedimento mudando apenas o solo para Neossolo
Regolítico Eutrófico e o envoltório raspas de
borracha da indústria de calçados.
Na primeira etapa se avaliaram os sistemas
compostos dos tubos Drenoflex, tubo de PVC
liso e Kananet, usando-se como envoltório o
material bagaço de cana-de-açúcar; na etapa
seguinte os tubos foram envelopados com a raspa
de borracha da indústria de calçados.
Os tubos Drenoflex e Kananet são materiais convencionalmente usados na drenagem, sendo o Drenoflex um tubo de 65,0 mm de diâmetro nominal com corrugações paralelas, e o
Kananet, um tubo de 75,0 mm de diâmetro nominal, com distribuição uniforme dos furos por
todo o perímetro das corrugações, de forma
helicoidal. O tubo de PVC liso com diâmetro
nominal de 50,0 mm é, convencionalmente, usado para esgoto; na presente pesquisa este tipo
de tubo foi utilizado como material alternativo.
Os tubos de PVC liso (Figura 1) possuíam
729 furos distribuídos em 9 filas, distanciados
um do outro em aproximadamente 12,0 mm na
longitudinal, de tal forma que uma unidade métrica de tubo dispusesse de 23,0 cm2 de área
aberta total, para facilitar na drenagem e ficar
Figura 1. Tubos Drenantes
(Drenoflex, PVC liso para esgoto e
Kananet) antes de se colocar o
envoltório
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uniformizado com os outros dois (Kananet e
Drenoflex), visto que esses furos foram produzidos por meio de brocas de 2,0 mm de diâmetro, através de procedimento manual feito em
condições experimentais semelhant es
(MEDEIROS, 2004).
Na colocação dos materiais envoltórios
bagaço de cana e raspa de borracha da indústria de calçados foram utilizadas duas placas de
Duraplac com dimensões 0,76 x 0,35 x 0,03 m,
distanciadas a 0,l0 m a partir do tubo drenante,
que serviram de gabarito na colocação destes
envoltórios.Todos os tratamentos receberam um
volume de 0.050 m³ de envoltório, ficando este
com uma espessura de 0,l0 m, envolvendo todo
o tubo drenante. Após atingir a espessura
predeterminada,o gabarito foi, cuidadosamente, retirado e completou-se o volume com o
material poroso.
Os tratamentos foram dispostos em um
arranjo fatorial com três tipos de tubos,
Drenoflex, Kananet e tubo de PVC liso próprio para Esgoto e dois materiais envoltórios,
bagaço de cana e raspa de borracha da indústria de calçados. Utilizou-se um delineamento inteiramente casualizado com três repetições.
O fluxo foi avaliado no ponto de descarga
de cada tanque. O teste era realizado quando o
material poroso encontrava-se saturado, o qual
era constatado pelo posicionamento dos níveis
hidráulicos nos piezômetros. Neste momento, o
dreno era aberto, individualmente, de modo que
houvesse o rebaixamento do nível freático e fossem feitas as medições das cargas hidráulicas
de entrada e total e a coleta do volume d’água
em intervalos de tempo de descarga. Procedeuse desta maneira até que fosse verificada uma
descarga mínima em cada sistema drenante. O
tempo de descarga durou, em média, 1 hora e
30 minutos por tanque.
Recipientes plásticos (baldes) foram utilizados para recolher o
volume drenado, que eram posteriormente pesados em uma balança manual e capacidade
máxima para 100,0 kg, transformando-se o resultado em volume. O registro do tempo de descarga foi marcado com um cronômetro digital,
sendo que o intervalo de tempo entre uma leitura e outra foi de 3; 5; 7; 10; 12; 15; e 17 minu-
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tos para os tempos de descarga de 39; 46; 56;
70; 89; 144 e 179 segundos respectivamente.
Na determinação desta variável adotou-se a seguinte equação:
q  86.400
V
*2
t
q - fluxo, em m3.dia-1.m-1;
V - volume de água coletado, em m3;
t - tempo de coleta do volume d’água, em s;
2 - fator de ajuste, porque q é a descarga
por unidade de comprimento de dreno e considerou-se 0,5 m de comprimento útil do tubo
drenante.
Os dados referentes ao fluxo (q) foram relacionados e analisados estatisticamente, utilizando-se o software ASSISTAT Versão 7.5 beta
(2008), com o objetivo de se avaliar o efeito
dos tratamentos nos parâmetros hidráulicos mediante o emprego das médias aritméticas, conforme sugestões apresentadas por Dieleman &
Trafford (1976).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Analisaram-se os desempenhos dos sistemas de drenagem avaliados considerandose o tipo de tubo e os dois envoltórios e se
constatou na avaliação o fluxo (q) que o material envoltório raspa de borracha proveniente de sandália apresentou a maior carga hidráulica de entrada (0,414 m), conforme a
TABELA 2 e o coeficiente de variação foi
de 3,52%, indicando uma ótima precisão experimental, FERREIRA (1991).
Quanto maior a carga hidráulica de entrada maior será o fluxo de passagem da água no
tubo, pois conforme identificamos na tabela 1 o
Tabela 1. Valores médios da carga
hidráulica de entrada (he), em m,
em relação aos tubos drenantes e
o envoltório bagaço de cana-deaçúcar
Tubos
Envoltórios
Drenoflex 0,34500 a Bagaço de cana 0,36678 a
PVC liso 0,32833 a
Kananet 0,33356 a
fluxo foi maior com o envoltório de raspa de
borracha da indústria de calçados do que o
envoltório bagaço de cana-de-açúcar, isso se
deu devido o bagaço de cana-de-açúcar ser um
material compactado que quando envolvido no
tubo drenante o mesmo fica completamente envolvido, já o material de raspa de borracha por
ser um material “solto” facilita mais a entrada da
água no tubo que consequentemente facilita a
drenagem.
O tubo drenoflex envolvido com o bagaço de cana-de-açúcar mostrado na tabela 1
foi o que obteve maior fluxo devido ser um
tubo que possui maior diâmetro, já o tubo PVC
liso próprio para esgoto mostrado na tabela 2
foi o que mais facilitou a passagem do fluxo
de água utilizando o envoltório raspa de borracha da indústria de calçados, isso se dá devido o tubo drenante ser próprio para drenagem e o envoltório não ser um material que
dificulte o acesso do fluxo para o tubo
drenante.
Tabela 2. Valores médios da carga
hidráulica de entrada (he), em m,
em relação aos tubos drenantes e
o envoltório raspa de borracha da
indústria de calçados
Tubos
Envoltórios
Drenoflex 0,40486 a Raspa de Borracha 0,41445 a
PVC liso 0,41264 a
Kananet 0,35543 b
CONCLUSÕES
A raspa de borracha é um material indicado para ser utilizado na drenagem subterrânea além de ser uma alternativa para o uso
e destinação de resíduos, obteve-se êxito
como material envoltório de tubos drenantes.
O sistema de drenagem que apresentou
maior rebaixamento do lençol freático foi o
tubo PVC liso próprio para esgoto com o
envoltório raspa de borracha da indústria de
calçados.
O tubo PVC liso, próprio para esgoto,
é o mais fácil de encontrar no mercado e,
consequentemente, o de menor custo.
Revista Educação Agrícola Superior - v.24, n.1, p.27-31, 2009.
Mês efetivo de circulação deste número: Março/2011
Desempenho entre materiais alternativos de drenagem subterrânea
REFERÊNCIAS
DIELEMAN, P.J. & TRAFFORD, B.D.
Ensayos de drenaje. In: Irrigation and
Drainage, paper nº 28. FAO/ONU, Roma,
1976. 172 p.
FERREIRA, P.V. Estatística Experimental
Aplicada à Agronomia. Maceió: EDUFAL,
1991. 437 p.
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FERREIRA, P.A. Drenagem. In: Curso de engenharia de irrigação. Módulo XI. Brasília: Associação Brasileira de Educação Agrícola Superior. 2001. 167p.
MEDEIROS, 2004. 53p. Dissertação (Mestrado
em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal de Campina Grande, PB. SISTEMAS
DRENANTES ALTERNATIVOS NA DRENAGEM SUBTERRÂNEA - 2004.
Revista Educação Agrícola Superior - v.24, n.1, p.27-31, 2009.
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