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Uniformidade de distribuição e eficiência de aplicação de água em uma barra de irrigação
em ambiente protegido
Hugo Vinícius Neiva Santos 1,4; Eliseu Mendes da Silva2,4; Delvio Sandri3,4; Daniel Jerferson de
Azevedo Lima2,4; Jorge Ricardo Moura 2,4
1
Bolsista PIBIC/CNPq
Voluntário de Iniciação Científica PVIC/UEG
3
Pesquisador - Orientador
4
Curso de Engenharia Agrícola, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG
2
RESUMO: O uso incorreto dos sistemas de irrigação em ambiente protegido ocasiona baixos
índices de uniformidade de distribuição de água, tornando-se necessário avaliações periódicas,
para não haver desperdício de água, nutrientes, energia elétrica e mão-de-obra. Desta forma, este
trabalho teve o objetivo de avaliar a uniformidade de distribuição, a eficiência aplicação de água
e coeficiente de variação de fabricação, dos bicos pulverizadores modelo SF 11008, marca
Magno, nas freqüências de 10, 20, 30 e 40 Hz e o modelo AD/D 11002, marca Jacto, nas
freqüências de 5, 10, 15 e 20 Hz, nas pressões de 140 kPa e 262 kPa e comparar com o sistema e
irrigação por microaspersão. O experimento foi desenvolvido no viveiro Hort-Mudas, da empresa
Xavier & Baliza Ltda, Anápolis - GO. O bico pulverizador modelo SF 11008, operando na
pressão de 140 kPa e freqüência de 20 Hz, foi a que apresentou os melhores índices de
uniformidade, sendo a condição que melhor se aproximou do sistema de microaspersão. O
coeficiente de variação de fabricação foi considerado excelente para os dois modelos de bicos
pulverizadores estudados. O bico pulverizador modelo SF 11008, operando na freqüência de 20
Hz e na pressão de 262 kPa, foi a que apresentou maior eficiência de aplicação de água.
Palavras-chave: Coeficiente de uniformidade, inversor de freqüência, casa de vegetação.
INTRODUÇÃO
O uso inadequado dos sistemas de irrigação em ambiente protegido, principalmente
devido ao mau dimensionamento hidráulico e manejo inadequado da irrigação, resulta em uma
baixa uniformidade de distribuição de água, e em conseqüência, diminuição da qualidade na
uniformidade e desenvolvimento das mudas de hortaliçass.
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A eficiência de aplicação para irrigação de hortaliças depende da área útil de aplicação, da
capacidade da água em entrar nos vasos ou na zona radicular das plantas, das perdas por
evaporação e por deriva das gotas pelo vento (REZENDE, 1992).
SILVA et al. (1997) afirmaram que freqüentemente é necessário avaliar o desempenho de um
sistema de irrigação, a fim de determinar sua aplicabilidade em certas condições. Um sistema de irrigação
pode ser avaliado levando-se em conta aspectos técnicos (eficiência e uniformidade) e aspectos
econômicos.
Nesse sentido, este trabalho teve o objetivo de avaliar a uniformidade de distribuição, a
eficiência aplicação e coeficiente de variação de fabricação, dos bicos modelos SF 11008, e
AD/D 11002, instalados em uma barra de irrigação, comparando-se aos índices de uniformidade
obtidos pelo sistema de irrigação por microaspersão.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido no viveiro Hort-Mudas, da empresa Xavier & Baliza Ltda,
localizada na Fazenda Formiga, Anápolis - GO. A altitude do local é de 1017 m, com clima
mesotérmico e úmido, classificado como provável clima tropical de altitude. O município
encontra-se localizado na Latitude: 16º 19' 36" Sul e Longitude: 48º 57' 10" Oeste.
A casa de vegetação utilizada foi do tipo túnel alto com 14,0 m de largura, 60,0 m de
comprimento e pé-direito de 3,0 m, com fechamento lateral e frontal com clarite (50%) e coberto
com filme de polietileno de baixa densidade aditivado anti - UV de 150 µm de espessura.
A barra de irrigação ensaiada tinha com largura de 6,75 m suportada por trilhos, com
movimentação linear no interior da casa de vegetação, acionada por um sistema composto de
motor elétrico de ½ CV, chave contatora, inversor de freqüência e redutor com uma relação de
1:15, sendo a transferência de potência através de uma corda de nylon.
A barra de irrigação foi instalada 0,65 m acima das bandejas de mudas, acomodadas sobre
a estrutura de arame, localizada a 0,45 m do solo. Os bicos foram instalados a uma distância de
0,20 m nas extremidades da barra de irrigação e 0,35 m nos bicos centrais.
Os modelos de bicos ensaiados foram o SF 11008 de jato plano padrão (leque único de
110º) e o modelo AD/D 11002, marca Magno, de jato plano de baixa deriva (leque duplo de
110º). As freqüências usadas nos ensaios dos bicos pulverizadores SF 11008, da Jacto foram de
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10, 20, 30 e 10 Hz. Para o bico AD/D 11002, da Magno (leque duplo), foram de 5, 10, 15 e 20
Hz.
O ensaio de uniformidade de distribuição de água foi realizado utilizando 144 coletores,
distribuídos em três baterias de 48 coletores no interior da casa de vegetação, ou seja, no inicio,
no centro e no final. Os coletores foram distribuídos com espaçamento de 1 m x 1 m, sendo 6
coletores no sentido do comprimento e 8 no sentido da largura da casa de vegetação, tanto para o
ensaio da barra de irrigação como do sistema de irrigação por microaspersão.
O Coeficiente de uniformidade de Christiansen fo i calculado de acordo com
CHRISTIANSEN (1942). O CUC foi classificado de acordo com a norma ABNT, NBR 14244
(1998), sendo considerada Excelente (> 90%), Bom (85 a 89%), Regular (80 a 84%) ou Ruim (<
80%).
Foi determinado o coeficiente de variação na fabricação (CVf), pela medida da
variabilidade da vazão de uma amostra de 10 emissores de cada modelo escolhidos
aleatoriamente, de um conjunto de amostras de um determinado fabricante. O CVf foi dado pela
relação entre o desvio padrão da vazão dos emissores amostrados pela média da vazão de todos
os emissores analisados. O tempo de coleta foi de 20 s, a medição foi feita com o auxílio de uma
proveta graduada e posteriormente estimada a vazão pelo método volumétrico. A classificação do
coeficiente de variação de fabricação (CVf), foi dado pela ASAE EP 405.1 (1992).
A eficiência de aplicação de água foi determinada, utilizando-se uma estrutura plástica
semelhante a uma pequena piscina, primeiro considerando a passagem da barra de irrigação sem
a presença de bandejas com mudas de plantas, e depois com duas linhas bandejas, com mudas de
tomate, paralelas entre si na largura total da barra de irrigação. Desta forma, a relação entre a
água retida nas células das bandejas com substrato e mudas e a água total aplicada na estrutura
sem as bandejas, representa a eficiência de aplicação.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Uniformidade de distribuição de água da barra de irrigação e da microaspersão
Os índices do coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC), segundo a NBR 14244
(1998), obtidos no ensaio do sistema de irrigação por microaspersão, no início, meio e final da
casa de vegetação, para a pressão de operação de 180 kPa, foram considerados regular no início
da casa de vegetação, bom no meio e ruim no final da casa de vegetação. Os índices obtidos são
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considerados inaceitáveis, justificando a mudança do sistema de irrigação por microaspersão por
um mais eficiente.
Os índices do coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC), podem ser observados na
Tabela 3, para o bico pulverizador modelos AD/D 11002, nas diferentes freqüências de operação
para a pressão de 262 kPa.
Tabela 3. Coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC) para as diferentes freqüências para
a pressão de 262 kPa para o início, meio e final da casa de vegetação.
CUC (%)
Posição no interior da casa de vegetação
Inicio
Meio
Final
5
81,43
80,46
79,46
10
80,37
83,39
83,23
15
82,78
79,86
76,07
20
73,29
69,40
66,75
Observa-se pela Tabela 3 que para as freqüências de operação de 5 e 10 Hz, no início, no
Freqüência de operação
(Hz)
meio e no final da casa de vegetação apresentaram índices do coeficiente de uniformidade de
Christiansen, regulares, segundo a NBR 14244 (1998), com índice máximo de 83,39%, com
exceção ao final do ciclo na freqüência de operação de 5Hz que apresentou uma classificação
regular. Para as freqüências de operação de 15 e 20 Hz, os coeficientes foram considerados ruins
para o início, meio e final da casa de vegetação (<80%), com exceção no início, para a freqüência
de 15 Hz que apresentou classificação regular. Os valores de CUC são considerados inaceitáveis
para irrigação em ambiente protegido, especialmente na formação de mudas de hortaliças, pois
terá uma interferência muito grande na qualidade e na regularidade do stand das mesmas.
Os índices do coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC), podem ser observados na
Tabela 4, para o bico pulverizador modelos SF 11008, nas diferentes freqüências de operação
para as pressões de 140 kPa e 262 kPa.
Tabela 4. Coeficiente de uniformid ade de Christiansen (CUC) para o modelo de bico SF 11008,
para as diferentes freqüências de operação para o início, meio e final da casa de vegetação.
Freqüência de Trabalho
(Hz)
Inicio
10
75,54
CUC (%)
Posição no interior da casa de vegetação
Meio
Final
Inicio
Meio
140 kPa
262 kPa
81,90
88,14
76,87
71,55
Final
82,54
155
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20
30
40
76,95
87,75
78,63
82,13
79,71
80,96
88,88
81,43
81,68
70,13
77,53
77,80
76,61
60,17
69,98
76,51
83,07
58,73
Observa-se pela Tabela 4, que para a pressão de 140 kPa, no início da casa de vegetação,
com exceção da freqüência de operação de 30 Hz, que a uniformidade foi classificada como boa,
sendo ruim nas demais freqüências. Para o meio e final da casa de vegetação, os índices de CUC
foram regulares ou bons (NBR 14244, 1998). Já para a pressão de operação de 262 kPa os índices
CUC foram inferiores a pressão de 140 kPa, sendo classificados de ruins, com exceção das
freqüências de 10 e 30 Hz, que foram classificadas com regular.
Mesmo com grande potencial em substituir a irrigação por microaspersão, é imprescindível
fazer as alterações no funcionamento da barra de irrigação que propicie a elevação no
desempenho da mesma, caso contrário, não justifica a mudança. Devido à pequena sobreposição
dos jatos da água dos pulverizadores, ocasionado pela baixa altura dos mesmos em relação aos
coletores e grande distância entre os bicos, sugere-se, para elevar os índices de CUC, distribuir os
coletores a cada 0,5 m e elevar a barra de irrigação em pelo menos mais 0,20 m.
Coeficiente de variação de fabricação
Observou-se que para a pressão de 262 kPa, o modelo de bico pulverizador AD/D 11002,
o coeficiente de variação de fabricação (CVf) foi de 0,0014 e vazão media,1,26 L min-1 . Já para o
modelo de bico pulverizador SF 11008, o coeficiente de variação de fabricação (CVf) foi de
0,0014 e vazão media 3,231 L min-1 . Portanto, de acordo com a ASAE EP 405.1 (1992), os dois
modelos de bicos pulverizadores são considerados excelentes, pois CVf < 0,05.
Eficiência de aplicação de água e lâmina de irrigação
A Tabela 5 apresenta a lâmina média observada em função da pressão e freqüência de
operação para os modelos de bicos pulverizadores AD/D 11002 e SF 11008.
Tabela 5. Lâmina média em função da pressão e freqüência de operação para os modelos de bicos
pulverizadores AD/D 11002 e SF 11008
Modelo de bico
AD/D 11002
SF 11008
Pressão (kPa)
262
5
4,1
140
10
6,4
Freqüência (Hz)
10
15
1,9
1,2
Freqüência (Hz)
20
30
3,1
2,2
20
0,9
40
1,8
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SF 11008
262
6,8
3,9
2,9
2,2
Observou-se que a freqüência de 20 Hz na pressão de 262 kPa, para o bico modelo SF
11008, foi a que apresentou maior eficiência de aplicação de água de 96,5%, correspondendo a
uma lâmina de irrigação média de 3,9 mm por passagem da barra de irrigação.
CONCLUSÕES
O bico pulverizador modelo SF 11008, funcionando na pressão de 140 kPa e operando na
freqüência de 20 Hz, foi a que apresentou os melhores índices do coeficiente de uniformidade.
No entanto, tanto para a barra de irrigação como para a microaspersão os índices de uniformidade
foram considerados inadequados para a irrigação em ambiente protegido.
O coeficiente de variação de fabricação (CVf) foi considerado excelente para os dois
modelos de bicos pulverizadores estudados.
A maior eficiência de aplicação de água foi obtida no bico pulverizador modelo SF 11008,
operando na freqüência de 20 Hz e na pressão de 262 kPa.
AGRADECIMENTOS
- Ao Engenheiro Agrônomo, Eduardo Xavier Nunes, Sócio-diretor do Viveiro HortMudas, pelo
apoio financeiro, por disponibilizar a estrutura para a realização da pesquisa.
- A Universidade Estadual de Goiás pela concessão da bolsa de Iniciação Científica PBIC/UEG.
- Ao Eng. Donizete Ladislau de Miranda, da empresa Pulverizan, pelo fornecimento dos bicos
pulverizadores.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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emissores fixos ou rotativos – Determinação da uniformidade de distribuição de água. ABNT,
NBR 14244. São Paulo, (1998).
ASAE - American Society of Agricultural Engineers. Field evaluation of microirrigation systems:
ASAE EP458. ASAE Standards 1997. ed.44. St. Joseph, p.908-914, 1997.
CHRISTIANSEN, E.J. Irrigation by sprinkler. Berkeley University of California, 1942
REZENDE, R. Desempenho de um sistema de irrigação pivô central quanto a uniformidade
e eficiência de aplicação de água abaixo e acima da superfície do solo. Dissertação
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(Mestre em Irrigação e Drenagem), Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”,
Universidade de São Paulo. Piracicaba. 1992. 82p.
SILVA, D.D.; RAMOS, M.M.; MARTINEZ, M.A.DENÍCULA, W. Uniformidade de
distribuição de água em sistemas de aspersão, com utilização de aspersor fixo com placa
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