Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia
CONTECC’ 2015
Centro de Eventos do Ceará - Fortaleza - CE
15 a 18 de setembro de 2015
UTILIZAÇÃO DA ÁGUA RESIDUÁRIA PROVENIENTE DO PROCESSAMENTO
DA CASTANHA DE CAJU SOB DIFERENTES MODELOS DE GOTEJADORES
ANDREZZA GRASIELLY COSTA1*, KETSON BRUNO DA SILVA2,
RAFAEL OLIVEIRA BATISTA 3, FABRÍCIA GRATYELLI BEZERRA COSTA FERNANDES 4, DANIELA
DA COSTA LEITE COELHO5
1
Mestranda em Manejo de Solo e Água, UFERSA, Mossoró-RN. Fone: (84) 99906-1282,
[email protected]
2
Doutorando em Manejo de Solo e Água, UFERSA, Mossoró- RN; Fone: (84) 99666-2876,
[email protected]
3
Prof. Adjunto III, UFERSA, Mossoró-RN; Fone: (84) 99643-4545, [email protected]
4
Doutoranda em Manejo de Solo e Água, UFERSA, Mossoró-RN; Fone: (84) 99667-8474,
[email protected]
5
Doutoranda em Manejo de Solo e Água, UFERSA, Mossoró-RN; Fone: (84) 99934-0500,
[email protected]
Apresentado no
Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia – CONTECC’ 2015
15 a 18 de setembro de 2015 - Fortaleza-CE, Brasil
RESUMO: Os problemas de escassez atrelado a poluição das águas tornam-se cada vez mais
frequentes. Mediante a isso, o presente trabalho, objetivou avaliar três modelos de gotejadores (G1, G2
e G3), operando com água residual proveniente do processamento da castanha do caju, objetivando
determinar os valores médios do Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC). O experimento
foi desenvolvido em uma Bancada Experimental de Reuso de Água (UERA) localizada na
Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), operando a uma pressão de serviço de 70 KPa
e sob um tempo de funcionamento que variou de 0 a 60 horas. Ao termino do experimento concluiu-se
que o gotejador G1 é mais suscetível ao entupimento do que os gotejadores G2 e G3, devido ao maior
comprimento de labirinto.
PALAVRAS–CHAVE: Irrigação Localizada, Efluente Industrial, Sólidos Suspensos.
WASTEWATER USE IN FROM THE CASHEW NUT PROCESSING AGRICULTURE
UNDER DIFFERENT MODELS DRIPPERS
ABSTRACT: Shortage of problems linked to water pollution become increasingly frequent. Upon
this, the present study aimed to evaluate three models of drippers (G1, G2 and G3), operating with
residual water from the cashew nut processing, aiming to determine the average values of uniformity
coefficient of Christiansen (CUC). The experiment was conducted in an Experimental Bench Water
Reuse (UERA) located at the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA), operating at a
working pressure of 70 kPa and under a running time that ranged from 0 to 60 hours . At the end of the
experiment it was concluded that the dripper G1 is more susceptible to clogging than drip G2 and G3,
due to the greater length of the labyrinth.
KEYWORDS: Located irrigation, industrial effluent, suspended solids.
INTRODUÇÃO
Os problemas de escassez atrelado a poluição das águas tornam-se cada vez mais frequentes,
em contrapartida com, a limitação de reservas de água doce no planeta, aliado ao crescimento
populacional que ocasiona o aumento da demanda de água para atender, principalmente, o consumo
humano, agrícola e industrial.
O reúso surgi como fonte alternativa para minimizar os impactos ocasionados pelo lançamento
de efluentes industriais. Para Mota (2012) reúso das águas apresenta inúmeras vantagens, dentre elas
destaca-se o aumento e/ou disponibilidade desta para fins de agrícolas, a fim de suprir a demanda por
alimentos, como também a liberação da mesma para ser utilizada em atividades que necessitam de
água com melhor qualidade, além minimizar o lançamento do esgoto em corpos hídricos, ato que
acarreta a contaminação destes, uma vez que os mesmos possuem alta concentração de matéria
orgânica e nutrientes.
A irrigação proveniente de águas residuais, devido está elevada concentração de matéria
orgânica e nutrientes favorece o desenvolvimento da cultura a ser irrigada. De acordo com Silva
(2014), a aplicabilidade das águas residuárias geradas no processamento da castanha de caju, além de
favorecer o uso racional da água na agricultura, reduz a poluição e a degradação ambiental,
contribuindo para a conservação do solo, preservação dos corpos hídricos e aumento da produção
agrícola.
Em virtude do que foi mencionado, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o
desempenho de três tipos de gotejadores, operando com água residual tratada oriunda do
processamento da castanha de caju e, assim, diagnosticar sua eficiência no tangente ao Coeficiente de
Uniformidade de Christiansen (CUC), a partir da obtenção de dados de uniformidade de aplicação de
efluente, atuando a uma pressão de serviço de 70 KPa.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi realizado na Unidade Experimental de Reuso de Água (UERA) instalada no
Parque Zoobotânico da Universidade Federal Rural do Semi - Árido (UFERSA) em Mossoró-RN, sob
coordenadas geográficas 5º12’27” de latitude sul e 37º19’21” de longitude oeste. Na Figura 1 está
apresentada a imagem aérea da UERA no Campus da UFERSA em Mossoró-RN.
Figura 1. Imagem aérea da área experimental situada na UERA/UFERSA em Mossoró-RN.
Para tal efetivação, foi utilizada água residual tratada oriunda do processamento da castanha
de caju, proveniente da estação de tratamento de esgoto da indústria de beneficiamento da castanha de
caju, AFICEL, localizada em Mossoró, no estado do Rio Grande do Norte, sendo a coleta realizada
após a última etapa do tratamento. O tanque localizado na UERA era reabastecido semanalmente com
1,0 m3 deste efluente, para reposição das perdas de água. As águas eram trazidas em bobonas
apropriadas com capacidade para 1,0 m3.
Para os ensaios, foi montada uma bancada experimental em alvenaria na UERA com 2,0 m de
largura por 8,0 m de comprimento, dotada de piso impermeabilizado com declividade de 1% e
possuindo uma canaleta com declividade de 2% para recirculação do efluente visando à minimização
das perdas por evaporação. A jusante desta bancada foi construído um reservatório em alvenaria com
capacidade armazenadora para 5,0 m3. No interior da bancada experimental foram montadas quatro
unidades de irrigação por gotejamento compostas de: um conjunto motobomba de 1,0 cv, um
hidrômetro com capacidade para 1,5 m3 h-1, um filtro de tela com aberturas de 130 μm, linha de
derivação em PVC de 32 mm e linhas laterais de polietileno com diâmetro nominal de 16 mm dotadas
com os gotejadores.
Os tipos de gotejadores avaliados, de acordo com o fabricante, foram selecionados com base
na sua menor suscetibilidade ao entupimento e por serem muitos comercializados no mercado nacional
(Tabela 1).
Os gotejadores são dotados de labirintos tortuosos com saliências que provocam um regime de
escoamento turbulento que ameniza a sedimentação de partículas em seu interior. A Figura 2 apresenta
o modelo de gotejador utilizado no experimento.
Tabela 1. Características dos gotejadores (G) utilizados nos ensaios: vazão nominal (Q), dispositivo de
autocompensação (DA), área de filtração (A), comprimento do labirinto (L), faixa de pressão recomendada (P) e
espaçamento entre emissores (EE).
G
DA
Q (L h-1)
G1
G2
G3
Não
Sim
Sim
1,65
2,0
4, 0
A
(mm2)
5,0
2,0
2,0
L (mm)
P (kPa)
EE (m)
58
35
35
55
70 - 400
70 - 400
0,3
1,0
1,0
Figura 2. Modelos de gotejadores utilizados no experimento.
No início de cada linha de derivação foram instalados registros de gaveta para controle da
pressão de serviço na unidade de irrigação por gotejamento (70 kPa). Na linha de derivação da
unidade de irrigação foram instaladas a linhas com os gotejadores.
As unidades de irrigação por gotejamento funcionaram, em média, quatro horas por dia até
completar 20 h. Nesse período, as vazões dos gotejadores, a uniformidade de aplicação de efluente, o
volume de efluente aplicado diariamente e as características físicas, químicas e biológicas do efluente
foram determinadas.
A vazão foi medida em sete gotejadores de todas as linhas laterais das unidades de irrigação
por gotejamento, coletando-se o volume aplicado durante três minutos.
A pressão de serviço foi medida diariamente com um manômetro de glicerina graduado de 0 a
4 atm.
O desempenho dos sistemas foi avaliado as 0 e 60 h de funcionamento durante o período de
aplicação do efluente. O cálculo da uniformidade de aplicação do efluente foi feito aplicando-se a
equação do Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (1).


CUC  100 1 



n
 qi  q 
i 1
ne q



(1)
Em que:
CUC - Coeficiente de Uniformidade de Christiansen, %;
qi - vazão de cada gotejador, L h-1;
q - vazão média dos gotejadores, L h-1;
ne - número de gotejadores
Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com três repetições, tendo nas parcelas os
modelos de gotejadores (G1, G2 e G3) e nas subparcelas os períodos das avaliações (0 e 60 horas).
Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) empregando-se o teste F a 5% de
probabilidade. As médias foram comparadas utilizando-se o teste de Tukey a 5% de probabilidade. O
programas computacional usados nas análises estatísticas foi o SAEG 9.1 (Ribeiro Júnior & Melo,
2008).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Estão dispostos na Tabela 2, os valores médios da variável CUC (%) das unidades de
irrigação para o fator gotejador dentro de cada nível de tempo de funcionamento na pressão de
serviço de 70 KPa operando com água residual industrial do processamento da castanha do
caju.
Tabela 2. Valores médios da variável CUC (%) das unidades de irrigação para o fator gotejador dentro
de cada nível de tempo de funcionamento e cada nível de pressão de serviço.
Tempo de funcionamento (h)
0
60
Gotejador
CUC
G1
96,12ª
G2
97,30ª
G3
97,22ª
G1
85,77b
G2
93,85ª
G3
95,75ª
* Médias seguidas de pelo menos uma mesma letra nas colunas para cada tempo de funcionamento e
pressão de serviço não diferem entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey. P = 70 kPa.
A partir do tempo de funcionamento de 60h, foi constatado que o CUC da unidade de
irrigação com gotejador G1, diferiu do CUC das unidades de irrigação com gotejadores G2 e G3. Em
estudos realizados por Silva et al. (2014), tal fator pode ser elucidado devido o gotejador G1 possuir
um labirinto com maior comprimento, ato este que irá contribuir para a formação de biofilme
bacteriano e, consequentemente, a obstrução parcial ao longo da linha lateral do mesmo, acarretando
assim desuniformidade na distribuição ao longo da irrigação.
De acordo com Almeida (2009), os sistemas de irrigação localizada são mais susceptíveis ao
entupimento, podendo ser de origem física, química ou biológica, devido à presença de sólidos em
suspensão, à formação de precipitados e o desenvolvimento de populações bacterianas. Silva et al.
(2014) relata que os gentes físicos causadores de entupimento são partículas inorgânicas em suspensão
e partículas orgânicas. As obstruções provenientes dos agentes biológicos são causadas por pequenos
organismos aquáticos, como larvas, algas, fungos e bactérias dentre outros, a química geralmente
resultam da precipitação de sais, formando incrustações que podem bloquear, parcial ou
completamente, o emissor.
Em estudos realizados por Ribeiro & Paterniani (2013), descrevem que uso de águas residuárias
nos sistemas de irrigação localizada é particularmente problemático devido a seus conteúdos de
nutrientes, substâncias orgânicas e microrganismos. Batista et al., (2012) propõe um tratamento físico
e químico para desencadear uma maior eficiência de filtros para a remoção de sólidos dissolvidos, ato
que contribuirá na passagem da água favorecendo assim a uniformidade da irrigação.
CONCLUSÃO
O gotejador G1 é mais suscetível ao entupimento do que os gotejadores G2 e G3.
REFERÊNCIAS
Almeida, O. A. Entupimento de emissores em irrigação localizada. Cruz das Almas: Embrapa, 2009.
61 p.
Batista, R. O. et al. Hydraulic performance of drip irrigation subunits using wastewater from coffee
fruit processing. Water Resources And Irrigation Management, Cruz das Almas, v. 1, n. 1, p.1-6,
2012.
Mota, S. Introdução à Engenharia Ambiental. 5° Ed. Rio de Janeiro: Abes, 2012. 524 p.
Ribeiro, T. A. P.; Paterniani, J. E. S. Comparação de elementos filtrantes no grau de obstrução em
irrigação por gotejamento. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 33, n. 3, p.488-500, 2013.
Ribeiro Júnior, J. I.; Melo, A. L. P. Guia prático para utilização do SAEG. Viçosa-MG: UFV, 2008.
288p.
Silva, K. B. et al. Irrigação por gotejamento com água residuária tratada da indústria da castanha de
caju sob pressões de serviço. Ciências Agrárias, Londrina, v. 35, n. 2, p.695-706, 2014.