1. MANEJO DA IRRIGAÇÃO
Luiz Antonio Lima & Luis Artur Alvarenga Vilela
Resumidamente, o ideal é estimar o consumo de água das plantas através da
evapotranspiração e repor a água consumida através da irrigação. Também sugere-se
monitorar a umidade do solo com equipamentos como tensiômetros ou outros sensores de
umidade.
Necessidades hídricas das culturas:
Transpiração
Evapotranspiração
Evaporação
Evapotranspiração de Referência (Et0)
Taxa de evapotranspiração de uma superfície extensa, totalmente coberta com grama (8 a
15cm de altura), em fase de crescimento ativo, com a umidade do solo próximo a
capacidade de campo (umidade que o solo retém logo após perder por drenagem seu
excesso de água).
- Como estimar a Et0?
a) Lisímetros (pesando ou medindo o volume de água perdido por um volume de solo
durante um determinado período)
- Thorthwaite
b) Equações (Agrobioclimatológicas) - Penman-Monteith
- Blaney-Criddle
- ......
c) Com base na evaporação do tanque classe
A (método mais simples). Tanque com
diâmetro de 121,9cm e altura de 25,4cm.
A água deve ser colocada até o nível
máximo tal que fique a mais de 5 cm da
borda superior.
Et0 = ECA x Kp
ECA = Evaporação do Tanque Classe A (mm)
Kp = Coeficiente do tanque (verificar tabelas em
livros. Em geral varia de 0,5 a 0,8)
2. Evapotranspiração da cultura (Etc)
Quantidade de água consumida, em um determinado intervalo de tempo, pela cultura em
plena atividade vegetativa, livre de enfermidades, em um solo com umidade próxima a CC.
Et c
Etc = Et0 x Kc ou Kc =
Et 0
Kc = Coeficiente de cultivo ou da cultura
Comportamento do valor de Kc conforme o estágio de desenvolvimento:
OBS.: Alguns autores trabalham com 5 estádios.
- Estádio 1: Da semeadura até 15% do sesenvolvimento vegetativo (ou até cobrir
aproximadamente 10% da superfície do solo).
- Estádio 2: Do final do 1º estádio até a pré floração (ou cobrir 70 – 80% da
superfície do terreno).
- Estádio 3: Do final do 2º estádio até o início da maturação (florescimento –
enchimento de grãos).
- Estádio 4: Do final do 3º estádio até a colheita
OBS.: Os valores de Kc variam:
a) De cultura para cultura;
b) Para uma mesma cultura, durante as diferentes fases de desenvolvimento;
c) De acordo com a evapotranspiração da região
3. Kc
Montes Claros
Lavras
Ciclo
Exemplo de Kc para feijão em plantio direto:
Kc (Feijão plantio direto)
1,2
1,1
1
0,9
0,8
0,7
Kc
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Dias
MONITORAMENTO DA ÁGUA NO SOLO
Para realizar um bom manejo da irrigação, além de estimar o consumo de água das plantas
é preciso acompanhar o teor de água do solo ao longo dos dias. O monitoramento pode ser
feito medindo-se a umidade do solo. Para isto pode-se coletar amostras de solo e secar em
estufa para determinar quanta água estava presente na amostra.
Outro método é medir o potencial matricial (tensão da água do solo) com emprego de
tensiômetro como mostrado abaixo (esquerda) ou mesmo com sensores matriciais tipo o
modelo Watermark (direita):
4. A partir dos valores de umidade ou de tensão é possível acompanhar diariamente as
condições em que as plantas se encontram.
Para os tensiometros ou mesmo Watermark, recomenda-se irrigar de um modo geral
quando a tensão atinge entre 30 e 40 kPa (kilopascal). Cada kilopascal equivale
aproximadamente a 0,1 metro de coluna de água de sucção. Em solos muito arenosos (mais
de 80% de areia) esses limites caem para 50%, ou seja, a tensão de sucção não deve ser
superior a 15 a 20 kPa.
5. ASPERSÃO
Luis Artur Alvarenga Vilela & Luiz Antônio Lima
CLASSIFICAÇÃO DOS ASPERSORES
a) QUANTO A PRESSÃO:
* REVISÃO: 1atm = 10mca = 0,985bar = 10.000kgf/m2 = 1kgf/cm2 = 14,22 lb/in2 =
14,22psi = 100kPa
ASPERSORES DE PEQUENO PORTE
- Pressão < 25mca
- Baixa rotação: (3 a 6 R. p. m.)
- Geralmente possui apenas 1 bocal, 1 < D ≤ 9mm
- Vazão ≤ 1m3/h
- Espaçamento < 12m
- USO: pomar, jardim, estufas ⇒ Culturas sensíveis ao impacto de gotas.
ASPERSORES DE MÉDIO PORTE
- Pressão = 25 a 40mca (ideal ≅ 30mca)
- Baixa rotação
- 1 ou 2 bocais
- Vazão entre 1 e 6m3/h
- Espaçamento - 12 a 36 m (ideal < 18x18)
- USO: Áreas irrigadas de maior tamanho; culturas que exigem boa distribuição
de água e gotas médias ou menores (feijão, soja, etc.) são mais comumente
encontrados.
ASPERSORES DE GRANDEPORTE
- Pressão > 40mca
- Alcance > 30m
- Baixa rotação
- 2 ou 3 bocais
- Vazão > 6m3/h
- Sistema de rotação: IMPACTO
ENGRENAGEM (TURBINA)
- USO: - Culturas resistentes ao impacto de gotas (capim, cana...)
- Cobertura do solo: Total e rápida (reduzir o impacto e o efeito erosivo
das gotas).
*OBS: Existem microaspersores utilizados na irrigação localizada:
- Pressão: 10 a 30mca
- Alcance <5m
- Vazão 20 a 160 l/h
- Sistema de rotação: - Estáticos (sem movimento) = difusor
- Giratórios = microaspersor
6. Esses emissores podem ser:
- ESTÁTICOS: Tipo Difusor ou Spray (não tem peças móveis)
- DINÂMICOS: Tipo bailarina (peça móvel) que aplica a água ao redor do
microaspersor
OS ASPERSORES PODEM SER CLASSIFICADOS QUANTO AO ÂNGULO DE
SAÍDA DO JATO (TRAJETÓRIA):
- NORMAL: 20 A 30º
- SUB-COPA: < 12º ⇒ Menor impacto nas folhas
OS ASPERSORES PODEM SER AGRUPADOS AINDA QUANTO AO
RECOBRIMENTO DA ÁREA (ARCO HORIZONTAL):
- GIRO COMPLETO: 360º
- SETORIAL: <360º
Para caracterizar a chuva produzida por um aspersor, emprega-se o grau de pulverização
GRAU DE PULVERIZAÇÃO (GP)
Pr essão de serviço (mca)
GP =
Diâmetro do bocal (mm)
Representa a dimensão da gota. É um elemento iportante na caracterização da qualidade da
irrigação.
Cultura Classificação Chuva G. P.
Pastagens Insensíveis Grossa < 3,0
Forrageiras/cana Pouco sensíveis Semi – grossa 3,1 a 4,0
Pomares Moderadamente sensíveis Semi – fina 4,1 a 5,0
Feijão/Flores Sensíveis Fina 5,1 a 6,0
Hortaliças delicadas Muito sensíveis Muito fina > 6,0
* COMENTARIO: * Ventos acima de 5 m/s (18 km/h) são extremamente problemáticos
para a distribuição de água pois ocorre muito arraste da chuva pelo vento
7. UNIFORMIDADE DE APLICAÇÃO DE ÁGUA:
A água deverá ser aplicada o mais uniforme possível sobre a superfície do solo. Entretanto,
o custo do projeto será muito alto
- PRESSÃO BAIXA:
Asp Dist.
- PRESSÃO SATISFATÓRIA:
Asp Dist.
- PRESSÃO ALTA:
-
-
Asp Dist.
SOBREPOSIÇÃO:
O alcance do aspersor deve ser superior a 70% do espaçamento entre aspersores.
Por exemplo, para aspersores espaçados de 10 metros, o alcance deve ser superior a
7 m.
Principais índices de uniformidade:
- CUC = Coeficiente de Uniformidade de Christiansen
- UD = Uniformidade de Distribuição
8. Para determinar esses índices é preciso colocar uma malha de coletores na área
molhada pelos aspersores. O diâmetro desses coletores é de no mínimo 8 cm e após
calculada a lâmina de água em cada coletor, pode-se calcular os índices acima. O
valor de UD é a divisão da média dos valores menores correspondentes a 25% dos
coletores pela média geral. Um bom sistema de aspersão tem, em geral,
uniformidade de distribuição superior a 80%
ESCOLHA DO ASPERSOR:
a) Forma e dimensão da área: - Tamanho
- “cantos”
b) Estrutura e permeabilidade do solo: Taxa de aplicação ≤ VIB ou IP ≤ VIB
c) Disponibilidade de mão de obra
Tipo de cultura: Porte
d) Condições de vento: V ≤ 5m/s
e) Qualidade da irrigação
f) Pressão disponível
g) Condições particulares da irrigação
9. - Fertirrigação
- Controle térmico
- Controle de geada, etc.
h) Custos
i)Tipo de cultura
GP X Tamanho de gota X sensibilidade da cultura e “solo”
ASPERSÃO MÓVEL
A irrigação por aspersão envolvendo o uso de canhões (aspersores de grande porte)
pode ser automatizada, proporcionando a movimentação do aspersor, impulsionado pela
própria força da água. Alguns equipamentos são designados como autopropelido e outros
como carretel enrolador. No autopropelido, um sistema de engrenagens e turbina enrolam
um cabo de aço preso à extremidade da faixa a ser irrigada, fazendo com que a plataforma
onde está instalado o aspersor se desloque. A água é conduzida até esta plataforma através
de mangueira de polietileno, em geral de 2, 3 ou 4 polegadas. A mangueira é acoplada via
engate rápido ao ramal de distribuição.
Detalhe da turbina de um carretel enrolador
No carretel enrolador não existe o cabo de aço. A própria mangueira se encarrega, ao ser
enrolada, de movimentar a plataforma onde encontram-se a turbina, as engrenagens, etc.
DIMENSIONAMENTO BÁSICO DA ASPERSÃO
10. 1. Disponibilidade total de água no solo (DTA)
DTA = 10 * (CC-PMP)
Onde CC é a capacidade de campo com base em volume (cm3 água/cm3 solo), PMP
o ponto de murcha permanente (cm3 água/cm3 solo).
Ex: CC = 0,38%, PMP = 0,20%
DTA = 10 * (0,38 – 0,20) DTA = 1,8 mm de água / cm de solo
2. Capacidade Total de água no solo (CTA)
CTA = DTA * Praiz
Onde Praiz é a profundidade efetiva do sistema radicular (até que profundidade é
absorvida mais de 90% da água da irrigação)
Ex. Praiz para feijão = 30cm
CTA = 1,8 * 30 CTA = 54 mm
3. Capacidade real de água no solo (CRA)
CRA = CTA * f onde f é o fator de disponibilidade
As tabelas abaixo podem ser empregadas para obtenção do valor de f:
Grupo Culturas
1 Cebola, pimenta, batata
2 Banana, repolho, uva, ervilha, tomate
3 Alfafa, feijão, citrus, amendoim, abacaxi, girassol, melancia, trigo
4 Algodão, milho, sorgo, soja, beterraba, cana, fumo
Grupo 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0,500 0,425 0,350 0,300 0,250 0,225 0,200 0,200 0,175
2 0,675 0,575 0,475 0,400 0,350 0,325 0,275 0,250 0,225
3 0,800 0,700 0,600 0,500 0,450 0,425 0,375 0,350 0,300
4 0,875 0,800 0,700 0,600 0,550 0,500 0,450 0,425 0,400
Obs: os valores na linha superior indicam a evapotranspiração de pico da cultura (Etcmax em mm/dia)
Por exemplo, para feijão em Lavras-MG pode-se adotar o valor de Kcmax de 1,1 e
ETrmax de 5,5 mm/dia. Neste caso ETcmax = 1,1*5,5 = 6,0 mm/dia.
Neste caso,
11. CRA = 54 * 0,4250 CRA = 23 mm
4. Turno de rega
O turno de rega refere-se ao tempo que pode ser decorrido entre uma irrigação e a
próxima. Em outros termos, quanto tempo o solo tolera entre uma irrigação e outra.
Obviamente quanto maior a capacidade de armazenamento de água do solo maior
será o turno de rega.
TR = CRA / Etcmax
TR = 23 / 6,0 TR = 3,83 dias ou arredondando para baixo TR = 3 dias
5. Irrigação Total necessária
ITN = CRAc / Ea onde Ea é a eficiência de aplicação (decimal) e CRAc
é a capacidade real de água do solo corrigida para o turno de rega a ser adotado.
CRAc = 3 dias * 6 mm/dia CRAc = 18 mm
Considerando eficiência de aplicação de 80%, ou seja 20% da água é perdida por
evaporação ou deriva (arraste pelo vento),
ITN = 18 / 0,8 ITN = 22,5 mm
6. Precipitação (taxa de aplicação do aspersor)
P = Vazão / (EL * EA)
Onde EL é o espaçamento entre laterais e EA o espaçamento entre aspersores.
Considerando que o aspersor a ser adotado para o exemplo em andamento tenha
vazão de 4200 l/h e espaçamento de 18 x 24,
P = 4200 / (18 * 24) P = 9,7 mm/h
7. Tempo por posição (TP)
O tempo que o aspersor vai permanecer numa mesma posição para irrigar pode ser
calculado como:
TP = ITN / P 22,5 / 9,7 TP = 2,32 horas
8. Número de posições irrigadas por dia
NS = Jornada diária / (TP + Ttroca)
12. Jornada diária refere-se ao tempo disponível para irrigação diariamente. Para
bombeamento elétrico, este tempo é em geral no máximo 21 horas para não
bombear durante o período de ponta. Em muitas propriedades este tempo costuma
ser de no máximo 12 horas, procurando trabalhar enquanto há luz solar disponível.
O tempo para troca é o tempo necessário para interromper a irrigação em uma
lateral, desmontá-la e montá-la em outra posição. Em muitos projetos que há uma
lateral de reserva já montada, este tempo é zero. Considerando, para efeito de
exemplo, que haja lateral reserva já montada,
NS = 12 / 2,32 NS = 5,17 ou seja 5 posições irrigadas por dia.
9. Número total de posições (NPT)
O número total de posições é o turno de rega vezes o número de posições irrigadas
por dia.
NTP = 3dias * 5 posições por dia NTP = 15 posições
10. Área do módulo ou posição (AM)
AM = Área total / NTP
Considerando que a área a ser irrigada é de 3 hectares,
AM = 3 / 15 AM = 0,2 há AM = 2000 m2
11. Número de aspersores (NA)
Como cada aspersor irriga uma área de 18x24 = 432 m2, serão necessários 5
aspersores para cobrir a área do módulo.
13. LATERAIS E ADUTORAS
Uma tubulação em irrigação pode, conforme a finalidade, ser designada como
adutora, ramal ou lateral. A adutora é aquela tubulação que vai da bomba até a área a ser
irrigada. Normalmente é a tubulação de maior diâmetro. Os ramais são aquelas tubulações
que conduzem água para os diferentes setores a serem irrigados. E a lateral é aquela
tubulação onde estão conectados os emissores, sejam eles aspersores, gotejadores ou
microaspersores. Como pode ser deduzido, uma lateral possui vazão variável. No primeiro
trecho é conduzida a vazão que atende a todos os emissores. No segundo trecho, após o
primeiro emissor, é conduzida a vazão total menos a vazão do primeiro emissor. No último
trecho é conduzida a vazão do último emissor apenas.
MATERIAIS EMPREGADOS EM TUBULAÇÕES
1. PVC (cloreto de polivinila)
Os tubos de PVC são bastante práticos pois são leves e seu custo é relativamente
baixo. Existem tubos com diferentes espessuras com finalidade de tolerarem maior
pressão. As classes de pressão são designadas em geral como PN40, PN60, PN80,
PN100, PN125... o que significa que toleram até 40mca, 60mca, 80mca.....
O diâmetro externo dos tubos PN40, PN60... é o mesmo. A espessura é,
obviamente, diferente. O diâmetro interno é portanto variável. Dessa maneira, as
conexões (joelho, luva, tê...) servem a todos os tubos de um mesmo diâmetro
nominal, porém de classes de pressão diferentes.
Alguns tubos PVC são fabricados com dimensões especiais, para substituírem
tubulações de ferro fundido ou para utilizar as conexões de ferro fundido existentes
no mercado e com alta resistência. Esses tubos recebem a designação defofo
(diâmetro equivalente ao ferro fundido). O quadro a seguir apresenta as dimensões
comerciais mais comuns no mercado brasileiro.
DN (mm) DE (mm) DI (mm) PN60 DI (mm) PN80 DI (mm) PN125
100 118 112,6 118,8 108,4
150 170 162,2 161,2 156,4
200 222 212,0 210,4 204,2
250 274 261,6 259,8 252,0
300 326 311,2 309,0 299,8
DN: diâmetro nominal, DE: diâmetro externo, DI: diâmetro interno
Além dos tubos defofo, existem tubos irrigação muito usados na irrigação localizada
com classe de pressão PN40 (40 mca) com os seguintes diâmetros em milímetros (DN/DI):
(35/35,7), (50/48,1), (75/72,5), (100/97,6). Embora a tabela acima apresente diâmetros de
até 300mm, já existe no mercado brasileiro a partir de 2003, tubos com diâmetro de 400 e
500mm.
14. 2. Polietileno
Os tubos de polietileno são muito utilizados na irrigação por gotejamento,
principalmente nas laterais. As seguintes dimensões em milímetros são comuns
(DN/DI): (12/10,5), (16/13,8), (17/14,8), (20/18,2). Os tubos de polietileno também
têm classe de pressão como PN25, PN40, etc. Também são utilizados como microtubos
para abastecer microaspersores com diâmetro externo de 6mm e diâmetro interno de
4mm. Também são utilizados como tubos de comando para conduzir água dos
solenóides até as válvulas hidráulicas. Em geral têm diâmetro externo de 8mm e
interno de 5mm.
3. Aço zincado (AZ)
São tubos de aço revestidos com uma camada de zinco para proteção contra
ferrugem. São muito utilizados em adutoras que trabalham sob classe de pressão
elevada, quando o PVC não é recomendável. Os tubos AZ também são utilizados
em conjuntos pivô central. Os diâmetros mais comuns são de 6, 8, 10, 12 e 14
polegadas (150, 200, 250, 300 e 350mm). A foto apresentada na seção Tipos de
Juntas/flange ilustra um tubo de aço zincado.
4. Ferro galvanizado
São tubos de ferro revestidos com uma camada de zinco. Na
irrigação são empregados apenas em conexões como ilustra a
figura ao lado:
5. Ferro fundido (fofo)
São tubos de ferro fabricados em fundição. O ferro derretido
é colocado em fôrmas para produção dos tubos. São muito pesados e seu uso em
irrigação é bastante raro. Apenas as conexões são bastante empregadas para
conectar os tubos PVC linha defofo.
TIPOS DE JUNTAS
1. Engate rápido
15. 2. Junta soldável
Esta junta consiste basicamente em lixar a ponta e a bolsa a serem coladas. A cola é
na verdade uma pasta que funde (derrete) o PVC, unindo as partes. Para que a cola
possa aderir bem, recomenda-se lixar as partes a serem soldadas. Existe ainda uma
solução limpadora que permite melhorar ainda mais as condições para solda pois
remove as impurezas.
3. Junta elástica
Esta junta é bastante interessante pois permite que um tubo possa se deslocar dentro
do tubo subseqüente. Este fato permite a expansão e contração de redes adutoras
conferindo maior flexibilidade. Este tipo de junta também é interessante quando
trata-se de tubos de grande diâmetro que quando unidos por cola costumam se
soltar.
4. Flange
A junta tipo flangeada é a união dos tubos com parafuso e porca. Entre os flanges
coloca-se um anel de encosto (borracha). É preciso cuidado ao escolher os flanges
das conexões pois existem duas normas comuns no mercado (ANSI e DIN). A
norma DIN é mais empregada no Brasil e na Europa enquanto a norma ANSI é
bastante utilizada nos Estados Unidos
16. 5. Rosca
Esta junta consiste em rosquear os tubos no interior da luva (conexão que une os
tubos). Os tubos e conexões unidos por junta tipo rosca são raros pois requer muito
tempo para sua execução. Para evitar vazamentos, recomenda-se enrolar a rosca
com uma fita de material teflon, mais comumente conhecida como fita veda rosca.
Cerca de 10 voltas são suficientes para uma boa vedação.
DIMENSIONAMENTO DE ADUTORAS
O critério básico para dimensionar uma adutora é o da velocidade máxima, que não
deve ultrapassar 2 m/s, equivalente a 7200 m/h. Este limite é estabelecido para evitar:
• Sobrepressão elevada quando há interrupção do fluxo (golpe de Aríete)
• Vibrações na tubulação que reduzem a vida útil
• Perda de pressão excessiva já que a mesma é diretamente proporcional à
velocidade da água
Costuma-se também estabelecer um limite mínimo de velocidade para evitar a
deposição de partículas que possam estar presentes na água. Em geral, 0,5 m/s é
suficiente.
Como a seção transversal dos tubos é circular, o diâmetro interno mínimo pode ser
obtido através da expressão:
DI (mm) > 0,42 * Q 0,5
Onde Q é a vazão em litros por hora. Por exemplo, podemos calcular o diâmetro
interno de uma tubulação para transportar 20 m3/h, ou seja 20000 l/h:
DI (mm) > 0,42 * 20000 0,5 DI > 59,4 mm.
Seria preciso verificar, obviamente, qual o tubo comercial que pode fornecer o
diâmetro calculado acima.
17. Além de calcular o diâmetro interno de uma tubulação, também temos que avaliar as
perdas de pressão que ocorrem ao longo dessa tubulação, com objetivo de
determinar qual deve ser a pressão na entrada para que seja possível entregar no
final da adutora a vazão correta, na pressão certa.
A perda de carga em adutoras pode ser estimada com base na equação de Hazen
Williams (válida para diâmetros superiores a 75mm e fluxo turbulento = Número de
Reynolds > 50000). Essas condições são facilmente obtidas quando se estabelece a
velocidade limite de 2 m/s.
Hf = 3163 * L * (Q/C)1,852 / D4,87
Onde hf é a perda de carga em metros de coluna de água (mca), L é o comprimento
da tubulação em metros (m), Q é a vazão em litros por hora (l/h) e D é o diâmetro
interno da tubulação em milímetros (mm). C representa o coeficiente de Hazen
Williams, que descreve matematicamente a rugosidade do tubo. Para tubos
plásticos seu valor é de 140 a 145 enquanto para tubos de aço zincado seu valor é de
135 a 137.
Exemplo: Calcular a perda de carga de uma adutora de PVC com 300 mm de
diâmetro interno, que transporta 480 mil litros por hora num comprimento de 1000
metros.
Hf = 3163 * 1000 * (480000/145)1,852 / 3004,87
Hf = 9,02 mca.
É importante ressaltar que a pressão na entrada de uma adutora deve ser tal que possa
superar a pressão requerida no final, a perda de carga ao longo da mesma, e o desnível entre
a entrada e a saída. Por exemplo, se a adutora acima fosse acionar um aspersor canhão que
requer 50 mca para seu funcionamento, localizado numa posição 15 metros acima,
Pentrada = pressão de operação + perda de carga + desnível
Pentrada = 50 + 9,02 + 15 Pentrada = 74,02 mca.
DIMENSIONAMENTO DE LATERAIS
O critério de dimensionamento de uma lateral é tal que a perda de carga ao longo da
lateral não deve ultrapassar 55% da perda admissível no setor sendo irrigado. A perda
admissível no setor deve ser de no máximo 20% da pressão de operação dos emissores
instalados na lateral. Este critério implica, para laterais na horizontal, que a perda de carga
deva ser inferior a 11% da pressão de operação do emissor. Este critério é bastante
empregado em países como Estados Unidos, Espanha e Israel. No Brasil, alguns técnicos
ainda insistem em utilizar como critério que a perda de carga ao longo da lateral não deva
superar 20% da pressão de operação, o que nos parece uma perda excessiva.
18. O limite de 20% da pressão de operação no setor é bastante interessante porque
garante, para emissores cuja vazão é diretamente proporcional à raiz quadrada da pressão,
um limite de 10% aproximadamente de variação na vazão. Isto nos leva a refletir que o
critério é na verdade não permitir que a vazão, dentro de um mesmo setor sendo irrigado,
não varie mais que 10% da vazão média. Assim, a quantidade de água aplicada a todas as
plantas será bastante similar, assim como a quantidade de adubos aplicados caso haja
fertirrigação.
Por isso, para dimensionar uma lateral estabeleça antes a perda de carga tolerável.
Para calcular a perda de carga, aplica-se muito a equação Universal (Darcy Weisbach)
Hf = f (L/D) (V2/2g)
Para fluxo em laterais, do tipo laminar, Blasius sugere que o fator de perda de carga (f) seja
calculado como:
f = 0,32 / Nr0,25 onde Nr = V D / ν
onde n é a viscosidade da água (0,000001 m2/s para 20 graus de temperatura).
Combinando as equações acima obtém-se numa forma mais simples:
hf (mca) = 0,47 * L * Q 1,75 / D 4,75
onde L é o comprimento (m), Q é a vazão em litros por hora (l/h) e D é o diâmetro interno
em milímetros (mm). Esta equação é válida para temperatura da água de 20 graus. Para
temperatura de 25 graus a perda de carga seria 2,8% menor.
Cabe ressaltar que a vazão ao longo de laterais é variável já que em intervalos regulares
existem emissores liberando água. Assim, a vazão máxima ocorre no início da lateral e a
vazão do último trecho é apenas a vazão do último emissor. Como a vazão é variável, a
equação de perda de carga acima poderia superestimar a perda de carga. Para isto aplica-se
um fator de correção (F) designado como fator de múltiplas saídas. Este fator pode ser
calculado como:
F = 1 / (m + 1) + 1 / (2 * N) + (m – 1)0,5 / (6 * N2)
Onde N é o número de saídas (número de emissores) e m é o expoente da vazão na equação
de perda de carga. Caso seja empregada a equação de Hazen Williams, m = 1,852. Caso
seja empregada a equação acima m = 1,75.
Por exemplo, dimensionar uma lateral para abastecer 10 aspersores de 700 l/h cada,
espaçados entre si de 12 metros e operando com pressão média de 20 mca. A lateral teria
então 120 metros de comprimento e vazão total de 7000 l/h.
Neste caso, adotando 11% da pressão de operação como perda tolerável, temos:
19. Hf < 0,11 * 20 ou seja menor que 2,2 mca.
O fator de múltiplas saídas seria:
F = 1 / (1,75 + 1) + 1 / (2 * 10) + (1,75 – 1)0,5 / (6 * 102)
F = 0,415
Experimentando tubulação DN35 PN40 (DI = 35,7)
Hf = 0,47 * 120 * 7000 1,75 / 35,7 4,75
Hf = 12,73 mca
Aplicando-se o valor de F, Hf = 12,73 * 0,415, ou seja: Hf = 5,28 mca (muito acima de 2,2
mca que é o permitido)
Experimentando tubulação DN50 PN40 (DI = 48,1)
Hf = 0,47 * 120 * 7000 1,75 / 48,1 4,75
Hf = 3,09 mca
Aplicando-se o valor de F, Hf = 3,09 * 0,415, ou seja: Hf = 1,28 mca (abaixo de 2,2)
Portanto, escolheríamos tubulação DN50 para esta lateral.
20. IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
1. INTRODUÇÃO
O sistema de irrigação por gotejamento se desenvolveu em função da escassez de
água. Este sistema aplica água em apenas parte da área, reduzindo assim a superfície do
solo que fica molhada, exposta às perdas por evaporação. Com isto, a eficiência de
aplicação é bem maior e o consumo de água menor. Os emissores utilizados podem ser
gotejadores ou microaspersores.
2. COMPONENTES
Os principais componentes de um sistema de gotejamento são:
• Emissores (gotejadores ou microaspersores)
• Laterais (tubos de polietileno que suportam os emissores)
• Ramais (tubulação em geral de PVC 35, 50, 75 ou 100mm)
• Filtragem (filtros separadores, tela, disco ou areia)
• Automação (controladores, solenoides e válvulas)
• Válvulas de segurança (controladora de bomba, ventosa, anti-vácuo)
• Fertirrigação (reservatórios, injetores, agitadores)
• Bombeamento (motor, bomba, transformador, etc)
Emissores
a) Gotejadores
Os gotejadores podem ser do tipo “on line” que compreendem os gotejadores que
são acoplados à tubulação de polietileno após perfuração da mesma (foto abaixo).
Os gotejadores “in line” são emissores que já vêm inseridos na tubulação de polietileno
(foto abaixo). Qualquer que seja o tipo, eles podem ser normais ou autoreguláveis
(gotejadores cuja vazão varia muito pouco se a pressão variar).
21. A equação que descreve a vazão dos gotejadores pode ser escrita como:
q= Khx
onde q é a vazão em l/h, K e x são constantes do gotejador e h a pressão (mca). Por
exemplo, o gotejador Hidrogol (fabricado pela Plastro) tem K = 0.69 e x = 0.502. Por
isso, com pressão de 10 mca ele goteja 2.19 l/h.
b) Microaspersores
Os microaspersores são emissores que como o próprio
nome indica funcionam como aspersores de porte reduzido.
Alguns têm partes móveis (rotativos ou dinâmicos) como a foto
ao lado e outros não têm (sprays ou estáticos), ilustrado na foto
abaixo.
22. Filtros
A filtragem da água de irrigação constitui-se em uma medida eficaz na redução de
bloqueios físicos dos emissores. Para isto, a escolha dos filtros deve ser realizada de
acordo com o tipo de emissor e a qualidade da água, garantindo assim a prevenção de
bloqueios dos emissores.
A filtragem é realizada de modo que a água tenha que passar por orifícios tão
pequenos que as impurezas possam ser retidas. Em geral esses orifícios possuem
tamanho de 1/6 a 1/10 da menor passagem existente dentro dos emissores.
Filtros Centrifugadores - São filtros que separam partículas por mecanismos de
força centrífuga. São muito utilizados para remover partículas de areia presentes em
águas subterrâneas.
23. Filtros de Tela - A tela pode ser de tela (plástico ou
inox). A velocidade de filtragem é da ordem de 0.15 m/s. Os
tamanhos vão desde pequenos filtros plásticos de ¾ polegadas
até filtros metálicos automáticos de grande porte (figura
abaixo).
A tabela a seguir apresenta as características geométricas de telas utilizadas na
filtragem
Mesh* Abertura
(micra)
80 180
100 152
120 125
150 105
180 89
200 74
* mesh refere-se ao número de aberturas em uma polegada (25.4mm)
A limpeza dos filtros de tela pode ser manual ou automatizada. Toda vez que a
diferença entre a pressão de entrada e a pressão de saída superar um valor pré-
determinado, em geral 5 a 8 mca, ocorre a lavagem automática do filtro que pode ser
auxiliada por escovas, dispositivos de sução, etc.
24. Filtros de Disco – Nestes filtros a água é forçada a passar entre discos plásticos
ranhurados, como mostra a figura a seguir para um modelo já comercializado pela Rain
Bird.
Filtros de areia – Esses filtros funcionam retendo impurezas num meio poroso.
Normalmente a água é forçada a passar entre partículas de areia de 0,8 a 1,5 mm.
Partículas de areia de 1.5 mm equivalem a 100 a 130 mesh, de 1.20mm (130 a 140mesh),
de 0.78mm (140 a 180mesh), de 0.70mm (150 a 200 mesh) e 0.47mm (200 a 250 mesh).
As partículas são em geral arestadas para reter com mais eficiência filamentos orgânicos.
As partículas não possuem exatamente o mesmo diâmetro. Por isso são preparadas de
modo que tenham coeficiente de uniformidade 1.2 a 1.5 (o diâmetro do orifício que
deixa passar 60% das partículas é 50% maior que o diâmetro que deixa passar 10%).
25. A velocidade da filtragem é tal que cada metro quadrado de seção transversal do
meio poroso filtre aproximadamente 50 m3/h. A espessura do leito filtrante é da ordem
de 40 a 50cm. Em geral, emprega-se mais de um tanque para possibilitar a retrolavagem.
Neste caso, enquanto um tanque filtra a água, no outro a água passa no sentido inverso,
para expandir em cerca de 30% a areia, afastando os grânulos um do outro, possibilitando
a saída das impurezas retidas.
A areia dos filtros é trocada somente após vários anos de funcionamento (5 a 10
anos), bastando apenas completar anualmente pois alguns grânulos podem escapar
juntamente com a água da retrolavagem. A retrolavagem ocorre sempre que a diferença
de pressão (entrada-saída) ultrapassar o valor de 5 a 8 mca. Este processo dura de 1 a 4
minutos, dependendo da quantidade de impurezas retidas.
Para escolha do filtro a ser utilizado, é necessário conhecer o teor de sedimentos
inorgânicos e orgânicos da água a ser filtrada. Em geral pode-se empregar as seguintes
recomendações:
Sedimentos orgânicos Sedimentos inorgânicos Tipo de filtro
(mg/l) (mg/l)
<5 <5 Tela manual
5 a 10 Disco manual
> 10 Tela ou disco automático
5 a 10 <5 Tela ou disco automático
5 a 10 Areia manual
> 10 Areia manual
>10 Qualquer concentração Areia automático
26. Fertirrigação
Para fazer a aplicação do fertilizante junto a água de irrigação é necessário que o
sistema possua um injetor para incorporar os produtos na água. Este injetor é considerado
um dos principais componentes do sistema de irrigação localizada.
Os injetores podem ser classificados em três grupos:
• Os que utilizam pressão positiva (por exemplo, bomba injetora);
• Os que utilizam diferença de pressão (por exemplo, tanque de derivação);
• Os que utilizam pressão efetiva negativa como, por exemplo, injetor tipo
Venturi; e injeção por meio da tubulação de sucção da própria bomba do
sistema de irrigação (este método não é recomendável pois pode poluir as
fontes de água).
* Bomba injetora
É um equipamento que retira o fertilizante a ser aplicado de um reservatório e o injeta
diretamente no sistema de irrigação. Os equipamentos que promovem a injeção do
fertilizante podem ser do tipo pistão, do tipo diafragma ou mesmo uma bomba
centrífuga. Usa-se a bomba de pistão quando o sistema a trabalhar é de alta capacidade
e alta pressão.
As bombas injetoras do tipo centrífugas são as mais utilizadas atualmente e são
comercializadas acopladas a motores elétricos. A potência dos motores é de
aproximadamente 1 CV e o material da bomba em contato com o adubo é, em geral, de
inox ou plástico.
Agitador
Pré-mistura
Dreno de fundo
Motobomba
* Tanque de derivação de fluxo
Este sistema é muito raro e já não é utilizado mais. É um cilindro hermeticamente
fechado. O fertilizante é colocado dentro deste cilindro formando a solução nutritiva
27. junto com a água que se destina às plantas. Parte da água da irrigação é derivada,
passando pelos tanques, arrastando consigo a solução que lá se encontra. Esta água passa
por diferença de pressão transportando, desta forma, os nutrientes até os emissores.
O tanque é um equipamento relativamente barato, porém tem a desvantagem de
aplicar o fertilizante de forma não uniforme em relação ao tempo de aplicação. No
princípio da aplicação a concentração é alta, e em seguida seu valor diminui
exponencialmente com o tempo. Neste caso é mais recomendável o seu uso quando as
aplicações forem mais demoradas ou menos freqüentes.
* Venturi
Este é um injetor que se baseia no princípio hidráulico de Venturi. Este
equipamento é muito utilizado e consiste de um estrangulamento de uma tubulação,
causando um grande aumento da velocidade. Como a energia total da água é a mesma, o
aumento considerável da velocidade causa uma redução na pressão a ponto de promover
uma sucção resultante da mudança de velocidade do fluxo. Com isso, a solução contida
num reservatório aberto é aspirada e incorporada na água de irrigação.
Agitador
Pré-mistura
Venturi
Dreno de fundo
28. As vantagens deste injetor devem-se a sua simplicidade de operação, baixo custo
e satisfatória eficiência em condições controladas de vazões e pressões de serviço. Muitas
vezes, a velocidade não aumenta tanto com a simples derivação do fluxo (figura A) e
torna-se necessário o emprego de uma motobomba auxiliar (booster) para aumentar a
capacidade do venturi. Essa motobomba é, em geral, de pequena potência (0,5 a 1,0 CV).
Agitador
Pré-mistura
Venturi
Dreno de fundo
Booster
29. *Bombas dosadoras
Estas bombas exigem manutenção e peças quase sempre importadas, por isso é
preciso cautela no emprego deste tipo de equipamento.
FERTILIZANTES
Os principais fertilizantes empregados na fertirrigação são listados a seguir, com
sua respectiva solubilidade em água.
FERTILIZANTE SOLUBILIDADE (g/l)
Amônia (82% N) 900
Nitrato de amônia (34% N) 1870
Sulfato de amônio (21% N e 24% S) 710
Nitrato de cálcio (15,5% N) 1340
Monofosfato de amônia (11% N, 22% P) 430
Cloreto de potássio (60% K2O) 280
Nitrato de potássio (13% N 46% K2O) 130
Sulfato de potássio (53% K2O) 80
Nitrato de sódio (16% N) 730
Uréia (46% N) 1080
Sulfato de cobre (25% Cu) 320
Sulfato de zinco (36,4% Zn) 700
Difosfato de amônia (18% N 22% P) 250
Quelatos (Fe, Cu, Mn, e Zn) EDTA, DTPA Alta
Ácido fosfórico(52% P2O5) Alta
Sulfato de magnésio (MgSO4.7H20) 850
Gesso (sulfato de cálcio) 2,4
Bórax (11,3% B) 25
30. COMPATIBILIDADE DOS FERTILIZANTES
Os fertilizantes empregados na fertirrigação não podem ser misturados
aleatoriamente. É preciso verificar a compatibilidade entre eles para evitar complexação
de íons, formação de outros compostos e precipitados químicos. A tabela a seguir pode
ser utilizada para evitar possíveis problemas:
Sulfato de Fe, Zn, Cu, Mn
Quelatos de Fe, Zn, Cu, Mn
Sulfato de magnésio
Cloreto de potássio
Uréia
Nitrato de cálcio
Sulfato de potássio
Fosfato de amônia
Nitrato de potássio
Ácido nítrico
Nitrato de amônia
Sulfato de amônia
Ácido sulfúrico
Ácido fosfórico
Uréia
Nitrato de amônia
Sulfato de amônia
Nitrato de cálcio
Nitrato de potássio
Cloreto de potássio
Sulfato de potássio
Fosfato de amônia
Sulfato de Fe, Zn, Cu, Mn
Quelatos de Fe, Zn, Cu, Mn
Sulfato de magnésio
Ácido fosfórico
Ácido sulfúrico
Ácido nítrico
Totalmente compatível Fonte: Van der Gulik, T.W. 1999
Solubilidade reduzida
Incompatível
31. QUANTIDADE DE ÁGUA NECESSÁRIA
Lâmina bruta diária
A lâmina bruta é definida com base em dados de evapotranspiração potencial
Para café na região dos cerrados tem sido muito empregado o valor de 3 mm/dia
(3 l/m2/dia). Considerando que a largura da faixa molhada é de aproximadamente 1.5
metros, e o espaçamento entre ruas de 3.7 m, esta lâmina é aplicada na verdade em
apenas
100 * 1.5/3.7 = 40.5% da área.
3 mm/dia / 0.405 = 7.4 mm/dia na faixa úmida
De um modo geral pode-se estimar a lâmina bruta multiplicando a evapotranspiração
potencial máxima vezes o valor máximo de Kc e dividindo o resultado pela eficiência de
aplicação. Como o gotejamento molha apenas parte da área, o resultado deverá ser
multiplicado pelo percentual de área molhada. Este percentual é a razão entre a largura
da faixa molhada pelo gotejamento e o espaçamento entre laterais. Na verdade expressa
o percentual da área total que é molhado pela irrigação localizada.
Em termos matemáticos pode-se escrever que:
LB (mm/dia) = [(Kcmax * ETrmax) / (Ea)] * [PAM/100]
Obs: a constante 100 no denominador da expressão costuma ser substituída pelo valor 85
por projetistas Israelenses e Americanos, resultando numa lâmina bruta ainda maior.
Espaçamento entre plantas e laterais
Em geral, emprega-se uma ou duas linhas de gotejamento (laterais) por linha de
planta. No café é utilizada uma lateral e na laranja adulta são empregadas duas laterais
por linha de plantas.
Vazão do gotejador
A vazão do gotejador é da ordem de 3.4 a 4.0 l/h por metro linear. A largura do
bulbo úmido depende da vazão do gotejador e da textura do solo (redistribuição
horizontal da água).
Em geral pode-se utilizar a equação
DB = a + bq
onde DB: diâmetro do bulbo (m), a e b são constantes empíricas e q é a vazão do
gotejador (l/h)
Textura a b
Fina (argila) 1.2 0.10
Média 0.7 0.11
Grossa (areia) 0.3 0.12
32. Por exemplo, um gotejador de 3.4 l/h em latossolo vermelho escuro de cerrado
(consideramos textura média)
DB = 0.7 + 0.11*3.4
DB = 1.07 metros
Espaçamento entre gotejadores
Em geral pode-se empregar espaçamento entre gotejadores equivalente a 90% do
diâmetro do bulbo úmido.
A tabela a seguir serve como base para escolha do gotejador
Tipo de solo Espaçamento entre got (cm) Vazão do gotejador (l/h)
Arenoso 50 1,6 a 1,7
Médio 75 2,2 a 2,3
Argiloso 100 3,4 a 4,0
Nos latosolos vermelho escuro emprega-se em geral gotejadores de 2,2 l/h espaçados
de 75cm.
PROCEDIMENTOS PARA CÁLCULO DA VAZÃO
a) Definir tubogotejador (vazão e espaçamento entre gotejadores)
Exemplo: vazão do gotejador (qg) = 2,2 l/h
Espaçamento entre gotejadores (Eg) = 0,75m
a) Definir espaçamento entre laterais e entre plantas
Exemplo: El = 3,7 metros entre laterais
Ep = 0,50 m entre plantas na linha
b) Calcular vazão por metro linear (ql)
ql = qg/Eg
ql = 2,2 / 0,75 = 2,94 l/h/m
c) Definir a lâmina aplicada por hora (Lh)
Lh = qg / (El * Eg)
Lh = 2,2 / (3,7 * 0,75) = 0,793 mm/h
33. d) Definir a lâmina bruta diária (Lb)
Exemplo = 3 mm/dia
e) Calcular o tempo de irrigação por setor (Ti)
Ti = Lb/Lh
Ti = 3,0 / 0,793
Ti = 3,78 horas
f) Definir a jornada diária e o número de setores (NS)
Exemplo = 21 horas por dia (evitando 3 horas do horário de ponta)
NS = Jornada / Ti
NS = 21 / 3,78 NS = 5,55 setores
NS = 5 setores (arredondar para baixo)
g) Corrigir a jornada diária
Jd = NS * Ti = 5 * 3,78 = 18,9 horas
h) Definir a área a ser irrigada e calcular o tamanho do setor
Exemplo A = 80 há
As = A / NS = 80 / 5
As = 16 há
i) Calcular o comprimento de tubogotejador por setor
CT = (As * 10000 m2/ha) / El CT = (16 * 10000 ) / 3,7
CT = 43244 metros
j) Calcular a vazão do gotejamento
Q = CT * ql
Q = 43244 * 2.94
Q = 127137 l/h Q = 127 m3/h
k) Calcular volume aplicado diariamente em cada planta
Qpl = ql * Ep * Ti
Qpl = 2,94 * 0,5 * 3,78
Qpl = 5,55 l/planta/dia
34. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
MÉTODOS DE FERTIRRIGAÇÃO
Introdução
A fertirrigação consiste na aplicação de fertilizantes via água de irrigação. É um sistema
que teve início na Califórnia, por volta de 1930, em sistemas de irrigação por aspersão
em pomares. É uma técnica relativamente antiga que os agricultores de muitos países tem
utilizado, em diferentes métodos de irrigação.
Em alguns países, como os Estados Unidos, Israel e Itália, a fertirrigação tornou-se uma
técnica de uso generalizado, principalmente com o desenvolvimento de modernos
sistemas de irrigação e de equipamentos de injeção que permitiram e expansão do
número de produtos aplicáveis pela água de irrigação. Alguns exemplos destes produtos
estão apresentados a seguir:
• herbicidas;
• inseticidas;
• fungicidas;
• nematicidas;
• reguladores de crescimento
• agentes de controle biológico.
Para COSTA et al. (1986), embora a fertirrigação esteja sendo utilizada em algumas áreas
irrigadas no Brasil, a falta de informação, principalmente sobre dosagens, tipo de
fertilizantes mais recomendados, prevenção à formação de precipitados, modo e época de
aplicação, reflete a necessidade de se realizar pesquisas nessa área, levando em
consideração as diversas condições do país.
Vantagens e limitações da fertirrigação
Com base em resultados de pesquisas e na experiência de agricultores, o uso combinado
de fertilizantes na água de irrigação apresenta vantagens e limitações à sua aplicação.
Vantagens
As principais vantagens notadas no uso da fertirrigação são:
Mau aproveitamento dos equipamentos de irrigação:
Em princípio, o mesmo sistema de injeção pode ser utilizado na introdução de diversas
substâncias na água de irrigação como, por exemplo, os defensivos agrícolas (herbicidas,
inseticidas, fungicidas e nematicidas), além de reguladores de crescimento aplicados por
intermédio da água de irrigação num grande número de culturas
Economia de mão-de-obra:
A aplicação manual é imprecisa e desuniforme. A aplicação através do uso de tratores e
aviões são relativamente dispendiosas. O uso da fertirrigação reduz os requerimentos de
mão-de-obra na aplicação de adubos.
Economia e praticidade:
1
35. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Contrariamente aos outros métodos, o uso do equipamento de fertirrigação é prático e de
fácil mobilidade, já que se trata de um equipamento central para toda uma área, parcela
ou linha lateral. Ocorre a economia de fertilizantes devido ao fato de que a solução dilui-
se de forma homogênea na água de irrigação, distribuindo-se no campo da mesma
maneira que a água.
Distribuição uniforme e localizada dos fertilizantes:
Nos pomares irrigados por aspersão convencional a irrigação ocorre ao longo das fileiras
e, supostamente, é onde se localiza o fertilizante. Nos métodos mecanizados a aplicação
de fertilizantes e feito entre as fileiras de plantas, onde a irrigação é feita parcialmente ou
não dependendo do sistema de irrigação utilizado. Quando se utiliza sistemas de irrigação
localizada ocorre uma melhor distribuição dos fertilizantes por estes sistemas
apresentarem uma alta uniformidade de distribuição, e por estes serem aplicados onde
ocorre uma maior concentração de raízes e uma menor perda por lixiviação de nutrientes.
Aplicação em qualquer fase de desenvolvimento da cultura:
A aplicação de fertilizantes pode ser feita independentemente da cultura e das variações
provenientes das necessidades específicas nas diferentes etapas de desenvolvimento da
cultura: crescimento vegetativo, floração e maturação.
Eficiência do uso e economia de fertilizantes:
A aplicação fracionada dos nutrientes aumenta a sua assimilação pelas plantas e limita as
perdas por lixiviação, proporcionando um aproveitamento eficiente do fertilizante, isto é,
resposta da cultura equivalente a uma menor quantidade de fertilizante aplicado em
comparação com outros métodos. Um bom exemplo é mostrado nas Figuras 7.1 e 7.2
obtidas por MEIRELLES et al. (1980), estudando absorção e lixiviação de nitrogênio em
cultura de feijão (Phaseolus vulgaris, L.). Pelas figuras, pode-se concluir que a
fertilização nitrogenada deve ser aplicada parceladamente: 1/3 da dose total no plantio,
pelo fato de nas primeiras etapas do desenvolvimento da cultura a utilização de
fertilizantes ter sido alta, porém com baixa eficiência; e os 2/3 restantes dos 30 aos 45
após a germinação, período de maior necessidade de N pela planta e de maior eficiência
de utilização do fertilizante nitrogenado. Após os 45 dias, não se deve fazer adubação
nitrogenada pois, apesar de haver aumento no nitrogênio total da planta, a contribuição de
nitrogênio do fertilizante cai sensivelmente, havendo maior absorção de nitrogênio do
solo.
Redução da compactação do solo e dos danos mecânicos à cultura:
O tráfego de tratores na lavoura pode ser minimizado com a fertirrigação. Além de
economia com combustível e com a manutenção da frota, consegue-se redução da
compactação do solo e dos danos mecânicos às plantas.
2
36. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 1: Nitrogênio na planta proveniente do fertilizante (NPPF), nitrogênio total na planta (NTP) e
eficiência da utilização do fertilizante nitrogenado (EUFN), em função do tempo após a germinação
(TAG).
Figura 2: Variação do nitrogênio total na planta proveniente do fertilizante (NTPPF) e do solo
(NTPPS), e da testemunha, ao longo do período da cultura. TAG = Tempo após a germinação.
Controle de profundidade de aplicação e absorção:
Muitos fertilizantes exigem um certo teor de umidade para sua absorção a uma dada
profundidade. De acordo com as características do solo, do fertilizante e da cultura, às
vezes, é conveniente aplicar o fertilizante pouco antes de finalizar a irrigação para
impedir a lixiviação de nutrientes. O controle de qualidade dá água aplicada pela
irrigação juntamente com o fertilizante, permite fazer aplicações em profundidades de
solo onde ocorre uma maior absorção radicular, evitando-se, desta forma, perda de
nutrientes por lixiviação.
Aplicação de micro-nutrientes:
São geralmente elementos caros, aplicados em pequenas dosagens, portanto exige-se um
sistema de aplicação mais preciso e eficiente.
3
37. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Redução do custo de aplicação:
Existe a possibilidade de se utilizar a mesma instalação para aplicação de outros produtos
como herbicidas, fungicidas, inseticidas, etc. Desta forma a aplicação simultânea de dois
ou mais produtos na lavoura via água de irrigação pode aumentar os benefícios
econômicos da fertirrigação.
Na Tabela 7.1, mostra comparações de custo de diferentes esquemas de aplicação de
produtos químicos na água de irrigação (quimigação), em relação aos sistemas
convencionais. Fica evidente nessas comparações que esta técnica torna-se mais barata
quando usada duas ou mais vezes por ano. A economia geralmente cresce quando
aumenta o número de aplicações anuais, mas depende também da combinação dos
produtos químicos aplicados. No caso do Brasil, onde o feijão é uma das principais
culturas irrigadas, principalmente sob pivô central, a quimigação deve proporcionar
substancial economia, pois o feijoal exige aplicações periódicas de defensivos juntamente
com a necessidade de se molhar o solo
Tabela 7.1: Custos comparativos (quimigação x métodos convencionais), em dólares/ha, quando se
usaram diferentes esquemas de aplicação de produtos químicos
Esquema de Quimigação Convencionais Economia com a
1 2 3
aplicação Custo fixo Custo variável Custo total Custo total quimigação
1F 8.56 4.50 13.06 6.20 -6.86
1F, 1H 4.28 9.00 13.28 20.20 6.92
2F,1H 2.85 13.50 16.35 26.40 10.05
2F,1H,1I 2.14 14.78 16.92 32.00 15.08
2F,1H,1I,1Fg 1.71 16.06 17.77 37.60 19.83
2F,1H,2I,1Fg 1.43 17.34 18.77 43.20 24.43
2F,1H,4I 1.22 18.62 19.84 48.80 28.96
3F,1H,4I 1.07 23.12 24.19 55.00 30.81
3F,2H,4Fg 0.95 27.62 28.57 69.00 40.43
3F,2H,5I 0.86 28.90 29.76 74.60 44.84
(1)
Número de aplicações por ano e tipo químico: F= fertilizantes, H= herbicidas, I=
inseticidas e Fg = fungicidas.
(2)
Assumindo que o custo fixo do equipamento de quimigação é de 6.56 dólares/ha/ano
mais dois dólares de custo de manutenção/ha/ano.
(3)
Baseado no custo operacional de um pivô central para 61 ha.
Limitações
A maioria dos inconvenientes citados na literatura não se deve ao método em si, mas sim
ao problema de manejo incorreto e à falta de informações que existe com relação a
muitos aspectos ligados à nutrição das plantas. Os principais inconvenientes são:
• Entupimento devido a precipitação causada pela incompatibilidade dos distintos
fertilizantes entre si e quando utilizadas na água de irrigação ou devido à problemas de
salinidade. Como, por exemplo, o superfosfato e o cálcio que contém carbonato de
cálcio solúvel;
• Aumento excessivo da salinidade da água de irrigação;
4
38. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
• Corrosão. Algumas partes metálicas da rede de distribuição pode ser danificada devido
à atividade corrosiva de alguns fertilizantes;
• Reação dos fertilizantes na linha de distribuição, sobretudo os fosfatos que podem
provocar precipitados na rede de água através de reações dependendo do nível de PH,
isto pode comprometer seriamente a uniformidade de distribuição de água dos
equipamentos de irrigação localizada;
• Possibilidade de contaminação e envenenamento de fontes de água com produtos
químicos, pondo em risco a saúde de pessoas e animais. Como precaução, deve-se
instalar válvulas de retenção e anti-vácuo na tubulação para impedir a inversão no
fluxo da rede de irrigação;
• A pureza dos fertilizantes utilizados, ocorre o inconveniente de que faltam alguns
elementos que aparecem como impurezas em adubos tradicionais. Este é o caso, por
exemplo, do enxofre. Por isto a aplicação de elementos secundários e micro-elementos
é mais importante que os adubos convencionais granulados.
Métodos de injeção de produtos químicos na irrigação
Existem muitos métodos de injeção química nos sistemas de irrigação. Esses métodos
podem ser classificados em 4 grupos: bombas centrífugas, bombas de deslocamento
positivo, diferencial de pressão e métodos baseados no principio de venturi.
Estes quatro grupos estão subdivididos em algumas categorias, de acordo com o princípio
de funcionamento (Figura 3), apesar que, existem alguns injetores que utilizam uma
combinação destes métodos. Esta publicação discutirá as vantagens e desvantagens de
cada grupo de injetor químico e suas principais aplicações. Um resumo sucinto das
vantagens e desvantagens de injetores é mostrado na Tabela 7.2.
Figura 3: Esquema classificatório do tipo de métodos de injeção.
5
39. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
1. BOMBAS CENTRÍFUGAS
As bombas centrífugas de pequeno fluxo radial (booster) podem ser usadas para injetar
adubos dentro dos sistemas de irrigação (Figura 4). Basicamente este sistema funciona
através do bombeamento da solução com uso de uma bomba centrífuga através da ação
centrífuga ou pela ação de sustentação imposta pelas palhetas do rotor à solução que está
em contato com elas. Desta maneira, a força centrífuga das palhetas expele o fluído para
a periferia, enquanto a pressão negativa desenvolvida junto ao eixo promove a aspiração
de novas quantidades de solução, estabelecendo-se assim a continuidade do processo.
Para a operação da bomba centrífuga como um injetor de fertilizantes é necessário que a
pressão por ela produzida seja maior que a pressão na linha principal de irrigação.
Entretanto, a taxa de injeção da solução a partir da bomba depende da pressão na linha de
irrigação. Portanto para uma boa performance da distribuição de fertilizantes e produtos
químicos é necessário uma calibração adequada da bomba.
Figura 4: Bomba centrífuga injetora de produtos químicos.
2. BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
Bombas de deslocamento positivo são freqüentemente usadas para injeção de produtos
químicos dentro de sistemas de irrigação pressurizados. Elas podem ser classificadas em
recíprocas (pistão e diafragma), rotativas, peristálticas e mistas, dependendo do
mecanismo usado para transferência de energia para o fluído. Bombas recíprocas incluem
pistão, diafragma e combinação pistão/diafragma e todas são usadas normalmente para
injeção de adubos dentro dos sistemas de irrigação. A maioria das bombas rotativas ou
mistas não são usadas para injeção de adubos. As exceções são as bombas rotativas de
engrenagens e excêntricos, que eventualmente são usadas, e as bombas peristálticas que
podem ser usadas somente para pequenas taxas de injeção.
Pela definição, uma bomba de deslocamento positivo faz com que o fluído bombeado
adquira um movimento com a mesma velocidade, em módulo, direção e sentido, que o
6
40. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
órgão móvel que o impele, promovendo a admissão e a expulsão de volume
correspondente de fluído.
2.1. Bombas Recíprocas
Bombas recíprocas são bombas na qual ocorre um deslocamento de um pistão ou
diafragma que desloca uma certa quantidade de solução nutritiva em cada movimento. A
troca interna do volume da bomba cria uma alta pressão, na qual força a entrada de fluído
dentro da tubulação principal de irrigação. Estas bombas são classificadas como bombas
de pistão, bombas diafragmas ou uma combinação de pistão e diafragma.
Freqüentemente as bombas recíprocas são acionadas eletricamente. A taxa de injeção de
produtos químicos através de um acionamento elétrico da bomba é praticamente
constante e independe da vazão de água do sistema de irrigação. Portanto, a taxa de
injeção, deve ser calibrada entre intervalos se a vazão do sistema não é constante em todo
o intervalo
Para assegurar-se que a concentração de produtos químicos seja constante na linha
principal de irrigação um injetor de acionamento elétrico pode ser instalado,
conjuntamente com um medidor de vazão que irá detectar as variações de vazão do
sistema e ajustará automaticamente a velocidade de injeção do injetor ou o tempo de
injeção. Outra possibilidade é medir-se a condutividade da água de irrigação (se está
sendo injetado fertilizantes) e através desta informação faz-se um ajuste automático.
Existem no mercado vários sensores para se determinar a condutividade elétrica da água
que devem ser calibrados para os diferentes produtos químicos utilizados.
2.1.1 Bomba de pistão
O funcionamento de uma bomba de pistão é baseado em movimentos seqüenciais que
promovem impactos consecutivos de admissão e compressão. Com o movimento de
admissão, o produto químico entra no interior do cilindro através da válvula de sucção,
(Figura 5/A). Com o movimento de compressão (Figura 5/B), o produto químico é
forçado para o interior da linha de descarga através da válvula de descarga.
2.1.2 Bomba de diafragma
O funcionamento de uma bomba de diafragma é semelhante ao da bomba de pistão. O
movimento pulsante é transmitido para o diafragma através do fluido ou do eixo
mecânico e, então, através do diafragma, para o produto químico que está sendo injetado.
Uma ilustração do movimento de sucção e descarga é mostrado na Figura 6 (A e B).
Normalmente a combinação de bombas de pistão que movimentam o diafragma através
de óleo ou outro fluído são bombas que apresentam uma maior precisão na injeção de
adubos como também uma maior resistência a corrosão devido a produtos químicos.
Algumas bombas de pistão ou diafragma são acionadas hidraulicamente, através da vazão
que passa através do injetor. A força hidráulica é transmitida para o pistão que o empurra
para frente e para trás em movimento consecutivos que faz com que ocorra um sucção de
solução química como também uma injeção da mesma na linha principal de irrigação. A
7
41. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
taxa de injeção destas bombas depende da vazão do sistema de irrigação. Portanto se
ocorrerem variações de vazão na linha principal do sistema conseqüentemente irão
ocorrer variações na taxa de injeção destas bombas. Nestes casos a taxa de injeção é
proporcional a taxa de vazão do sistema.
Figura 5: Bomba de pistão d impacto. (A) Posição de admissão e (B) Posição de compressão.
Outra maneira de acionar um injetor usando a água de irrigação pode ser visto na Figura
7. Neste caso o mecanismo de funcionamento é formado por dois pistões de diferentes
tamanhos e uma série de válvulas. O pistão de maior tamanho é acionado pela pressão do
sistema de irrigação. O pistão de menor tamanho injeta a solução química para dentro da
linha de irrigação.
As bombas de pistão ou diafragma injetam soluções químicas concentradas através de
pulsos separados por um intervalo de tempo. Algumas bombas são equipadas com pistões
ou diafragmas com dupla ação para minimizar as variações de concentração e solução
química no sistema de irrigação. Nestes casos o volume de ambos os lados do pistão ou
diafragma é usado para bombear solução química (Figura 8). Entretanto se o
comprimento da linha entre o injetor é o ponto de aplicação de solução é curto, um
tanque de mistura deve ser colocado para assegurar uma mistura melhor entre a água e o
fertilizante.
8
42. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 6: Bomba de diafragma. (A) Posição de sucção, (B) posição de descarga.
Figura 6: Pistões injetores para sucção de solução nutritiva.
2.2 Bombas rotativas
As bombas rotativas são bombas de engrenagens externas e bombas de excêntricos que
transferem o produto químico da sucção para a descarga através da rotação do eixo das
engrenagens, dos excêntricos, ou de outros mecanismos similares (Figura 9 e 10). A
operação destas é baseada num vácuo parcial criado pôr um descompasso de rotação
entre as duas engrenagens. Este vácuo causa o fluxo do produto químico para o interior
da bomba, onde é transportado entre as engrenagens ou excêntricos e a carcaça da bomba
para o ponto de descarga da mesma.
2.3 Bombas peristálticas
A bomba peristáltica é mais usada em laboratório químico, mas pode ser utilizada
também para injeção de produtos químicos em pequenos sistemas de irrigação. Possui
capacidade limitada, com pressão de trabalho variando de 30 a 40 psi (0.2 a 2.8 atm.).
Uma bomba peristáltica é mostrada na Figura 11.
9
43. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 7: Bomba de pistão de dupla ação.
Figura 8: Bomba de engrenagem.
O tubo flexível é pressionado por rolamentos e uma quantidade de fluxo é succionada e
conduzida por uma ação de compressão para a área de descarga. Este tipo de bomba é
adequado para bombear líquidos corrosivos, uma vez que o líquido fica complemente
isolado de todas as partes da bomba em questão.
3. MÉTODOS BASEADOS NO DIFERENCIAL DE PRESSÃO
O método diferencial de pressão baseia-se na adição de energia ao sistema e/ou
aproveitamento da pressão negativa do corpo da bomba, no trecho de sucção do conjunto,
podendo fazer uso de pressão positiva ou negativa. Ele pode ser separado em dois
distintos grupos: Injeção na sucção da bomba de irrigação e injeção no recalque da
bomba de irrigação.
10
44. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 9: Bombas de excêntrico.
Figura 10: Bomba peristáltica
3.1 Injeção na linha de sucção de bombas (vácuo)
A técnica de injeção de solução química na sucção da bomba de irrigação é muito
simples e de baixo custo. A pressão negativa, ou vácuo, é criada no interior do corpo da
bomba e é transmitida para a tubulação de sucção do conjunto moto-bomba. A Figura 12
mostra esquematicamente o tubo de sucção, o local da admissão da solução do produto
químico, tanque de solução, conjunto moto-bombas e a linha principal. Uma
desvantagem deste tipo de injeção é que a taxa de injeção não pode ser ajustada
facilmente, além de causar problemas de corrosão no rotor da bomba dependendo do tipo
de solução química utilizada
Uma observação muito importante é que, em alguns países europeus e em alguns estados
americanos (Florida por exemplo), o uso deste sistema na injeção produtos químicos é
proibido por lei quando se utiliza água subterrânea como fonte na irrigação. devido a
possibilidade de contaminação do manancial hídrico.
11
45. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 11: Injeção na sucção da bomba.
3.2 Injeção no Recalque (pressão positiva)
Aplica-se uma pressão positiva, maior que a do sistema de irrigação, através de um
conjunto auxiliar, de forma que as características técnicas do injetor satisfaçam os
requerimentos de área, volume e doses a serem aplicados.
Uma exigência básica para o funcionamento do método da pressão positiva é que a
pressão desenvolvida pela moto-bomba auxiliar seja maior do que a pressão na linha do
sistema de irrigação, para que ocorra a injeção. É necessário uma fonte de energia externa
para operar o conjunto moto-bomba auxiliar.
3.2.1 Mistura em Tanque sobre Pressão
O tanque injetor de mistura funciona com uma descarga de solução química na linha
principal de irrigação através de um diferencial de pressão. A água é dividida a partir da
linha principal, misturada com fertilizantes e injetada novamente na linha principal do
sistema (Figura 13). Uma quantidade de fertilizante necessária para uma injeção é
colocada em um cilindro. Parte da vazão que passa na linha principal de irrigação do
sistema é desviada para o cilindro, controla-se a vazão de entrada do tanque através de
um medidor de vazão que é colocado antes da entrada do tanque e depois da derivação da
linha principal. A solução química é misturada com a água que foi desviada para o tanque
e é injetada novamente na rede de irrigação. Para ocorrer uma boa operação do sistema de
injeção de fertilizantes é necessário que ocorra um diferencial de pressão entre a entrada e
a saída do injetor que é provocada por um registro ou por uma válvula reguladora de
pressão que é instalada na linha principal do sistema de irrigação.
Este sistema tem a vantagem da praticidade, simplicidade e baixo custo, por outro lado
apresenta inconvenientes. Um deles é o fato de que a concentração da solução dentro do
12
46. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
tanque decresce exponencialmente no tempo com a introdução de água ao longo do
processo de injeção. A experiência tem mostrado que é necessário um volume
equivalente a cerca de quatro vezes o volume do tanque para injetar todo o fertilizante na
linha, no caso de ser colocado no tanque a solução já preparada (fertilizante líquido).
Figura 12: Tanque de fertilizante pressurizado.
3.2.2 Misturadores Proporcionais
É uma adaptação feita no tanque injetor para minimizar os problemas de variação da
concentração da solução ao longo do tempo. Para isto usa-se uma bolsa plástica, ou
diafragma, dentro do tanque, para conduzir o produto isoladamente da água que circula
no tanque (Figura 14). Nesse caso, a solução é impulsionada pela ação da água na rede,
que pressiona a parede externa da bolsa plástica e promove a introdução da solução no
fluxo de irrigação, através de um bocal, mantendo constante a concentração. Para
minimizar os problemas de variações de vazão do sistema de irrigação, deve-se colocar
uma válvula reguladora de pressão na linha principal entre o intervalo de entrada e saída
do tanque injetor além de colocar outra válvula reguladora entre a saída do tanque e a
entrada da solução na linha principal.
4. INJETOR TIPO VENTURI
É uma peça especial, acoplada à linha de irrigação, que consiste numa seção gradual
convergente, passando numa seção constrita constante e em seguida numa gradual
transição ampliadora, retornando ao diâmetro original da linha de irrigação. No momento
de passagem pela seção constrita, cria-se um diferencial de pressão que “ succiona” a
solução do tanque para a linha lateral ou principal (Figura 15).
A queda de pressão no venturi deve ser suficiente para criar uma pressão negativa
(vácuo) em relação á pressão atmosférica. Nessas condições, a solução química contida
no interior do depósito irá fluir para o injetor. O fluxo de solução pode ser regulado, se
desejável, por válvula ou registro instalado na tubulação.
13
47. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 13: Misturadores proporcionais.
A desvantagem deste método é que a perda de carga localizada no venturi pode atingir
cerca de 1/3 da pressão de serviço na lateral ou principal, dificultando ou
impossibilitando a injeção.
Uma alternativa para contornar o problema seria instalar o venturi em um “by-pass” da
linha de irrigação, com menor diâmetro que a mesma, reduzindo a perda de carga
localizada e facilitando a injeção. Um benefício adicional seria permitir que um venturi
de baixa capacidade possa ser usado para injetar solução fertilizante na tubulação
principal de grande diâmetro, uma vez que parte do fluxo é desviado através do injetor.
Para que isto ocorra com maior eficiência e precisão na distribuição da solução na linha
principal de irrigação, torna-se necessário a instalação de uma válvula reguladora de
pressão na linha principal entre os pontos de entrada e saída do injetor, além da colocacão
de dois registros, um na entrada e outro na saída do injetor, para que ocorra um
diferencial de pressão (Figura 16).
5. MÉTODOS COMBINADOS
Existem no mercado alguns injetores que empregam a combinação de diferentes métodos
ao mesmo tempo. O mais comum é a combinação do método diferencial de pressão com
o medidor de venturi ou alguma medição na qual se baseia no princípio de venturi.
O uso da combinação entre o método diferencial com o venturi pode ser encontrado em
alguns sistemas onde a queda de pressão necessária para o funcionamento do venturi
pode ser dificultada por produzir restrições no projeto do sistema de irrigação.. A
combinação de um esquema do venturi com o tanque sobre pressão pode ser uma
alternativa viável para esse caso (Figura 17).
14
48. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 14: Esquema de um injetor tipo venturi instalado na linha principal.
Figura 15: Injetor venturi com válvula reguladora de pressão na linha principal.
Outro método combinado pode ser a utilização de uma bomba centrífuga pode ser usada
para adicionar pressão no líquido que passa pelo desvio e, conseqüentemente, no injetor
(Figura 18).
Escolha do equipamento
De acordo com FRIZZONE et al (1985), para a escolha de um equipamento para
fertirrigação devem ser considerados os seguintes aspectos:
15
49. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Figura 16: Combinação do injetor venturi com um tanque sobre pressão.
Figura 17: Injetor venturi ligado a uma bomba centrífuga.
Volume e capacidade do equipamento
Deve-se levar em conta a quantidade de solução que o tanque pode conter e a vazão
proporcional e total que se pode introduzir na rede de irrigação. Estes valores são
determinados de acordo com as normas de irrigação e fertilização, condições de
suprimento de água e rede de irrigação. Por exemplo, para uma parcela de 1 ha irrigada
em 2 turnos requerendo 200 litros de solução fertilizante por hectare e devendo-se
completar a aplicação ao final de 2 horas, o volume mínimo do tanque deverá ser de 200
litros e a vazão de 50 litros/hora. Deve-se considerar, também, a expansão da área
cultivada, futuras modificação no sistema e alguma margem de segurança, como por
exemplo, no caso de aplicação em série, onde serão necessários volumes muito maiores.
16
50. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Precisão ou fidelidade de funcionamento
Relaciona-se à precisão do equipamento, sua resistência em condições de campo, nível
técnico e capacidade exigida do operador, necessidade de acompanhamento no início e
término da operação e qualidade da assistência técnica.
Forma de operação ou funcionamento
Refere-se à fonte de energia necessária para o funcionamento do equipamento de
fertilização. Por exemplo: pressão da água, eletricidade, motor de combustão ou trator.
Mobilidade
Em propriedades agrícolas com numerosas unidades irrigadas, deve-se preferir um
equipamento móvel, o que possibilitará uma redução de custos.
Diluição do fertilizantes
A proporção de diluição é a relação entre a quantidade de solução do fertilizante e a
quantidade total. Por exemplo: 1 litro de solução fertilizante para 199 litros de água
representam uma relação de diluição de 1:200.
Legislação para prevenção de contaminação de mananciais
Antes da injeção de qualquer solução química nos sistemas de irrigação é necessário a
utilização de uma válvula de retenção antes do sistema injetor, para prevenir qualquer
problemas do retorno da solução para a fonte de água.
Os sistemas de injeção de solução química na sucção da bomba do sistema de irrigação
geralmente é proibido em alguns países europeus e em alguns estados dos Estados
Unidos da América, como por exemplo na Florida. A exceção é feita para os sistemas
onde a fonte hídrica é um rio ou lago e a solução química que está sendo injetada no
sistema seja somente fertilizantes. Neste caso é exigido um sistema duplo de prevenção
que é uma válvula de retenção antes do depósito da solução nutritiva e mais uma válvula
de pé no início da tubulação de sucção da bomba. No Brasil, ainda não existe legislação
relacionada com a aplicação de produtos químicos via água de irrigação
De acordo com a Agência de Proteção do Meio Ambiente (EPA) somente as bombas de
injeção do tipo pistão e diafragma podem ser usadas para a injeção de pesticidas e outras
soluções químicas tóxicas.
17
51. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Tabela 7.2:- Comparação do vários métodos de injeção de solução química.
Tipo de injeção Vantagens Limitações
Bomba centrífuga Baixo custo. Pode ser calibrada Calibração depende da pressão do sistema
durante o funcionamento
Bomba de pistão Alta precisão. Calibração linear. Alto custo. Pode necessitar de parada para
Calibração independe da pressão. ajustar a calibração. Vazão da solução
Funciona para altas pressões química não é continua
Bomba diafragma Ajuste da Calibração durante o Calibração não é linear. Calibração
funcionamento. Alta resistência a depende da pressão do sistema. Custo
produtos químicos médio e alto dependendo da bomba.
Vazão da solução química não é continua.
Bomba Alta precisão. Calibração é linear. Alto custo. Pode necessitar de parada para
pistão/diafragma Alta resistência a produtos ajustar a Calibração.
químicos. Funciona para altas
pressões. Calibração independe
da pressão.
Bombas de Taxa de injeção pode ser ajustada Solução bombeada não pode ser abrasiva.
engrenagens e durante o funcionamento Taxa de injeção depende da pressão do
excêntricas sistema. Continuidade da vazão química
depende do número de engrenagens
dentro da bomba
Bomba Alta resistência a produtos Taxa de injeção depende da pressão do
peristáltica químicos. Ajustes podem ser sistema. Pressão de funcionamento é
feitos fazendo a troca do tamanho baixa e média
do tubo. A taxa de injeção pode
ser ajustada durante o
funcionamento.
Venturi Baixo custo. Uso simples. Calibração depende do nível do produto
Calibração pode ser feita durante no depósito. Necessita de diferencial de
o funcionamento. Força pressão. Variação na concentração
hidráulica química. Não pode ser calibrado par uma
taxa de injeção constante.
Misturador Baixo a médio custo. Calibração Necessita de diferencial de pressão.
proporcional durante operação. Maior precisão Variação na concentração da solução
na taxa de injeção de fertilizantes química. O volume de solução injetada é
limitada pelo tamanho do tanque.
Freqüente reabastecimento de solução.
Tanque Custo médio. Fácil operação. Necessita de diferencial de pressão.
misturador sobre Volume total de solução química Variabilidade na concentração da solução
pressão pode ser feito com precisão química. Não pode ser calibrado para taxa
de injeção constante.
Combinado Médio custo, movido pela energia Controle relativo da quantidade de
composto de da água do sistema. Maior produto injetado. Mais caro que o tanque
bomba principal precisão que o tanque misturador misturador ou venturi sozinho.
e auxiliar, ou venturi sozinho
venturi e tanque
misturador
18
52. AP 219 – Engenharia de Irrigação
Prof. Roberto Testezlaf
Considerações gerais
Existem vários métodos de aplicação de produtos químicos, a escolha de um deles
dependerá principalmente das condições financeiras do agricultor, de fatores edáficos,
topográficos, valor comercial de cultura e sensibilidade da mesma a variações de
concentração de nutrientes no sistema.
Quando se deseja um nível constante de concentração da solução química a ser aplicada
na linha, e se dispõe de capital suficiente, as bombas injetoras de deslocamento positivo
são as mais recomendadas. Pois, proporcionam exatidão na aplicação do fertilizante,
sendo ideal para culturas sensíveis de alto valor comercial. Este sistema também facilita a
aplicação do fertilizante em áreas onde a topografia não é favorável, e por ser automático
não necessita de mão de obra especializada.
Os métodos de pressão diferencial, venturi, tanque de derivação de fluxo são
relativamente simples e de baixo custo em relação à bomba injetora. Sendo que, o
Venturi apresenta uma menor variação de concentração em função do tempo e um menor
custo em relação ao tanque de derivação de fluxo. Entretanto, o sistema de venturi,
apresenta o inconveniente de produzir grandes perdas de pressão no sistema e dificuldade
de automação. É mais recomendado para pequenas áreas de produção devido a sua
capacidade limitada na aplicação volumétrica de solução nutritiva, e também para
culturas que não requer muita precisão de aplicação de fertilizantes. Em virtude da
facilidade de movimentação que apresentam, estes sistemas podem ser utilizados em
áreas que dificultam a mecanização devido à topografia. E, por apresentar facilidade de
acoplamento no sistema de irrigação, a fertirrigação pode ser efetuada em diferentes fases
do desenvolvimento da cultura.
A fertirrigação com o método de através da sucção da bomba de irrigação deve ser
criterioso, pois o tanque de fertilizante fica ligado à sucção da bomba e havendo queda de
tensão na rede elétrica a solução contaminará a fonte de água. Também é necessário usar
produtos não corrosivos para não danificar a tubulação de sucção e o rotor da bomba.
Apesar destes inconvenientes este sistema apresenta baixo custo em relação à bomba
injetora e eficiência para aplicação da solução nutritiva em pequenas e grandes áreas.
19