Desempenho de aspersores na irrigação

A avaliação do desempenho de sistemas de irrigação, apesar de ser uma prática pouco realizada por técnicos e produtores rurais, é importante para incrementar a produtividade e utilizar adequadamente os recursos hídricos.

A agricultura irrigada tem sido uma importante estratégia para a otimização da produção de alimentos, promovendo desenvolvimento sustentável no campo, com geração de emprego e renda. Porém, a disponibilidade de água tem se tornado cada vez mais limitante, devendo ser utilizada de maneira criteriosa, não só visando o incremento da produtividade e da qualidade final do produto, mas também o uso adequado dos recursos hídricos.

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Para que a irrigação seja eficiente, é fundamental que os sistemas apresentem uniformidade de aplicação da água, igual ou acima dos limites estabelecidos. Uma vez instalado um projeto de irrigação, é necessário verificar se as condições inicialmente previstas se confirmam em campo. Para tanto, deve-se avaliar as condições de pressão, vazão e lâminas d’água aplicadas.

A avaliação do desempenho de um sistema de irrigação é etapa fundamental a ser realizada, pois é com base nesses resultados que será possível avaliar e adequar o sistema em relação à necessidade de água que a cultura exige. No entanto, a avaliação do desempenho de sistemas de irrigação em áreas cultivadas é uma prática pouco realizada por parte de técnicos da área e dos produtores rurais, por falta de orientação e, até mesmo, conhecimento.

Uma das maneiras para uniformizar os sistemas de irrigação é a correta escolha dos aspersores, adequando a necessidade que a cultura exige de água com as características operacionais destes equipamentos.

Há casos em que os produtores irrigantes se guiam apenas pelo catálogo fornecido pelo fabricante do aspersor para determinar a vazão, o que pode ocasionar aplicação de uma lâmina de água excessiva ou mesmo deficitária em comparação com a lâmina de reposição necessária para a cultura agrícola irrigada.

Em algumas propriedades agrícolas, os produtores não realizam revisões em seu sistema de irrigação - que geralmente é utilizado durante anos sem nenhuma ou reduzida revisão de seus componentes. Trabalhos que avaliaram sistemas de irrigação por aspersão demonstram que os principais defeitos em equipamentos de irrigação ocorrem primordialmente em vazamentos ao longo das tubulações do sistema, o segundo problema de maior impacto é o observado nos aspersores e por fim estão os encontrados no conjunto motobomba.

A vazão do aspersor se dá em função do diâmetro do bocal e da pressão de serviço. Quando a pressão é excessiva, ocorrerá a diminuição do tamanho médio de gotas em função da fragmentação do jato de água, diminuindo também o raio de alcance da lâmina aplicada.

A falta de revisão e de manutenção do sistema é uma das principais causas da má distribuição de água no solo, resultando em perdas na produtividade potencial quando comparada com áreas cultiváveis que utilizem manejo adequado da irrigação, com todo o sistema operacional funcionando de maneira eficaz.

Em experimento realizado no Laboratório de Hidráulica Agrícola, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), foi testada a variação da vazão de aspersores submetidos a diferentes pressões de serviço. Esta análise baseou-se em uma norma técnica (NBR ISO 3951) fornecida pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que padroniza os procedimentos que devem ser realizados em avaliações da vazão de aspersores. Foi realizada também a análise da variação da fabricação do aspersor.

Os aspersores comerciais utilizados foram do modelo P5 da marca Agrojet. A determinação da vazão foi realizada através de um hidrômetro com volume conhecido, e através de um cronômetro foi medido o tempo para uma volta completa do mesmo. A pressão de serviço foi monitorada por um manômetro instalado no cano de elevação próximo ao aspersor testado. Utilizou-se a expressão Q = V/T para obtenção da vazão medida, em que Q é a vazão (L/h); V é o volume (litros) e T é o tempo (horas).

Os testes foram realizados testando-se cinco pressões de trabalho (10mca, 15mca, 20mca, 25mca e 30mca), de acordo com o catálogo fornecido pelo fabricante do aspersor. Foram efetuadas repetições da vazão para cada valor de pressão, a fim de aumentar a confiabilidade dos dados. Utilizou-se uma caixa de plástico para conter a água no momento da realização dos testes.

A Tabela 1 apresenta os valores de vazão teórica e observada do aspersor quando submetido a diferentes pressões de serviço.

Segundo a Tabela 1, podemos observar que ocorrem pequenos desvios entre a vazão teórica e a vazão observada. As maiores diferenças acontecem nas menores pressões testadas devido ao fato de que as mesmas são mais difíceis de estabilizar, ocasionando, desta forma, uma maior oscilação na vazão.

A norma sugere que para aspersores que possuam vazões nominais acima de 250 litros/hora, que a variação da vazão não seja superior a 5%. Obteve-se como resultado do teste uma variação da vazão de 4,4%, 2,7%, 1,17%, 1,03% e 0,69% respectivamente para as pressões de serviço de 10mca, 15mca, 20mca, 25mca e 30mca.

Com base na classificação da norma e nos resultados obtidos, observa-se que todas as vazões nas distintas pressões de serviço estão em conformidade com a normativa técnica proposta pela ABNT.

Outro fator que pode interferir na vazão do aspersor é a variação na sua fabricação, podendo acarretar diferenças na vazão obtida a campo em relação à vazão teórica. Isto ocorre devido à precisão com que este equipamento é fabricado. Para a avaliação da variação de fabricação dos aspersores adotou-se a metodologia proposta por Solomon (1979), utilizando-se a relação entre o desvio padrão da vazão do aspersor e a sua vazão média submetida a testes com pressão em estudo. Obteve-se como resultado uma variação média de fabricação de 1%, o que, segundo o autor do teste, se classifica como excelente, demonstrando a ótima precisão com que esses aspersores foram fabricados.

Na Figura 1 estão representados os valores teórico (l/s) e de vazão observada (l/s). Por meio da análise visual da Figura 1 observa-se que existe uma alta correlação entre os valores de vazões observadas e teóricas, obtendo um elevado coeficiente de determinação (R²) de 0,9989, comprovando uma excelente tendência da vazão teórica poder refletir os valores de vazão observada a campo.

Diante disso, e com base nos testes realizados experimentalmente, podemos concluir que a utilização das vazões propostas pelo fabricante do aspersor está de acordo com as normativas técnicas propostas pela ABNT, comprovando que podemos utilizar os valores de vazão expostos no catálogo sem prejuízo para determinação da vazão aplicada em sistemas de irrigação de acordo com cada pressão de serviço.

É importante ressaltar que a manutenção e os reparos necessários devem ser realizados periodicamente nos equipamentos de irrigação para que haja maior eficiência e uniformidade de aplicação da lâmina de água, ajustando a utilização dos recursos hídricos para fins de irrigação.

Anderson Crestani Pereira, Adroaldo Dias Robaina, Marcia Xavier Peiter, Marcos Vinicius Loregian, Bruna Dalcin Pimenta, Jardel Henrique Kirchner, Luis Humberto Bahú Ben, Jhosefe Bruning, Wellington Mezzomo, Rogério Ricalde Torres, Laboratório de Engenharia de Irrigação- UFSM

 

Artigo publicado na edição 169 da Cultivar Máquinas