Adequação de engates rápidos de aspersores como conectores de mangueira para distribuição de água em sulcos de irrigação

As a way to reduce water losses in furrow irrigation systems, used in fresh market tomato production, farmers are improperly distributing water into the field using plastic hose. The objective of this work was to study the suitability of using quick coupler sprinkler as hose connectors for water distribution in tomato plantation. The first step of the study was to assess the current hose field operation for tomato growers. Subsequently, four models of quick couplers sprinklers available in the market were tested in laboratory to determine the coefficient of resistance, the equivalent tube length, the head loss curve and the linking efficiency. As result, a structural design for hose connectors was presented using the model of coupling with the best hydraulic performance. Additionally, some technical recommendations on its use in irrigation water distribution are highlighted. Despite the requirement for additional field trials, the proposed system has potential to optimize the water use efficiency, to improve workers ergonomic conditions, and ensure good profitability to the producer.

Adequação de engates rápidos de aspersores como conectores de mangueira para distribuição de água em sulcos de irrigação

Como forma de reduzir as perdas de água que ocorrem na irrigação empregada na cultura do tomateiro, agricultores vêm utilizando mangueiras de forma precária na distribuição de água aos sulcos. O presente trabalho teve como objetivo estudar a adequação de engates rápidos de aspersores para serem aplicados como conectores de mangueiras por produtores irrigantes que façam uso desse sistema de distribuição de água. A primeira etapa do estudo foi avaliar, em campo, a operacionalidade do uso de mangueiras por produtores que fazem uso desse sistema. Posteriormente, quatro modelos de engates rápidos, disponíveis no mercado, foram ensaiados em laboratório, determinando-se o coeficiente de resistência, o comprimento equivalente, a curva de perda de carga e a eficiência de estanqueidade. Como resultado, apresenta-se o projeto estrutural de um sistema de conexão de mangueiras, utilizando-se do modelo de engate com melhor desempenho e recomendações quanto ao seu uso na distribuição de água. Apesar da necessidade de ensaios adicionais em campo, o sistema proposto tem potencial para otimizar a eficiência do uso da água, melhorar as condições ergonômicas do trabalhador e garantir boa rentabilidade ao produtor.

Determinação do perfil radial de aspersores a partir de ensaios de distribuição de água em sistemas autopropelidos de irrigação

Este trabalho apresenta uma rotina computacional, em Visual Basic 6, para determinar o perfil radial de aspersores, mediante ensaios de equipamentos autopropelidos de irrigação. Para a avaliação do programa, foi utilizado o aplicativo computacional SIMULASOFT e dados de ensaios de campo de sistemas autopropelidos de irrigação. As lâminas aplicadas, geradas pelo programa SIMULASOFT, foram para o aspersor PLONA-RL250 (bocal = 20 x 6 mm; pressão = 490 kPa), em deslocamento linear com velocidade de 50 m h-1, e quatro ângulos de giro distintos (180; 270; 330 e 360º). As lâminas aplicadas, observadas nos ensaios de campo, em condições de vento menores que 1,5 m s-1, foram para o aspersor PLONA-RL250, operando na pressão de 392 kPa e sob as condições: i) bocal de 14 mm, ângulo de giro de 240º e velocidade de 30 m h-1; ii) bocal de 14 x 6 mm, ângulo de giro de 270º e velocidade de 55 m h-1. O perfil radial gerado pela rotina computacional com as lâminas aplicadas, geradas com SIMULASOFT, foi igual ao perfil radial obtido em ensaios de laboratório, revelando que o procedimento de cálculo está correto. Uma boa semelhança entre os perfis radiais do aspersor, determinados em ensaios de laboratório e gerados pela rotina computacional, com as lâminas obtidas nos ensaios de campo, foi observada, mostrando que ensaios de campo de sistemas autopropelidos de irrigação podem ser utilizados para a obtenção do perfil radial de aspersores.

Uniformidade de aplicação de água de equipamentos autopropelidos de irrigação com aspersores de perfil radial triangular, elíptico e retangular

Este trabalho apresenta resultados de simulações digitais da uniformidade de aplicação de água de sistemas autopropelidos de irrigação, para a condição de ausência de ventos. Nas simulações foram considerados aspersores com perfis radiais de distribuição de água tipo triangular, elíptico e retangular, operando sob diferentes combinações de ângulo de giro (de 180 até 360º) e espaçamento entre carreadores (de 0 a 100% do diâmetro molhado - DM). Os resultados das simulações foram apresentados em três grupos distintos, cada um representando a mesma forma geométrica do perfil radial de distribuição de água. Independentemente do ângulo de giro, os melhores valores de uniformidade foram obtidos com espaçamentos menores que 45% e entre 55% e 70% do DM para o perfil radial triangular e com espaçamentos menores que 50% e entre 70% e 90% do DM para os perfis radiais elíptico e retangular. Para os três perfis radiais, ângulos de giro do aspersor entre 180 e 230º geram maiores valores de coeficiente de uniformidade.

Análise de incerteza de um sistema automatizado para ensaios de aspersores de irrigação

Ensaios de distribuição de água de aspersores são convencionalmente realizados manualmente, requerendo tempo e mão de obra treinada. A automação desses ensaios proporciona redução da demanda por esses recursos e apresenta potencial para minimizar falhas e/ou desvios de procedimento. Atualmente, laboratórios de ensaio e calibração acreditados junto a organismos legais devem apresentar em seus relatórios a incerteza de medição de seus instrumentos e sistemas de medição. Além disso, normas de ensaio e calibração apresentam especificação de incerteza aceitável, como a norma de ensaios de distribuição de água por aspersores, ISO 15886-3 (2012), a qual exige uma incerteza expandida de até 3% em 80% dos coletores. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um sistema automatizado para os ensaios de aspersores em laboratório e realizar a análise de incerteza de medição, para sua quantificação nos resultados de ensaio e para dar suporte ao dimensionamento dos tubos de coleta. O sistema automático foi constituído por um subsistema de gerenciamento, por meio de um aplicativo supervisório, um de pressurização e um de coleta, por meio de módulos eletrônicos microprocessados desenvolvidos. De acordo com instruções do sistema de gerenciamento o sistema de pressurização ajustava a pressão no aspersor por meio do controle da rotação da motobomba, e o sistema de coleta realizava a medição da intensidade de precipitação de água ao longo do raio de alcance do aspersor. A água captada por cada coletor drenava para um tubo de coleta, que estava conectado a uma das válvulas solenoides de um conjunto, onde havia um transmissor de pressão. Cada válvula era acionada individualmente numa sequência para a medição do nível de água em cada tubo de coleta, por meio do transmissor. Por meio das análises realizadas, as menores incertezas foram obtidas para os menores diâmetros de tubo de coleta, sendo que se deve utilizar o menor diâmetro possível. Quanto ao tempo de coleta, houve redução da incerteza de medição ao se aumentar a duração, devendo haver um tempo mínimo para se atingir a incerteza-alvo. Apesar de cada intensidade requer um tempo mínimo para garantir a incerteza, a diferença mínima de nível a ser medida foi a mesma. Portanto, para os ensaios visando atender a incerteza, realizou-se o monitoramento da diferença de nível nos tubos, ou diferença de nível, facilitando a realização do ensaio. Outra condição de ensaio considerou um tempo de coleta para 30 voltas do aspersor, também exigido pela norma ISO 15886-3 (2012). A terceira condição considerou 1 h de coleta, como tradicionalmente realizado. As curvas de distribuição de água obtidas por meio do sistema desenvolvido foram semelhantes às obtidas em ensaios convencionais, para as três situações avaliadas. Para tempos de coleta de 1 h ou 30 voltas do aspersor o sistema automático requereu menos tempo total de ensaio que o ensaio convencional. Entretanto, o sistema desenvolvido demandou mais tempo para atingir a incerteza-alvo, o que é uma limitação, mesmo sendo automatizado. De qualquer forma, o sistema necessitava apenas que um técnico informasse os parâmetros de ensaio e o acionasse, possibilitando que o mesmo alocasse seu tempo em outras atividades.

Redes de rega de campos de golfe

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Projecto de um sistema de rega para uma exploração agrícola na Beira Gomes

Trabalho de Projecto de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Estudo, Avaliação e Propostas de melhoria para a Climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia

A eficiência energética e a preocupação com a sustentabilidade têm vindo a ganhar preponderância na sociedade moderna. Este trabalho é uma contribuição para esta tendência onde se pretendeu avaliar e sugerir alterações ao sistema de climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia (PBG). Procedeu-se em primeiro lugar a uma caracterização física, química e geográfica dos 5 biomas constituintes do Biorama. Para isso, recorreu-se a documentos fornecidos pelo próprio PBG, visitas ao local e registo de medições de alguns parâmetros (temperatura, humidade relativa, qualidade do ar). Posteriormente foi realizado o balanço térmico dos edifícios, de acordo com a legislação em vigor, recorrendo a expressões e conceitos teóricos. Foram determinados valores dos ganhos térmicos de aquecimento de 15811, 10694, 7939, 9233, e 6621 kWh/ano para Floresta tropical, Mesozoico, Dunas, Savana e Deserto, respetivamente. Foram igualmente determinados valores dos ganhos térmicos no verão de 7093, 4798, 3560, 4144 e 2971 kWh na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de aquecimento foram 149, 125, 47, 60 e 51 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de arrefecimento foram iguais a 59, 57, 47, 35 e 36 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. Algumas soluções são avançadas, bem como alternativas comportamentais de modo a corrigir alguns problemas identificados. Uma proposta é a da instalação de painéis solares e acumuladores de calor, com os quais se estima um ganho médio conjunto de 500 W em cada bioma, e representam um investimento de 1050 euros e terão um retorno de 1 ano. Em relação à humidade é sugerido a utilização mais eficaz dos aspersores existentes e a utilização de esponjas, para fazer subir a humidade relativa para valores superiores a 80%. Em sentido inverso, no inverno, propõem-se a utilização de material higroscópico para fazer baixar a humidade relativa em cerca de 5%. Os custos com os suportes e o material higroscópico rondam os 250 €. Por fim, é sugerido a instalação de um aparelho de ar condicionado de 16 000 BTU no corredor de ligação, pois é a única forma de garantir condições de conforto térmico. Esta proposta de arrefecimento com ar condicionado e ainda o recurso a uma cortina de lâminas de plástico, que servem para efetuar uma separação mais eficiente entre ar frio e ar quente, têm um custo aproximado de 350 €. É ainda sugerida a utilização de lonas ou de uma planta trepadeira com um custo por planta de 5€, nas coberturas dos telhados virados a sul, sendo que a zona do corredor deverá ser totalmente coberta, a fim de evitar a exposição solar direta.

Influência da crosta superficial nas taxas de infiltração de água medidas com simulador de chuva e anéis concêntricos

A taxa de infiltração de água no solo, conjuntamente com a taxa de chuva, determina a taxa de enxurrada, constituindo medida importante para a previsão de erosão e estudos de conservação do solo. Pode-se medir a taxa de infiltração por meio de um infiltrômetro de cilindros concêntricos (CC) ou de um simulador de chuva (SC). A utilização do CC requer menos trabalho do que o SC, mas os resultados obtidos com o CC comumente estão em desacordo com as taxas de infiltração que ocorrem em situações de chuva natural, possivelmente por causa da formação de uma crosta superficial sob chuva. A formação dessa crosta procede tanto de fatores independentes do manejo do solo, como a intensidade da chuva e a textura do solo, quanto de fatores dependentes do manejo, principalmente a resistência ao cisalhamento e a cobertura vegetal. Em situações favoráveis à ocorrência de formação de crosta, espera-se que taxas de infiltração medidas com o CC superestimem as taxas reais durante uma chuva. Para verificar a correlação entre o manejo do solo e a razão das taxas de infiltração obtidas com CC e SC, essas taxas foram medidas por ambos os métodos em dois Podzólicos (Ultissolos) da região sul do Brasil. Os tratamentos diferiram com a cobertura vegetal e com a existência de crosta superficial. Medidas da taxa de infiltração com SC foram realizadas com um simulador de chuva com bicos aspersores Veejet 80100, em parcelas de 3,5 x 11,0 m, gerando chuva de intensidade de 64,2 mm h-1, durante 100 a 150 minutos. As parcelas foram delimitadas com chapas de metal e a enxurrada foi coletada no lado inferior por três segundos a cada três minutos. O CC consistiu de dois cilindros (diâmetros de 0,30 e 0,60 m), cravados no solo até 0,10 m pouco antes da determinação com o SC. A área dentro dos anéis foi inundada e as taxas de infiltração foram registradas dentro do anel interior, em intervalos de tempo regulares, com três repetições por parcela. Os resultados mostraram que a taxa de infiltração final, quando medida com o CC, foi de cinco a 10 vezes superior à medida com o SC. Medidas da taxa de infiltração com o CC diferiram menos das do SC, quando uma cobertura do solo estava presente. Taxas instantâneas de infiltração diferiram menos quando a crosta preexistente foi removida anterior aos testes. Esses resultados mostram que as taxas de infiltração determinadas pelo CC e SC não podem ser utilizadas em estudos de conservação do solo sem correção e que essa correção deve considerar as condições de manejo, especialmente aquelas relacionadas com a existência e formação de crosta superficial e com a presença de cobertura vegetal.

Efeitos de sistemas de preparo do solo no uso da água e na produtividade do feijoeiro

Este trabalho teve por objetivo comparar o plantio direto, em duas densidades de palhada, com outros sistemas de preparo do solo, quanto à eficiência do uso da água e à produtividade de duas cultivares de feijoeiro com diferentes arquiteturas de planta. O experimento foi conduzido por quatro anos em um Latossolo Vermelho-Escuro, em Santo Antônio de Goiás, GO, utilizando o delineamento em faixas, com parcela subdividida, com quatro repetições. As faixas A, paralelas a uma linha central de aspersores, consistiram de cinco lâminas de irrigação. Considerando a média dos quatro anos, as quantidades de água aplicadas em cada faixa foram de 399,8; 307,0; 216,8; 128,0 e 54,0 mm. As faixas B, transversais à linha central de aspersores, consistiram de cinco sistemas de preparo do solo: plantio direto, plantio direto mais cobertura morta, grade aradora, arado de aiveca e arado escarificador. Nas subparcelas foram plantadas as cultivares de feijão Aporé e Safira. A magnitude da resposta da produtividade do feijoeiro à lâmina de água aplicada variou com a cultivar e com o sistema de preparo do solo. O sistema de plantio direto, com adequada cobertura morta, propiciou maior economia de água em comparação aos demais sistemas de preparo do solo.

Eficiência da irrigação em rendimento de grãos e matéria seca de milho

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da irrigação e o efeito do déficit hídrico sobre o rendimento de grãos e o acúmulo de matéria seca da parte aérea de uma cultura de milho. O experimento foi conduzido na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Eldorado do Sul, RS, durante quatro anos agrícolas, de 1993/94 a 1996/97. Utilizando um delineamento experimental em faixas com aspersores em linha, foram aplicados cinco níveis de irrigação, da capacidade de campo à ausência de irrigação. Os rendimentos de grãos foram crescentes com aumentos no nível de irrigação até 80% da dose necessária para a capacidade de campo; a máxima eficiência da irrigação foi obtida entre 60 e 80% e esteve associada a déficits hídricos durante o período crítico da cultura, alcançando 40 kg ha-1 mm-1. Por outro lado, a maior eficiência da irrigação para produção de matéria seca da parte aérea foi obtida com déficits hídricos prolongados durante o período de crescimento exponencial da cultura. Reduções no rendimento de grãos, causadas por déficit hídrico, estiveram relacionadas com a redução do número de grãos por espiga e por metro quadrado, já que o peso médio de grãos não foi afetado.

Deficit hídrico e secamento parcial do sistema radicular em pomar de lima ácida

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do deficit hídrico associado ao secamento parcial do sistema radicular ("partial rootzone drying", PRD) na produção e eficiência de uso de água, em pomar de lima ácida 'Tahiti', na Região do Semiárido baiano. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com seis tratamentos e seis repetições. Os tratamentos com PRD foram realizados pela alternância periódica (7, 14 ou 21 dias) dos lados em que o microaspersor localizava-se em relação às plantas. Esses tratamentos foram conduzidos com lâmina d'água equivalente a 50% da evapotranspiração da cultura (ETc) e comparados ao tratamento com deficit hídrico de 50% da ETc com microaspersor fixo em um dos lados das plantas, e ao tratamento 100% da ETc, com aspersores de ambos os lados das plantas. Avaliou-se também o PRD (21 dias) com diminuição da irrigação em 25% da ETc. O PRD com 50% da ETc não difere do tratamento com esse mesmo deficit e sem alternância de lados da irrigação, em termos de produtividade, eficiência do uso da água, e diâmetro e peso dos frutos, independentemente do período de alternância dos lados de irrigação. O PRD com diminuição da irrigação em 25% da ETc não causa perdas em relação à condição sem deficit e sem localização da irrigação.

Uniformidade de distribuição superficial e subsuperficial de água e de água residuária de suinocultura com irrigação por aspersão em malha

A irrigação por aspersão em malha está sendo bastante utilizada em café, pastagem, cana forrageira e capineiras, por ser sistema de baixo custo, de fácil instalação e manejo e por permitir fertirrigação com água residuária de suinocultura e de bovinocultura. Para determinar a uniformidade de distribuição de água e de água residuária de suinocultura nesse sistema de irrigação, foi conduzido um experimento na Fazenda-Escola da Universidade de Uberaba, empregando-se pluviômetros eqüidistantes, entre quatro aspersores de duas linhas laterais. O coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC) e o coeficiente de uniformidade de distribuição (CUD) foram superiores aos valores mínimos recomendados, mesmo com 200 m³ de água residuária de suinocultura por hectare por ano.

Produtividade do feijoeiro sob diferentes uniformidades de distribuição de água na superfície e na subsuperfície do solo

Com o objetivo de comparar a uniformidade de lâminas aplicadas, uniformidade de umidades no solo e produtividade da cultura do feijoeiro, conduziu-se um experimento utilizando a cultivar de feijão IAPAR 57. Foram feitas aplicações de água na superfície do solo, com quatro valores de uniformidades, aplicando-se a mesma lâmina, utilizando-se de quatro espaçamentos entre aspersores: 12 x 12 m; 18 x 18 m; 18 x 24 m, e 24 x 24 m. Foram feitas análises das distribuições dos dados de lâmina aplicada, de umidade do solo e de rendimento de grãos, no espaço. Para isso, foram usadas técnicas de análise exploratória que consistiram principalmente em gráficos tipo "box-plot" simplificados, nos quais são apresentados apenas os valores de mediana, máximo e mínimo das distribuições. Verificou-se que a qualidade da irrigação interferiu na uniformidade da umidade do solo e influenciou nas variáveis de produção da cultura de feijão. Uniformidade máxima não implicou maior produtividade de grãos.

Simulação das perdas de água por evaporação e arraste, no aspersor NY-7 (4,6 mm x 4,0 mm), em sistemas de aspersão convencional

As perdas de água por evaporação e arraste em sistemas de irrigação por aspersão podem assumir valores consideráveis, reduzindo a eficiência do sistema. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar a capacidade preditiva de cinco modelos empíricos para estimar perdas de água por evaporação e arraste em aspersores modelo NY-7 (bocais de 4,6 mm x 4,0 mm), trabalhando sob diferentes condições operacionais e ambientais, e ajustar modelos específicos para o aspersor NY-7. Comparando os resultados medidos em ensaios de campo, com os resultados simulados, foi possível concluir que os cinco modelos empíricos considerados apresentaram pouca ou nenhuma adequação, tanto para os ensaios com um único aspersor (quadrado do erro-médio de 5,27; 20,70; 5,07; 6,95 e 7,06% para os modelos empíricos 1; 2; 3; 4 e 5, respectivamente) quanto para os ensaios com linhas laterais contendo aspersores (quadrado do erro-médio de 7,41; 24,43; 6,72; 3,16 e 2,9% para os modelos empíricos 1; 2; 3; 4 e 5, respectivamente). Comparados aos cinco modelos empíricos considerados, os novos modelos ajustados apresentaram menores erros, indicando que a aplicação de modelos empíricos deve ser limitada às condições de operação (diâmetro de bocal, pressão de operação, etc.) similares àquelas em que os modelos foram desenvolvidos.