CARACTERIZAÇÃO DE DOIS MODELOS DE GOTEJADORES QUANTO A OCORRÊNCIA DE HISTERESE

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1 CARACTERIZAÇÃO DE DOIS MODELOS DE GOTEJADORES QUANTO A OCORRÊNCIA DE HISTERESE F. N. Cunha 1 ; N. F. da Silva 1 ; A. C. Ferreira 1 ; R. C. de Oliveira 1 ; M. B. Teixeira 2 ; F. A. L. Soares 2 RESUMO: O fenômeno da histerese em emissores poderá causar diferentes valores de vazão para uma mesma pressão. Objetivou-se caracterizar o comportamento hidráulico em condições superficiais e subsuperficiais e a ocorrência de histerese para dois modelos de tubos gotejadores (Naan Drip - NAAN e Plastro Hidrolite - HY). Utilizaram-se dez repetições (gotejadores) para cada modelo e aplicaram-se os seguintes valores de pressão: 0,4, 0,6, 0,8, 1,0 e 1,2 bar (HY) e 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 e 3,0 (NAAN) para confecção das curvas. Em condições subsuperficiais ambos os modelos de gotejadores apresentaram coeficiente de variação de vazão superior a 10% para o menor valor de pressão ensaiado, mostrando que para baixas pressões esses emissores apresentam distúrbios de vazão ao longo da linha lateral. PALAVRAS-CHAVE: vazão média, obstrução, coeficiente de variação de vazão. CHARACTERIZATION OF TWO MODELS DRIPPERS FOR THE OCCURRENCE HYSTERESIS SUMMARY: This study aimed to characterize the hydraulic behavior of surface and subsurface conditions and hysteresis for two models drippers (Drip Naan NAAN and Plastro Hidrolite HY). Ten replicates were used (emitter) for each template and applied to the following pressure values: 0,4, 0,6, 0,8, 1,0, and 1,2 bar (HY) and 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 and 3,0 (NAAN) for making turns. In both models subsurface conditions drippers flow variation coefficient showed more than 10% for the lowest pressure tested, indicating that low pressures for these transmitters have flow disturbances along the lateral line. KEY WORDS: flow rate, obstruction, flow variation coefficient. INTRODUÇÃO Dentre os métodos de irrigação possíveis tem-se destacado atualmente, a irrigação localizada, principalmente, o gotejamento subsuperficial. Esse sistema apresenta inúmeras 1 Bolsista de Iniciação Científica CNPq, Agronomia, IFGoiano Campus Rio Verde GO. Fone: (64) , fernandonobrecunha@hotmail.com 2 Engenheiro Agrônomo, Prof. Dr. IFGoiano Campus Rio Verde, GO

2 vantagens comparativas em relação aos demais, dentre elas, a redução da evaporação da água, a redução de danos mecânicos ao sistema, a menor interferência com os tratos culturais e a melhor eficiência na aplicação dos fertilizantes dissolvidos na própria água de irrigação, garantindo melhor desenvolvimento (DALRI & CRUZ, 2002; FARIAS et al., 2008), maior produção (GAVA et al., 2008) e melhor qualidade dos produtos (DALRI & CRUZ, 2008). Na irrigação localizada, a uniformidade de aplicação de água ao longo da linha lateral está intimamente relacionada à variação de vazão dos emissores, variação essa devida às perdas de carga ao longo do tubo e das inserções dos emissores, dos ganhos e perdas de energia de posição, da qualidade do tubo, das obstruções e efeitos da temperatura da água sobre o regime de escoamento e geometria do emissor (GOMES, 1999). No dimensionamento de sistemas de irrigação localizada, deve-se considerar a variabilidade existente entre gotejadores, decorrente do processo de fabricação. Outro ponto importante é que o sistema pode apresentar distúrbios de vazão ao longo do tempo em função da qualidade de água e do manejo de irrigação utilizado (COELHO, 2007). O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o comportamento hidráulico de dois tubos gotejadores com características para gotejo subsuperficial e avaliar a ocorrência de histerese para os mesmos. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado em uma casa de vegetação instalada na área experimental do IFGoiano Campus Rio Verde. A casa de vegetação é constituída de cobertura de filme plástico polietileno transparente, de 150 micras e laterais fechadas, com tela tipo sombrite com 30% de interceptação. Avaliaram-se as características hidráulicas dos seguintes modelos de tubos gotejadores autocompensantes: Naan Drip (NAAN) e Plastro Hidrolite (HY). A unidade experimental (dispositivo de medição de vazão) foi constituída por 20 recipientes de PVC com dimensões em metros: 0,1 x 0,6 (D x C), contendo cada recipiente um gotejador a 0,20 m de profundidade dentro do dispositivo. À entrada das linhas gotejadoras foi instalada uma tomada de pressão, permitindo que a cada medição de vazão a pressão fosse checada e, se necessário, ajustada àquela pré-estabelecida. Para a medição da pressão de serviço, à entrada da linha de emissores, foi utilizado um manômetro de bourdon com faixa de leitura de 0 7 Kgf cm -2. Durante todo o período do ensaio foram realizadas leituras de temperatura da água no reservatório de captação. Para se obter maior exatidão foi utilizado o método gravimétrico para a determinação do volume coletado de cada emissor, expressando-se os valores de vazão em L h -1, utilizando-se uma balança de precisão certificada. O procedimento para leitura individual da vazão dos gotejadores consistiu da pressurização do sistema, posicionamento de recipientes (1 litro) sob os respectivos gotejadores com uma defasagem de 5 segundos, retirada seqüencial dos recipientes após 5 minutos com defasagem de 5 segundos, medição do volume coletado. Posteriormente, tabularam-se os dados e efetuaram-se os cálculos da vazão, do coeficiente de variação de vazão e uniformidade de distribuição de água utilizando-se as equações enumeradas de 1 a 3.

3 P q = 60 (eq. 1) 1000 t s CV q = 100 (eq. 2) q q25 UD = 100 (eq. 3) q em que: P peso da água coletada, g; t tempo de coleta, min; q vazão do gotejador, L h -1 ; CVq coeficiente de variação de vazão, %; s desvio padrão da vazão dos gotejadores usados, L h -1 ; UD uniformidade de distribuição de água, %; q 25 vazão média de ¼ dos menores valores de vazão, L h -1 ; RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 1 mostra as vazões médias dos dois modelos de tubos gotejadores ensaiados para diferentes valores de pressão em ordem crescente (C) e decrescente (D) em condições subsuperficial (Sub) e superficial (Sup). Observa-se pela Figura 1 que ambos os modelos de gotejadores ensaiados tem sua vazão mais próxima da vazão recomendada pelo fabricante (HY = 1,0 L h -1 e NAAN = 1,5 L h -1 ) quando em situação superficial. A vazão de ambos os gotejadores reduziu em condições subsuperficiais comprometendo o funcionamento dos mesmos para um adequado manejo de irrigação conforme a pressão de serviço recomendada pelos fabricantes (PS = 1,0 bar). Figura 1. Curvas de vazão em função da pressão Comparando-se as curvas de vazão em função da pressão (crescente e decrescente) para o modelo HY em condições superficiais com as obtidas em condições subsuperficiais observa-se a ocorrência de histerese quando do uso de gotejo enterrado, sendo as maiores discrepâncias observadas para as pressões de 0,4 bar (crescente) e 1,2 bar (crescente e decrescente). Já para o ensaio com curvas de vazão em função da pressão (crescente e decrescente) para o modelo NAAN, as maiores discrepâncias foram observadas para pressões superiores a 1,0 bar. Independente dos valores de pressão (crescente ou decrescente) observou-se que o uso de pressão operacional equivalente a 1,0 bar reduz a ocorrência de histerese em condições subsuperficiais. A Figura 2 mostra os coeficientes de variação de vazão (CV, %) obtidos em função da variação da pressão (crescente e decrescente) para os dois modelos de gotejadores ensaiados.

4 Em condições subsuperficiais HY apresentou CV superior a 10% para o menor valor de pressão (crescente) ensaiado, mostrando que para baixas pressões esses emissores apresentam distúrbios de vazão ao longo da linha lateral. Para condição superficial os valores de CV foram ideais para toda a faixa de pressão ensaiada. Figura 2. Curvas de vazão em função do coeficiente de variação de vazão. Para condições superficiais houve uma adequada manutenção da vazão em função do aumento de pressão, ou seja, apresentaram comportamento autocompensante. Já para condição subsuperficial a variação de pressão de serviço alterou drasticamente a vazão, comprometendo o adequado funcionamento de ambos os modelos de gotejadores para a pressão de serviço recomendada pelo fabricante. Os gotejadores tenderam a apresentar redução de vazão quando enterrados. Quanto ao aspecto construtivo (barreiras físicas), nenhum dos gotejadores ensaiados (usualmente recomendados para irrigação por gotejamento subsuperficial) demonstrou possuir mecanismos que impeçam efetivamente a entrada de partículas sólidas em seu interior. CONCLUSÕES A condição de gotejo enterrado favoreceu a ocorrência de histerese quando comparada à condição de gotejo superficial. Em condições subsuperficiais ambos os modelos de gotejadores apresentaram CV superior a 10% para o menor valor de pressão (crescente) ensaiado. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). REFERÊNCIAS COELHO, R. D.; Contribuições para a irrigação pressurizada no Brasil p. Livre-Docência - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba, DALRI, A.B.; CRUZ, R.L. Efeito da freqüência de irrigação subsuperficial por gotejamento no desenvolvimento da cana-de-açúcar (Saccharum spp.). Irriga, Botucatu, v. 7, n.1, p , 2002.

5 DALRI, A.B.; CRUZ, R.L. Produtividade da cana-de-açúcar fertirrigada com N e K via gotejamento subsuperficial. Irriga, Botucatu, v. 28, n.3, p , FARIAS, C.H.A.; FERNANDES, P.D.; AZEVEDO, H.M.; DANTAS NETO, J. Índices de crescimento da cana-de-açúcar irrigada e de sequeiro no Estado da Paraíba. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.12, n.4, p , GAVA, G.J.G.; SILVA, M.A.; CRUZ, J.C.S.; JERÔNIMO, E.M.; OLIVEIRA, M.W.; KRONTAL, Y. VERED, E.; AGUIAR, F.L.; PEDROSO, D.B. Produtividade e atributos tecnológicos de três cultivares de cana-de-açúcar irrigadas por gotejamento subsuperficial. In: CONGRESSO NACIONAL DA STAB, 9, Anais. Maceió: STAB, 2008, p GOMES, H. P. Engenharia de irrigação: hidráulica dos sistemas pressurizados, aspersão e gotejamento. 3.ed. Campina Grande: UFPB, p.