IRRIGAÇÃO LOCALIZADA Introdução

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1 IRRIGAÇÃO LOCALIZADA Introdução A irrigação localizada é uma tecnologia que vem sendo adotada recentemente pelos irrigantes, devido principalmente ao fato desta permitir um melhor aproveitamento de água, evitando desperdícios, e concomitantemente, aumentando a produtividade. A primeira referência de experiências com irrigação localizada ocorreu na Alemanha em 1860, onde tubos de argila eram utilizados juntamente com sistemas de irrigação e drenagem. Nos Estados Unidos, por volta de 1913, experimentou-se irrigar com tubos perfurados na superfície, mas concluiu que este era um método muito caro. Também foram observadas experiências com tubos com aberturas estreitas no Reino Unido por volta de Atualmente, os Estados Unidos apresentam grandes áreas com irrigação localizada. O uso de estufas e casas de vegetação têm incrementado áreas de 4 mil hectares em 1972 para 175 mil hectares em Califórnia, Flórida, Texas e Havaí contam com 91% desta área. Apesar da área com irrigação localizada representar menos de 1% da área total irrigada nos Estados Unidos, é significativa sua importância econômica. Tem havido aumento também em áreas na Austrália, Israel, México e África do Sul. Este tipo de irrigação apresenta um grande potencial onde: (1) a água é cara e escassa; (2) os solos são salinos, pedregosos ou de topografia acidentada; (3) áreas que produzem culturas com alto valor comercial. As principais culturas conduzidas sob irrigação localizada são: abacate, citrus, uva, morango, tomate, flores, fruteiras em geral e olerícolas. Utiliza-se este tipo de irrigação também em projetos paisagísticos, jardins e residências. Como a água, mão-de-obra e preparação de terrenos aumentam bastante os custos, os sistemas de irrigação localizada tendem a substituir os métodos convencionais de irrigação. Esses sistemas baseiam-se principalmente, no princípio da distribuição localizada da água, ou seja, ao invés de se irrigar toda uma área como nos outros métodos de irrigação, a água é aplicada somente próxima à região radicular das plantas, permitindo um melhor aproveitamento da água. A irrigação localizada permite a aplicação de um pequeno volume de água com alta freqüência de aplicação. Desta forma, somente uma fração da superfície do solo é molhada (Figura 2.1). Estes sistemas operam sob baixas pressões, sendo que pode haver variações significativas nos valores de vazões. No sistema por gotejamento, por exemplo, as pressões variam de 0,5 a 2 kgf/cm 2, enquanto que as vazões variam de 0,5 a 12 l/h. Já em sistemas de microaspersão, as pressões variam de 1 a 3 kgf/cm 2 e as vazões de 50 a 200 l/hora.

2 Figura 2.1: Distribuição da umidade no solo em sistemas localizados (KELLER & BLIESNER, 1990). Vantagens e limitações Os sistemas de irrigação localizada, quando corretamente projetados e bem manejados, apresentam vantagens e sobre os outros sistemas de irrigação. Vantagens 1. Permite um melhor aproveitamento hídrico, pois irriga apenas a área ao redor da planta, diminuindo assim, a evaporação direta da água do solo para a atmosfera. Reduz também, perdas por percolação profunda, escoamento superficial e por ventos. 2. Não interfere na execução dos tratos culturais, pois permite até mesmo o movimento de máquinas e implementos. 3. Propicia aumento da produtividade, melhorando a qualidade do produto, devido ao fato da umidade permanecer razoavelmente constante e da distribuição ao longo da linha de cultivo ser mais uniforme. 4. Reduz o perigo de salinidade para as plantas, pois mantém os sais diluídos na água do solo devido a aplicações freqüentes, e também na zona do bulbo molhado, permitindo assim, o uso de água com salinidade média. 5. Possibilita a prática de quimigação, ou seja, aplicação de produtos químicos (fertilizantes, inseticidas, fungicidas) via água de irrigação, o que acarreta uma redução na mão-de-obra e da quantidade de insumos, aumentando a eficiência de aplicação. 6. Facilita o controle fitossanitário, pois não molha a parte aérea das plantas, o que permite que os defensivos não sejam lavados, ao mesmo tempo em que facilita o controle de plantas daninhas, pois desestimula seu crescimento, reduzindo o uso de mão-de-obra e defensivos químicos. 7. Pelo fato de operar a baixas pressões e vazões e curtos períodos de operação, reduz o requerimento de energia, além de permitir automação. 8. Economia de mão-de-obra, devido ao fato do sistema ser fixo e ter a possibilidade de ser automatizado. 9. Adapta-se a diferentes tipos de solos e topografia. Prof. Roberto Testezlaf 2

3 Limitações 1. Apresenta um elevado custo inicial quando comparado a outros sistemas. 2. Devido ao pequeno diâmetro dos emissores, pode apresentar problemas de entupimento, causado principalmente por partículas de areia, fertilizantes, algas, bactérias, óxido de ferro e precipitados químicos, tornando-se necessário então, manutenção periódica. 3. Pode ocorrer o acúmulo de sais na superfície do solo e no perímetro do bulbo molhado, o que pode trazer prejuízos às plantas. 4. A uniformidade de distribuição dos emissores pode ser afetada, principalmente em áreas declivosas, onde emissores que operam com baixos valores de pressão podem ter variações de vazão significativas. 5. Pode ocorrer a limitação no desenvolvimento das raízes das plantas, devido ao fato das raízes tenderem a se desenvolverem somente na região do bulbo molhado, próximo ao emissor ao longo de cada linha lateral. 6. Alguns solos podem não ter capacidade de infiltração suficiente para absorver a água aplicada pelos emissores, sendo então necessário um manejo rigoroso. 7. Como um pequeno volume do solo é umedecido, limita-se a habilidade da planta em crescer em busca de água e fertilizantes em locais afastados da zona úmida, o que pode acarretar prejuízos na produção, caso haja interrupção da irrigação. 8. As linhas de polietileno podem ser danificadas por roedores e formigas. Tipos e componentes do sistema Um sistema de irrigação localizada é composto de estação de bombeamento, cabeçal de controle, linhas principais e linhas de derivação, linhas laterais, emissores, válvulas e outros dispositivos. A Figura 2.2 abaixo mostra um esquema de um sistema de irrigação localizada. Figura 2.2: Esquema de um sistema de irrigação localizada. Prof. Roberto Testezlaf 3

4 Cabeçal de Controle O cabeçal de controle juntamente com os gotejadores constituem as principais partes de um sistemas de irrigação localizada. O cabeçal situa-se após a moto-bomba, ou seja, no início da linha principal e é constituído das seguintes partes: medidores de vazão, filtros de areia e tela, injetor de fertilizantes, filtro de tela, válvula de controle de pressão, registros e manômetros. A Figura 2.3 ilustra um cabeçal de controle. Figura 2.3: Esquema de um cabeçal de controle. Figura 2.4: Vista de um cabeçal de controle instalado em campo. Prof. Roberto Testezlaf 4

5 Medidores de vazão Permitem um maior controle do volume d água aplicado e também facilita a automatização do sistema, porém eleva o custo do mesmo. Em regiões onde a água não é fator limitante ou seu custo não é muito elevado e onde tem-se mão-de-obra disponível, não sendo necessária a automatização do sistema, pode-se dispensar os medidores de vazão do cabeçal de controle, e simplesmente com o uso de registro, manômetro e vazão média dos emissores, pode-se fazer um controle da lâmina d água aplicada por irrigação. Sistemas de Filtragem Na irrigação localizada é obrigatório o controle da qualidade de água de irrigação, com o objetivo de evitar entupimentos, e consequentemente, má uniformidade na distribuição da água ao longo da linha lateral, utilizando-se então um sistema de filtragem antes da água percorrer essas linhas. O sistema de filtragem utilizado é em geral, composto de dois tipos de filtros, os de areia e os de tela (Figura 2.5), sendo que também existem os filtros de discos e ciclones. As características dos filtros (tipos, diâmetro das telas, etc.) dependem da quantidade de impurezas dissolvidas na água. Figura 2.5: Conjunto de filtros de tela (menor) e de areia. Os filtros de areia são compostos de camadas de areia de diferentes granulometrias, colocadas em um recipiente metálico (Figura 2.6). A água escoa através dessas camadas, onde as impurezas dissolvidas são retidas durante o escoamento. Após um certo tempo de filtragem, procede-se a limpeza do filtro através de uma retro-lavagem. Este filtro, é responsável pela eliminação de partículas grosseiras em suspensão, algas e viscosidades bacterianas, matéria orgânica, microorganismos e partículas coloidais. Os filtros de tela (Figura 2.7) são recipientes fechados, com uma tela interna, por onde a água escoa. São muito eficientes na retenção de partículas, porém facilmente obstruídos por Prof. Roberto Testezlaf 5

6 matéria orgânica. São responsáveis pela eliminação de impurezas menores que ultrapassam o filtro de areia, bem como partículas insolúveis advindas de fertilizantes. Figura 2.6: Esquema de um filtro de areia. Figura 2.7: Filtros de tela com diferentes "meshs". Para um melhor tratamento da água da irrigação, o sistema de filtragem deve ser composto dos dois tipos de filtros; com os filtros de tela localizados após o filtro de areia. Pode ocorrer também que a quantidade de matéria em suspensão seja de tal proporção, que venha a ser interessante se proceder a uma pré-filtragem da água, de modo a evitar excessiva necessidade de manutenção dos filtros. Dentre os métodos mais comuns, destacam-se a decantação, telas de malha grossa na entrada da água e outros. Geralmente, recomenda-se que seja realizada uma análise da água a ser utilizada, e verificar se estes valores se Prof. Roberto Testezlaf 6

7 encontram dentro dos limites razoáveis quanto à matéria em suspensão. Um critério para tentar-se analisar a água em relação ao potencial de entupimento que a mesma oferece é indicado na Tabela 2.1. Tabela 2.1: Classificação da água de irrigação de acordo com o potencial de entupimento. Perigo de entupimento Fator Pequeno Médio Grande Físico - Sólidos em suspensão Químico - ph - Sólidos dissolvidos - Manganês (máx ppm) - Ferro (máx. ppm) - Sulfeto de hidrogênio (máx. ppm) Biológico -População de bactéria (máx. n o /mol) 7, ,1 0,1 0,5 7,0-8, ,1-1,5 0,1-1,5 0,5-2,0 8, ,5 1,5 2, Sistemas de controle de pressão e vazão: Como o sistema de irrigação localizada opera sob baixas pressões e vazões, é necessário o uso de controladores de pressão e vazão em vários pontos do sistema (Figura 2.8), de modo a se obter controle total da quantidade de água que escoa no sistema. Tais reguladores podem ser instalados no cabeçal de controle na entrada das linhas secundárias, nas laterais, e até nos emissores. A diferença de pressão no hidrômetro pode ser medida através de tubos Venturi, placa de orifício, cotovelos de medição, entre outros. Figura 2.8: Regulador de pressão instalado no início da linhas de derivação ou secundárias. Sistema injetor de fertilizantes (fertirrigação) Estes sistemas proporcionam a aplicação de fertilizantes solúveis na água de irrigação, minimizando os custos com mão-de-obra e insumos e permitindo uma melhor aproveitamento dos fertilizantes pela planta. A uniformidade de distribuição será tanto maior quanto maior for a uniformidade de distribuição do sistema (Figura 2.9). Prof. Roberto Testezlaf 7

8 Figura 2.9: Sistema de fertirrigação por pistão. Devido a importância que a fertirrigação adquiriu atualmente no cenário da irrigação nacional, um capítulo exclusivo sobre estes métodos de injeção será apresentado dentro deste módulo. Linha principal É a tubulação que conduz a água da motobomba até as linhas de derivação. Geralmente, utilizam-se na linha principal tubos de polietileno, de PVC rígido ou flexível, galvanizados ou de cimento. Ela pode ser instalada na superfície do solo ou ser enterrada, este último caso facilita as operações com máquinas agrícolas na área. Linhas de derivação São as linhas que conduzem a água da linha principal até as linhas laterais. Geralmente, utilizam-se nas linhas de derivação tubos de polietileno flexível, quando instalados sobre a superfície do solo, ou tubos de PVC rígido quando enterrados. É comum a instalação de válvulas de controle de pressão no início das linhas de derivação para controlar vazão do sistema. Emissores São dispositivos que aplicam água a baixas vazões utilizados principalmente em irrigação por gotejamento, por subsuperfície ou por borbulhamento. São desenvolvidos para dissipar pressão e fornecer uma pequena vazão uniforme ou para aplicação de água sob taxa constante. Emissores ideais devem ter uma seção relativamente grande em relação a vazão e apresentar algum dispositivo de lavagem para reduzir problemas de entupimento. Devem também ser baratos e compactos. Diferentes tipos de emissores são freqüentemente classificados de acordo com o mecanismo de cada um para dissipar pressões. Prof. Roberto Testezlaf 8

9 Micro-aspersores ou sprays : são pequenos aplicadores (também chamados aerossol, microsprayers ou aspersores em miniatura) usados na irrigação por spray. Cobrem áreas de aproximadamente 1 a 10 m 2 (Figura 2.10). Gotejadores (Fig. 2.11): são peças construídas para permitir uma redução da pressão da água e diminuir a vazão a alguns litros por hora, de modo que a água atinja a planta em forma de gotas. Em geral, operam com vazão de 0,5 a 20 l/h. Para obtenção de vazões tão pequenas é necessário que a saída do gotejador tenha diâmetro igualmente pequeno, sujeitando-o, portanto, a entupimentos. O processo de fabricação dos gotejadores deve ser bastante preciso, caso contrário as pequenas variações nas dimensões de cada peça podem acarretar grandes mudanças de vazões. Tipos de irrigação localizada A irrigação localizada pode ser subdividida nos seguintes tipos: - Irrigação por gotejamento - Irrigação por micro-aspersão - Irrigação sub-superficial - Irrigação por borbulhamento ( bubbler ) Figura 2.10: Vista de um micro-aspersor ou spray. Figura 2.11: Vista de um gotejador. Prof. Roberto Testezlaf 9

10 Irrigação por gotejamento Os primeiros registros de utilização do sistema de irrigação por gotejamento foram observados na Alemanha em 1899 e nos Estados Unidos em 1918, com a aplicação de tubos porosos e perfurados, respectivamente. Entretanto, foi na Inglaterra que o produto tomou a forma que se aproxima nos dias atuais. No Brasil, o gotejamento surgiu em Sua aceitação foi lenta, devido aos seguintes fatores: pouca divulgação do método, falta de técnicos habilitados, equipamentos importados (assistência técnica) e custos iniciais elevados. No sistema de irrigação por gotejamento (Fig. 2.12), a aplicação de água é feita por tubos perfurados com orifícios de diâmetros reduzidos, ou por gotejadores, que são pequenas peças conectados a tubulações flexíveis de polietileno, capazes de dissipar a pressão disponível na linha lateral e aplicar vazões pequenas e constantes. Eles são as peças principais da irrigação por gotejamento. Figura 2.12: Exemplo da irrigação por gotejamento. Quanto à conexão dos gotejadores na linha lateral, tem-se gotejadores conectados sobre, na e no prolongamento da linha lateral, conforme ilustrado na Figura As principais características desejáveis nos gotejadores são: - Fornecer uma vazão relativamente baixa, constante e uniforme. - Ter uma seção transversal de fluxo relativamente grande para evitar problemas de entupimento. - Ser barato, resistente e compacto. A vazão dos gotejadores geralmente variam de 2 a 20 l/h. Normalmente, eles trabalham sob uma pressão de serviço de 10 m.c.a., existindo tipos que trabalham sob pressões menores (até 5 m.c.a) e outros que trabalham sob maiores pressões (até 30 m.c.a). Já existem tipos que trabalham com vazão constante (gotejadores auto-compensantes) sobre uma faixa bem ampla de pressão, característica esta bastante desejável, pois permite uma vazão constante Prof. Roberto Testezlaf 10

11 ao longo da linha lateral, independente da variação de pressão ao longo dela. Como o dimensionamento da linha lateral é função da variação da vazão entre o primeiro e o último gotejador na linha lateral, variação esta que não deve exceder 10% da vazão média dos gotejadores ao longo da lateral, os gotejadores de vazão constante, sob diferentes pressões, permitem dimensionar sistemas com linhas laterais mais longas, o que diminui o custo do sistema. Figura 2.13: Tipos de conexão para gotejadores. Para conseguir uma grande perda de carga e uma vazão pequena, a seção transversal de fluxo dos gotejadores é muito pequena, o seu diâmetro, em geral, varia entre 0,3 a 1,0 mm, a qual pode entupir facilmente. Aumentando a seção transversal do fluxo para diminuir o problema de entupimento, tem-se que propiciar outras maneiras para dissipar a pressão, caso contrário, aumentar-se-á em muito a vazão do gotejador. Isto pode ser conseguido de diferentes maneiras, ou seja, aumentando o comprimento de percurso do fluxo, estabelecendo percursos em labirintos, adaptando válvulas para controle de vazão, estabelecendo assim, diferentes tipos de gotejadores. Os principais tipos de gotejadores são: - Microtubos - Gotejador com longo percurso integrado - Gotejador tipo orifício - Tubos perfurados - Microgotejadores. Microtubos: também denominado espaguete, foi o precursor da irrigação por gotejamento. Data de muito tempo o seu uso em irrigação de vasos em estufas e em residências. Consiste em um simples pedaço de microtubo, o qual é inserido diretamente na linha lateral (Figura 2.14). É um tipo clássico de escoamento em longo percurso, e a perda de carga ao longo do microtubo é função direta do seu comprimento. Sendo assim, a Prof. Roberto Testezlaf 11

12 vazão do microtubo é função da pressão disponível na linha lateral, do diâmetro e do comprimento do microtubo. Normalmente, os diâmetros internos dos microtubos variam de 0,5 a 1,5 mm. Figura 2.14: Esquema de um gotejador tipo espaguete. Como existe variação de pressão ao longo da linha lateral, para uniformizar a vazão podese usar microtubos de diferentes comprimentos ao longo da linha lateral. Esta variação não precisa ser individual, podendo ser em grupo de cinco ou dez microtubos. Gotejadores com longo percurso integrado: é baseado no mesmo princípio dos tradicionais microtubos, porém com maior uniformidade e menor susceptibilidade a danos mecânicos, o longo percurso do fluxo foi concentrado em peças compactas através de espiral ou labirintos. A Figura 2.15 ilustra um gotejador tipo labirinto disponível no mercado. Figura 2.15: Gotejador de longo percurso ou labirinto integrado. Gotejador tipo orifício: são os tipos de gotejadores em que a perda de carga é devido ao fluxo d água, através de pequenos orifícios. Este tipo de gotejador requer, para pequenas vazões, orifícios com diâmetros muito pequenos. Para aumentar a perda de carga, de modo que permita maior área de fluxo, os fabricantes construíram vários modelos de gotejadores do tipo orifício. Atualmente no mercado brasileiro existem vários modelos de gotejadores deste tipo (Figura 2.16), cuja vazão nominal é de 4 l/h a uma pressão de serviço de 10 m.c.a, com conexão sobre a linha. Prof. Roberto Testezlaf 12

13 Figura 2.16: Gotejador tipo orifício. Tubos perfurados ou tubogotejadores: aplicam a água através de emissores fundidos na própria tubulação da linha lateral. Apresenta como principal vantagem, o baixo custo quando comparado à outras alternativas, solucionando então o problema do alto custo de implantação, porém com uma menor vida útil. Nestes sistemas, geralmente, usam-se vazões inferiores a 4 l/h. Apresenta também a vantagem de fácil transporte e instalação. Podem ser classificados de acordo com o número de seções de fluxo (câmaras simples ou duplas) e com relação ao tipo de sistema de controle de vazão (orifício, labirinto e capilar). Desta forma, pode-se encontrar os seguintes tipos de sistemas: tubogotejador de câmara dupla com controle por orifício: os orifícios são fabricados com alta precisão da perfuração, obtida com um minúsculo furador ou a laser, dependendo da vazão desejada no projeto, da tolerância à pressão e do diâmetro da tubulação. O diâmetro dos orifícios é geralmente de 0,25 a 0,65 mm. Normalmente, os orifícios de ambas câmaras, principal e secundária, tem o mesmo diâmetro, e são de 3 a 6 orifícios secundários para um principal (Figura 2.17). Figura 2.17: Tubo-gotejador de câmara dupla e com controle por orifício. Tubogotejador de câmara dupla com capilar: utilizam pequenos tubos ou capilares para controlar a vazão. Estes capilares são formados por sobreposição de duas extremidades da membrana plástica. Os capilares são formados por orifícios de saída com diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e orifícios de entrada com 0,7 a 2,5 mm, e a distância entre capilares na câmara principal dependendo da vazão desejada (Figura 2.1). Figura 2.18: Tubo-gotejador de câmara dupla com capilar. Prof. Roberto Testezlaf 13

14 Tubo gotejador de câmara simples com controle por labirinto: possui apenas uma seção principal de fluxo, utilizando-se de um sistema de labirinto para reduzir a pressão interna da tubulação até a pressão atmosférica ao ponto onde a água será aplicada (Figura 2.19). Figura 2.19: Tubo-gotejador de câmara simples com controle por labirinto. Fita geotêxtil exudante: é um sistema de irrigação por gotejamento, no qual a água percorre uma tubulação de poliéster impregnada com uma resina porosa, sendo que a água é exudada (transpirada) ao longo da tubulação, de forma que esta seja distribuída de forma linear (Fig. 2.20). Figura 2.20: Fita geotêxtil exudante (Fonte: Poritex). Baseado no princípio de funcionamento das antigas mangueiras de bombeiros, ainda feitas de fibras naturais, que com o passar da água por seus poros ia inchando, as fitas Poritex foram idealizadas na Espanha. Segundo o fabricnate, este sistema apresenta as seguintes vantagens: baixo consumo de água e energia, permite a aplicação de adubos e produtos químicos, menor evaporação de água quando comparado a sistemas de inundação e aspersão, opera sob baixas pressões (2 a 8 m.c.a), fácil manutenção, maior vida útil, pode se enterrado, exige mínimo espaço para armazenagem, disponibilidade de diferentes volumes de água a pressões diferentes, útil para diferentes tipos de cultivo (superfície coberta ou enterrada), adapta-se aos acessórios standard de 3/8 disponíveis no mercado, fácil instalação e manuseio, as raízes não afetam os tubos, pois cessada a irrigação estes esvaziam-se completamente, facilita a oxigenação do solo e pode ser útil na inserção de gases (CO 2 ) no solo, boa durabilidade, não provoca erosão no terreno. Prof. Roberto Testezlaf 14

15 Pode apresentar problemas de entupimento, que tendem a se agravarem, pois como as partículas maiores de impurezas não atravessam os poros da fita, as partículas menores que não conseguem ultrapassar essa camada agregam-se às partículas maiores, o que resulta em incrustações. Ocorre também o problema de desuniformidade de distribuição, sendo que na região próxima ao início da linha, a quantidade de água distribuída é maior que na região posterior. Pode ser utilizado em hortas, floriculturas, pastagens, cultivos extensivos, fruticultura, viticultura, jardinagem de terraços, gramados, viveiros de plantas, estradas, reconstrução paisagística, piscicultura e ranicultura (oxigenação). A Figura 2.21 ilustra a aplicação da fita exudante em campo. Figura 2.21: Fita poritex instalada sobre o solo. Irrigação por micro-aspersão ( spray ) A aplicação de água por sistema spray (Figura 2.22) através de uma névoa ou neblina, vem sendo bastante praticada nos Estados Unidos, bem como em outras áreas do mundo, principalmente na irrigação de árvores frutíferas. Em vez da distribuição de água ser controlada pelo solo, como nos outros sistemas de irrigação localizada, o sistema de spray utiliza o movimento de ar e solo para promover a distribuição de água. Este tipo de sistema pode ser vulnerável a ventos fortes e altas taxas de evaporação. Normalmente, exige mínima filtração e requerimento de manutenção menores que os outros sistemas. Figura 2.22: Micro-aspersor. Prof. Roberto Testezlaf 15

16 Os microaspersores podem ser classificado como microaspersores rotativos ou estacionários ( spray ), podendo a água ser aplicada sobre ou abaixo da folhagem, dependendo da cultura e características do projeto. Os modelos de microaspersores rotativos (Figura 2.23) variam de acordo com a pressão de serviço, vazão e características de aplicação de água, como precipitação, dimensão das gotas, número de bocais e padrão de distribuição de água. O movimento dos microaspersores são produzidos por mecanismos de impacto, de reação e de engrenagens. Figura 2.23: Microaspersor rotativo com bailarina (sistema de dispersão do jato). Os microaspersores estacionários ( sprays ), não possuem movimento de rotação, mas funcionam de forma parecida aos rotativos (Figura 2.24). Apresentam a vantagem de permitir projetos para áreas irregulares. A escolha do microaspersor depende de diversas características, como a cultura, vazões e pressões disponíveis, o projeto, sendo que aqueles que operam sob baixas pressões propiciam uma maior economia de energia. Figura 2.24: Microaspersor estacionátio com dez raios de aplicação. Como a intensidade de precipitação dos microaspersores diminui com o aumento da distância a partir do emissor, é necessário a superposição das áreas molhadas, mantendo Prof. Roberto Testezlaf 16

17 assim, a distribuição uniforme da água. Sendo assim, geralmente usa-se um espaçamento entre os emissores em torno de 50% do raio de alcance deste, permitindo que o jato do microaspersor sobreponha o raio dos microaspersores vizinhos. A Tabela 2.2 mostra a variação de vazões, pressão de serviço e intensidade de aplicação de água por ambos tipos de microaspersores. Tabela 2.2: Variação da pressão, vazão e intensidade de precipitação para os tipos de microaspersores. Microaspersores rotativos Microaspersores estacionários Pressão de serviço (kgf/cm 2 ) ,5 Vazão (l/h) Precipitação de água (mm/h) A microaspersão apresenta todas as vantagens atribuídas aos sistemas de irrigação localizada, principalmente a facilidade de visualização de distribuição d água na superfície do solo. Comparada ao sistema de gotejamento, oferece menores riscos de entupimento, pois o diâmetro dos emissores é maior do que dos gotejadores. Em contrapartida, pode favorecer o aparecimento de doenças devido ao fato de permitir o molhamento de parte do caule da planta (Figura 2.24). Figura 2.25: Microaspersor aplicando água sobre o caule da planta. Sistema de irrigação por gotejamento sub-superficial (IGS) Irrigação por gotejamento sub-superficial é quando a aplicação de água é realizada por um emissor que está enterrado e localizado diretamente na zona radicular (Figura 2.26). Dentre as vantagens da irrigação sub-superficial está a proteção dos tubos plásticos à deterioração da luz do sol e aos estragos causados pelos tratos culturais e da mecanização e à comprovada economia de água do sistema. A principal limitação é a impossibilidade de se verificar visualmente o funcionamento dos emissores. Prof. Roberto Testezlaf 17

18 Figura 2.26: Esquema da irrigação por gotejamento sub-superficial. Nesse tipo de sistema de irrigação, a água também é aplicada com maior freqüência como nos métodos anteriormente citados, para repor a água perdida por evapotranspiração. O movimento de água no solo deve-se basicamente a dois tipos de forças: as forças capilares ou matriciais, que são iguais em todas as direções e a força da gravidade, constante e direcionada para baixo (Figura 2.27). O princípio da IGS é que, através de pequenos volumes de água aplicados freqüentemente, as forças capilares, que são maiores quanto menos saturado estiver o solo, seja maior que a força gravitacional, sendo que assim, menos água é percolada. Figura 2.27: Vista de uma lateral sub-superficial, evidenciando o formato do bulbo molhado. Ultimamente, sistemas de irrigação por gotejamento com linhas laterais enterradas abaixo da superfície do solo, têm tido boa aceitação. Problemas recentes com entupimento têm sido reduzidos, e esses sistemas são agora utilizados principalmente em cultivo de frutas pequenas e vegetais no nordeste dos Estados Unidos e em cana-de-açúcar no Hawai. Esses tipos de sistemas com tubulação enterrada apresentam as seguintes vantagens: menores danos durante a colheita e outros tratos culturais, menor evaporação de água da superfície molhada, menor acumulação de sais na água da superfície, o material da tubulação apresenta vida útil maior quando não expostos à luz solar, menor crescimento de plantas daninhas e menor interferência nos tratos culturais da propriedade. Prof. Roberto Testezlaf 18

19 Apresenta também desvantagens, como: dificuldade em se visualizar o movimento de água na tubulação, dificuldade em reparos e manutenção, pouco conhecimento sobre a área molhada e zona radicular, apresenta-se mais oneroso na instalação e pode apresentar possível acumulação de sais na superfície próxima às plantas. É imprescindível o uso de ventosas de duplo efeito em todos os pontos altos do sistema para prevenir sucção e entrada de solo ao drenar a tubulação, especialmente em declives acentuados. O solo saturado próximo aos gotejadores, às vezes, não permite a entrada de ar na lateral durante a drenagem. Assim, desenvolve-se vácuo dentro da lateral que causa sucção de partículas do solo via gotejador. Essas partículas são acumuladas no tubo e tendem a sair pelos gotejadores das partes mais baixas, podendo causar entupimento. Para evitar tal problema, torna-se necessário o uso de gotejadores especiais, como os mostrados na Fig Figura 2.28: Exemplo de gotejadores com dispositivos antisucção, apropriados para uso em IGS. Irrigação por subsuperfície e gotejamento podem proporcionar tanto incremento na produção quanto a possibilidade de fácil automação. Comparando-se diversos métodos de irrigação (gotejamento, subsuperfície, sulco e aspersão) observa-se que, quando a quantidade de água aplicada é próxima do requerimento de uso consuntivo, a irrigação por subsuperfície proporciona maior produção e melhor eficiência no uso da água. Observa-se também, que menor quantidade de água é requerida pelo método de gotejamento e por subsuperfície do que por sulco ou aspersão, pois menor quantidade de água é perdida por evaporação e percolação profunda. O potencial de mercado desta tecnologia tem aumentado. Entretanto, a relação custo/benefício apresenta-se alta quando comparada a outros métodos. Portanto, é necessário minimizar estes custos, tornando assim, a tecnologia da IGS mais prática e econômica. Sistema de irrigação por borbulhamento ( bubbler ) Como outros sistemas de irrigação, a irrigação por borbulhamento fornece, freqüentemente, pequenas vazões e nutrientes às plantas. Os borbulhadores assemelham-se a emissores de pequeno orifício usados em gotejamento, exceto que as vazões nos borbulhadores são maiores (Figura 2.29). Prof. Roberto Testezlaf 19

20 Figura 2.29: Vista de um borbulhador (bubbler) em funcionamento A Figura 2.30 mostra um borbulhador instalado ao pé de uma frutífera. A sua forma de aplicação cria um área molhada inundada ao redor do pé da cultura, criando uma área de infiltração. Figura 2.30: Vista de um borbulhador em operação. Atualmente, há uma linha de bubblers especialmente desenvolvida para a irrigação em projetos paisagísticos, conhecida como PEPCO BUBBLER WATERING SYSTEMS, que foi projetada para aplicar 70% menos água que outros métodos convencionais. Objetiva principalmente a aplicação de água na zona radicular. Estes borbulhadores agem como controladores de vazão, dividindo uma única fonte de água em quatro diferentes saídas (Figura 2.31) ou em oito saídas, mostrado a Figura Figura 2.31: Esquema de bublers com quatro saídas. Prof. Roberto Testezlaf 20

21 Figura 2.32: Esquema de bubler com oito saídas. A irrigação por borbulhamento permite o desenvolvimento de projetos com a vazão desejada, tendo com curtos intervalos de irrigação (de 5 a 10 minutos), com uma freqüência de 1 a 2 vezes ao dia, sob uma ampla gama de pressões. Há também os borbulhadores MAXI-FLO, com 6 saídas (Fig. 2.33) e com compensadores de pressão. A água é transferida à planta através de um tubo de distribuição. A vazão deste borbulhadores podem ser ajustada de 62 a 75 litros por hora, com pressões variando de 1,4 a 4 kgf/cm 2. Figura 2.33: Esquema de borbulhadores tipo "Maxi-Flo". Linhas de distribuição com diâmetro maior, são preferíveis em sistemas com borbulhadores para reduzir as perdas de pressão associadas a maiores vazões. Têm-se desenvolvido trabalhos com sistemas de borbulhadores de baixa pressão construídos a partir de tubos de drenagem de paredes delgadas para linhas laterais e tubos de polietileno de médio diâmetro para borbulhadores. Bibliografia consultada Prof. Roberto Testezlaf 21

22 ASAE. Microirrigation for a changing world: Conserving Resource/ Preserving the Environment. Proceedings of the fifth International Microirrigation Congress. Orlando, Florida, AVELINO NETO, S. Tubo-gotejador: Uma alternativa tecnóligca de baixo custo para irrigação por gotejamento. Plano de pesquisa para qualificação para o Mestrado da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP. Campinas, BERNARDO, S. Manual de irrigação. 5 ed. Viçosa, UFV p. CLARK, G.A. ; STANLEY, C. D.; SMAJSTRLA, A. Microirrigation on muched bed systems: components, system capacities, and management. University of Florida. Boletim 245, março DASBERG, S. & BRESLER, E. Drip irrigation manual. International Irrigation Information Center. Israel, DAVIS, S. Proceedings 3 rd. Annual Drip Irrigation Seminar. University of California. Agricultural Extension Service. San Diego County. Escondido Union High School. California, DAVIS, S. Proceedings 4 th. Annual Drip Irrigation Seminar. University of California. Agricultural Extension Service. San Diego County. Fallbrook, California, DAVIS, S. & PUGH, W.J. Proceedings of the 2 o International Drip Irrigatioin Congress. San Diego. California, HILLEL, D. Advances in Irrigation. Academic Press Inc., New York, KELLER, J. & BLIESNER, R.D. Sprinkler and trickle irrigation. Van Nostrand Reinhold, New York, PROGRAMA NACIONAL DE IRRIGAÇÃO. Tempo de irrigar: manual do irrigante. São Paulo, Mater, TESSLER, M. H. I Curso Básico de Irrigação. Módulo III- Métodos de irrigação. Irrigação por gotejamento. PRONI- Programa Nacional de irrigação. UNICAMP, Faculdade de Engenharia Agrícola- Depto. de Água e Solo. Campinas, TESTEZLAF, R. Anotações de aula. Faculdade de Engenharia Agrícola, Depto. de Água e Solo. UNICAMP. Campinas. Endereços da Internet consultados: nibcoirrigation.com/handbook/hb-bubbler/ mif.org/eeu.html atinit.org/cati/cit/resc/88/880904/index.html#pagetop geoflow.com/agriculture/yields.htm Prof. Roberto Testezlaf 22

23 nif.org/installsdi.html Catálogos consultados: Poritex- Fita geotêxtil exudante- Glep Empreendimentos e Participações Ltda. Netafim- Irrigation Equipment & Drip Systems. Isratec Irrigação. Plastro- Catálogo de gotejadores, microaspersores e miniaspersores. Asbrasil- irrigação localizada Irriga Drip- Tubos e conexões Tigre Prof. Roberto Testezlaf 23