AVALIAÇÃO DE MOTOBOMBAS 12V PARA BOMBEAMENTO AUXILIAR DE SOLUÇÃO HIDROPÔNICA

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1 MACHADO CAN; ILVA DR; Avaliação ALVE de N; motobombas MACEDO RH; 12V ILVA para JBC. bombeamento Avaliação auxiliar de de motobombas solução hidropônica 12V para bombeamento auxiliar de solução hidropônica. Horticultura Brasileira 26: AVALIAÇÃO DE MOTOBOMBA 12V PARA BOMBEAMENTO AUXILIAR DE OLUÇÃO HIDROPÔNICA Carlos Arthur N. Machado 1 ; Débora R. ilva 2 ; Nancy dos. Alves 2 ; Raissa H. Macedo 2. João Bosco C. da ilva 3 1 Eng. Elet. da Embrapa Hortaliças, C. postal 218, CEP , Brasília-DF calos@cnph.embrapa.br - 2 Estagiárias de agronomia da FTB, Brasília-DF. 3 Eng. Agro. Da Embrapa Hortaliças REUMO As falhas prolongadas no fornecimento de energia podem causar grande prejuízo em cultivos hidropônicos. Os geradores elétricos estacionários é a opção mais utilizada para garantir a continuidade do bombeamento da solução nutritiva, porém estes equipamentos são relativamente caros, especialmente quando dotados de sistemas automatizados de partida e desligamento. Outra opção consiste em utilizar bombas com motores de 12 volts que podem ser acionadas por baterias automotivas. Estas bombas são muito pouco conhecidas na área rural, mas são muito utilizadas em embarcações, para o manejo da água dos porões. Foram avaliadas três bombas do modelo 500 gph acionadas por bateria de 45 ampèr, sendo uma nova e outra em final de vida útil, realizando o recalque de 1,5 m e 2,5 m de altura. Com bateria nova, as três bombas funcionaram durante seis horas, com vazão média de 564 L/h cada, e pequeno declínio da vazão ao longo do tempo. Utilizando bateria velha, a vazão média da primeira hora de funcionamento foi de 536 L/h, com declínio ao longo do tempo, segundo a equação Y (L/ h) = -1,867 X (min) + 631,31 (R 2 = 0,8854), tendo a bateria se esgotado após três horas de funcionamento. PALAVRA-CHAVE: Hidroponia, bombeamento, segurança. ABTRACT Evaluation of 12V pumps for auxiliary circulation of hydroponics solution The prolonged failure in energy supply can cause great loss on hydroponics crops. The stationary electrical generator is the most often option used to ensure the continuous nutrient solution pumping. But this device is expensive, especially when equipped with automated systems of starter and shutdown. Another option is to use pumps working with 12 volts motors that can be run by the energy of automotive batteries. These pumps are unknown in the rural area, but they are widely used in boats, for management of water into its hold. It were evaluated three pumps model 500 gph triggered by battery of 45 ampèr, being one a brand new and another a second hand, performing 1.5 and 2.5 m of height pressure. Using a brand new battery, the three bombs worked for six hours. Each pump performed average flow of 564 L/h and little decline in the flow along the time. Using a second hand battery, the average of flow at the first hour of operation was 536 L/h, declining along the time, according to the equation Y (L/h) = X (min) (R2 = ). The battery was exhausted after three hours working. KEYWORD: Hydroponics, pumping, safety. 798

2 INTRODUÇÃO Todos os sistemas de cultivo por hidroponia necessitam de energia para promover a circulação da solução nutritiva em intervalos regulares e as falhas prolongadas no fornecimento de energia podem causar grande prejuízo. O uso de gerador elétrico com motor estacionário é a opção mais utilizada para garantir a continuidade do bombeamento da solução nutritiva, porém estes equipamentos são relativamente caros, especialmente quando dotados de sistemas automatizados de partida e desligamento. Outra opção consiste no bombeamento da solução nutritiva por meio de motobomba de 12 v, acionada por bateria automotiva, conforme esquema contido na figura 1. O conjunto possui também relê, temporizador, chave contactora e chave de nível, que automatizam o funcionamento e a reversão para o bombeamento convencional quando o abastecimento de energia elétrica é restabelecido. MATERIAL E MÉTODO Avaliação do protótipo Foi montado na Embrapa Hortaliças, um protótipo para verificação da funcionalidade do sistema e execução de várias medições, como: tempo de autonomia do circuito, vazão de recalque, tensão e corrente da bateria, consumo de energia, etc. Os componentes do sistema montado foram: Caixa d água de 250 L; Uma bateria automotiva de 45 Ah; Um carregador de bateria; Um temporizador ou ciclador; Um relé 12 volts; Três bomba elétricas de 12 volts, de 500gph, sendo uma da marca Rule e duas da marca Kalamus; Um interruptor e Conexões Funcionamento (veja figuras 1 e 2) - o líquido contido no reservatório inferior (caixa d água) é recalcado para a extremidade de um tubo, de onde escorre por gravidade e retorna ao reservatório inferior. O recalque é realizado por motobombas de 12 volts, acionadas por bateria automotiva recarregável por um carregador de baterias ligado na rede elétrica. As bombas utilizadas foram do modelo 500 gph e têm capacidade para movimentar até 1840 L/h (sem altura de recalque), consumindo 2,5 ampère/h, com altura de recalque de até três metros. Entretanto, existem no mercado bombas com diversas capacidades (tabela 1) assim como é possível montar bancos de baterias, carregadores e relês com capacidade suficiente para fazer funcionar diversas bombas, permitindo então fazer o dimensionamento do sistema elétrico de 12 volts de acordo com o volume de solução nutritiva a ser circulado. Avaliação do desempenho das bombas - Três bombas submersas, modelo 500 gph, foram instaladas em um depósito de água contendo cerca de 15 cm de lâmina de água (suficiente para manter as bombas submersas) e as tubulações (mangueiras de ¾ pol.) com 3 m de comprimento foram posicionadas para as alturas de recalque de 1,5 m e 2,5 m, medindose três vezes a vazão de cada bomba, durante dez minutos, com o ciclador regulado para cinco minutos de funcionamento e trinta segundo de interrupção. As medições foram feitas com uma bateria usada e com meia carga, após uma hora de funcionamento, e com rede elétrica ligada ao carregador, o que corresponde ao uso de um transformador para corrente contínua (DC 12 v) 799

3 REULTADO E DICUÃO Avaliações do protótipo - Uma bateria automotiva de 45 ampèr, tipo selada, teve sua carga esgotada com o funcionamento de três motobombas de 2,5 ampèr, ligadas ao temporizador programado para cinco minutos de acionamento e trinta segundos de interrupção. O esgotamento da carga da bateria ocorreu em 06 h e 20 min. A bateria foi recarregada durante 16 h, quando o mesmo sistema foi acionado e a vazão de uma das bombas foi medida com hidrômetro, a intervalos de 15 minutos. As três bombas funcionaram durante seis horas, até a indicação de carga fraca, apresentada pelo carregador, que permanecia desconectado da rede elétrica. Durante as três primeiras horas de funcionamento, a vazão média foi de 564 L/h, com pequeno declínio da vazão ao longo do tempo. Nas três horas seguintes, observou-s o declínio mais acentuado da vazão até atingir 402 L/h ao final da sexta hora de funcionamento, quando ocorreu a sinalização de carga fraca. Utilizando-se uma bateria automotiva de 45 ampèr usada por mais de um ano em um veículo, foi acoplada ao protótipo com três motobombas de 2,5 ampèr, com tempo funcionamento regulado para cinco minutos e intervalos de 30 segundos. Nos primeiros ciclos de esgotamento da bateria, as bombas funcionaram por 3 h e 40 min. Após vários ciclos, foram feitas três avaliações de vazão em uma das bombas durante 10 minutos, em intervalos não regulares. Na primeira medição, a vazão média da primeira hora de funcionamento foi de 536 L/h. Depois de duas horas e meia, a vazão estava em 360 L/h e a bateria se esgotou com três horas de funcionamento, quando a vazão era de 270 L/h. Com a regressão linear dos dados obteve-se a equação: Y (L/h) = -1,867 X (min) + 631,31 (R 2 = 0,8854) Comparando o desempenho das bombas com bateria nova e usada, verifica-se que a bateria nova mantém maior carga de energia por mais tempo, ocorrendo o declínio de vazão após três horas de funcionamento das três motobombas. Avaliação do desempenho das bombas - Embora as três bombas sejam da mesma especificação (500 gph), uma delas apresentou o desempeno inferior (bomba 3 na, figura 3). As outras bombas apresentaram desempenho similar entre si, mesmo sendo de fabricantes diferentes. Utilizando a energia da bateria, o desempenho das bombas foi reduzido em relação ao fornecimento de energia elétrica transformada, lembrando que as medições foram realizadas em condições críticas de bateria usada e em meia carga, enquanto que, utilizando bateria nova, a vazão medida durante as duas primeiras horas foi de 584,5 L/h, o que é bem mais próximo do valor 675,7 L/h, obtido com as bombas ligadas na rede elétrica, quando a altura de recalque era de 2,5 m. Quando a altura de recalque foi menor (1,5 m), o funcionamento das bombas foi mais uniforme, com pouca diferença entre a vazão obtida com acionamento por bateria (média de 791,6 L/h) e o acionamento por rede elétrica transformada (média de 895,4 L/h). 800

4 Tabela 1. Exemplos de especificação de bombas de 12 volts. Modelo Capacidade (litros por hora) Amperagem Conexão (polegadas) 360 gph /4 500 gph ,5 3/ gph / gph /8 Observação: bombas da marca Rule Figura 1. Esquema para utilizar bombas de 12 volts em sistema de segurança para circulação de solução nutritiva em cultivos hidropônicos. 801

5 Bombas 12v Depósito Carregador de bateria Figura 2. istema de segurança para circulação de solução nutritiva, utilizando bombas de 12 volts e bateria automotiva a) sistema em teste, b) bambas submersas de 500gph, c) carregador de bateria. Figura 3.Avaliação do desempenho de três bombas de 500 gph e 12 volts, funcionando com energia fornecida por bateria ou por rede elétrica transformada para 12 v, com alturas recalque de 1,5 e 2,5 metros. 802