PERFIL RADIAL DE TRÊS ASPERSORES UTILIZADOS EM PROJETOS DE IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO CONVENCIONAL

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1 PEFIL ADIAL DE TÊS ASPESOES UTILIZADOS EM POJETOS DE IIGAÇÃO PO ASPESÃO CONVENCIONAL. A. Armindo 1 ;. M. Vieira ; S. Ichikura ; K. P. Castagnolli ESUMO: Neste trabalho, teve-se por objetivo determinar o perfil radial de distribuição de água, assim como o coeficiente de descarga e a curva vazão versus pressão de três aspersores utilizados em projetos de irrigação na região de Curitiba-P. Os aspersores foram testados à pressão de serviço obtendo-se os dados para geração dos perfis radiais de distribuição de água, das curvas potenciais de vazão versus pressão e dos respectivos coeficientes de descarga. ealizou-se ainda um ajuste polinomial, para determinação do alcance máximo de aplicação de água. Concluiu-se que os três modelos de aspersores apresentaram aceitáveis índices de coeficientes de descarga e que o perfil radial de distribuição de água de cada modelo avaliado apresentou-se de forma diferente, tanto em perfil de distribuição quanto ao raio molhado máximo atingido. PALAVAS-CHAVE: coeficiente de descarga; alcance; irrigação pressurizada. THEE SPINKLES ADIAL POFILE USED IN CONVENTIONAL IIGATION POJECTS SUMMAY: This study aimed to determine the radial profile of water distribution, as well as the discharge coefficient and the flow versus pressure potential curve of three sprinklers used in the design of conventional sprinkler irrigation in the region of Curitiba-P. The sprinklers were tested at operating pressure getting the data to generate water radial distribution profiles, flow versus pressure potential curve and their discharge coefficients. It was also carried out a set of cubic adjusts for determining the maximum range of water application. It was concluded that the three models of sprinklers had acceptable coefficients of discharge and that the radial profile of each water distribution model is presented in a different distribution and wet radius reach. KEYWODS: discharge coefficient; wet reach; pressurized irrigation. 1 Professor Doutor, Departamento de Solos e Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Paraná, CEP 35-5, Curitiba, P. Fone (1) rarmindo@ufpr.br Graduandas do Curso de Agronomia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, P

2 INTODUÇÃO Um sistema de irrigação deve proporcionar água uniformemente para as plantas buscando-se o aumento da produtividade, a redução do custo por unidade produzida e o aumento da renda líquida do produtor, ou seja, deve ser economicamente viável. As características de distribuição de água dos aspersores dependem do modelo considerado, das suas condições operacionais como: altura de instalação, diâmetros dos bocais, pressão de serviço e ângulo de saída do jato e rotação, além das condições climáticas durante sua operação (Keller & Bliesner, 199). Essa distribuição pode ser mensurada fazendo-se uso de modelos de simulação de distribuição espacial da água, efetuados a partir dos perfis estacionários de distribuição de água dos aspersores, sendo analisados sob as mesmas condições presentes no campo (Carrirón et al., 1). De acordo com Martin-Benito et al. (199), as três formas geométricas mais freqüentes dos perfis radiais de distribuição de água dos aspersores, de tamanho médio são: a) elíptica, obtida quando se trabalha com apenas um bocal; b) rosquilha, obtida quando o aspersor opera em pressões de serviço muito baixas e; c) triangular, obtida quando se trabalha com aspersores com dois bocais. Pereira (1995) comparou a uniformidade de aplicação de água de sistemas estacionários, operando com aspersores de perfis radiais tipo triangular, rosquilha e elíptico, concluindo que, na maioria das situações, o perfil triangular proporciona os melhores resultados, enquanto o perfil rosquilha proporcionava os piores valores de uniformidade. Assim, o perfil radial de distribuição, simula a distribuição de água de determinado sistema de aspersão convencional (Allen, 199). Neste trabalho, teve-se por objetivo determinar o perfil radial de distribuição de água, o coeficiente de descarga e a curva pressão versus vazão de três aspersores amplamente utilizados em projetos de irrigação para a olericultura na localidade de Curitiba e região metropolitana, a fim de difundir suas características aos projetistas. MATEIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido em uma área plana e gramada no Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná (SCA-UFP), em Curitiba-P. Para a avaliação dos aspersores, utilizou-se uma estrutura de testes composta de: um sistema moto-bomba de potência de, cv, uma caixa d água de capacidade de L, um hidrômetro, duas tubulações de engate rápido de PVC de,5 m de diâmetro e m de comprimento. A altura de instalação do aspersor foi de,5 m, que é a altura utilizada em projetos de irrigação em olericultura por produtores da região (Figura 1). Figura.1 Imagem da disposição dos pluviômetros para os testes de perfil radial. Volumes precipitados dos três aspersores avaliados (Tabela 1) foram coletados com pluviômetros de, m de diâmetro, alinhados unidirecionalmente e distanciados a,5 m entre

3 si, seguindo-se a recomendação da norma de testes da American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). Cada aspersor foi avaliado à pressão de serviço durante 1 h valendo-se de três repetições a fim de se obter médias dessas leituras. Com o auxílio de uma proveta, foi realizada a leitura da lâmina precipitada em cada pluviômetro em mm. Os ensaios foram conduzidos em condições de vento com velocidades menores que km h -1, como é recomendado para irrigação por aspersão. Com os dados analisados, geraram-se os perfis radiais de distribuição de água, as curvas potenciais de vazão versus pressão e os coeficientes de descarga, que foram determinados como o coeficiente angular da reta 1:1, obtida entre as vazões estimada e observada para toda faixa de pressão, uma vez que na linha lateral de aspersão, teoricamente, somente um aspersor atua na pressão de serviço. Tabela 1 Dados referentes às características dos modelos de aspersores ensaiados. Aspersores Modelo A Modelo B Modelo C Diâmetros dos bocais (mm) 3,5 x,5 5 x, 5,5 x 3, Vazão nominal (m 3 h -1 ),97,3,3 Pressão de serviço (mca) aio molhado (m) 13, 15,5 15,5 Para determinação do alcance máximo de aplicação de água, para cada aspersor testado, realizou-se um ajuste polinomial, eq. (1), dos últimos quatro pontos de coleta, para encontrar a posição que correspondente a taxa de aplicação de, mm h -1, conforme também recomenda a norma técnica ASABE. 3 y ax bx cx d ESULTADOS E DISCUSSÃO (eq. 1) Observando-se os gráficos gerados a partir dos resultados percebe-se que o modelo A apresentou perfil radial do tipo triangular, enquanto os modelos B e C apresentaram perfil radial do tipo rosquilha (Figura ). As relações vazão observada versus pressão dos três modelos avaliados foram obtidas sendo apresentadas: Modelo A (q=,19h,5337, =,9935); Modelo B (q=,315h,7, =,997 ) e Modelo C (q=,1h,71, =,9937 ). a b c Leitura q = 1,77m 3 h -1 H = 5 mca n =, rpm U máx = 3,9 km h -1 máx = 1,35m Figura Imagem do perfil radial de distribuição de água dos aspersores avaliados. a) modelo A, b) modelo B e c) modelo C. Nota-se que os modelos gerados a partir de anamorfose apresentaram ótimos ajustes. Pode-se verificar que à mesma pressão de serviço recomendada pelos fabricantes, 5 mca, o modelo C apresentou vazão ligeiramente maior que o modelo B. Já o modelo A, que possui menor porte, disponibiliza vazão bem inferior em relação aos modelos B e C para toda faixa de pressão. Entre os modelos B e C não houve diferença significativa nas vazões para toda faixa de pressão ensaiada. Graficamente, observa-se que nos Leitura q =,9 m 3 h -1 H = 5 mca n = 3,33 rpm U máx = 3,3 km h -1 máx =,7 m Leitura q =,9 m 3 h -1 H = 5 mca n = 1,7 rpm U máx =, Km h -1 máx = 17,m

4 modelos B e C, a vazão observada se aproxima muito da vazão teórica (Figura 3). Obtiveram-se bons ajustes de coeficiente de descarga para os três aspersores avaliados ( >,99). a b c 1,5 3,5,5 1,5 y,9x,,995 3, y,951 x,5,999, 3,5 y,935x,3,999 1,,75,5 cd =,9,5, 1,5 1, cd =,951 3,,5, 1,5 cd =,935 1,,5,5,5,,,5,5,75 1, 1,5 1,5,,,5 1, 1,5,,5 3, 3,5,,,5 1, 1,5,,5 3, 3,5,,5 Figura 3 Imagem do ajuste dos coeficientes de descarga (cd) dos aspersores avaliados. a) modelo A, b) modelo B e c) modelo C. ealizando-se um teste t, poder-se-ia desconsiderar o coeficiente linear das retas geradas já que seus valores tendem a zero. Essa prática levaria a alteração do coeficiente angular das retas, alterando assim os coeficientes de descarga gerados. O modelo A apresentou vazão nominal maior que a vazão citada no catálogo de seu fabricante, enquanto que os modelos B e C disponibilizaram vazões inferiores aos valores encontrados nos catálogos. A velocidade média do vento se manteve sempre próxima de m s -1. As velocidades de rotação dos aspersores apresentaram grande diferença entre si, apresentandose como um dos fatores responsáveis pela diferença dos perfis radiais de distribuição dos aspersores avaliados (Tabela ). Tabela esultados dos aspersores avaliados em campo. Aspersores Modelo A Modelo B Modelo C Vazão medida (m 3 h -1 ) 1,7,1,9 Pressão de serviço (mca) 5, 5, 5, Velocidade de rotação (rpm) 3,19 1,5 1,5 Velocid. do vento (m s -1 ),,, O modelo A apresenta como vantagem a característica de fornecer vazão consideravelmente menor que a vazão do aspersor B, garantindo assim um menor potencial de run-off, uma vez que o espaçamento máximo adotado em projetos deverá ser o mesmo para ambos modelos, já que seus raios molhados máximos () não apresentaram diferença acentuada (Tabela 3). Tabela 3 Valores dos parâmetros (P) de ajuste das funções cúbicas utilizadas para determinação do alcance dos aspersores avaliados. a b c d (m) Modelo A,3,953,3 1,57,999 1,35 Parâmetros Modelo B,37,,951,9,99,7 Modelo C,1,375,5 17,5,9 17, Como as tubulações de PVC, muito utilizadas em projetos de irrigação por aspersão, são vendidas em barras de, m ou 3, m, neste caso sob encomenda, recomenda-se utilizar o modelo B em espaçamento máximo de 1 m, já que para um espaçamento hipotético de 15, m não haveria sobreposição para nenhum dos dois modelos. Comparando-se os modelos B e C, recomenda-se a utilização do modelo C, pois esse apresenta um alcance consideravelmente maior sem um aumento significativo de vazão. Ademais, o modelo C apresenta uma intensidade

5 de precipitação com menor variância ao longo de seu perfil radial, o que garantirá uma maior uniformidade de aplicação de água. O aspersor do modelo C apresentou um raio molhado superior ao estipulado pelo fabricante. Já os modelos A e B apresentaram valores de raio molhado máximo menores que os valores indicados nos catálogos. CONCLUSÕES Nas condições em que foram realizadas as análises conclui-se que: os três modelos de aspersores avaliados apresentaram coeficientes de descarga aceitáveis e o perfil radial de distribuição de água, de cada modelo avaliado, apresentou-se de forma distinta, tanto em distribuição quanto ao raio molhado atingido, ficando a cargo do projetista escolher o modelo desejado em função de razões econômicas, da variabilidade física dos solos e da produção esperada da cultura. AGADECIMENTOS Os autores deste trabalho agradecem a Empresa Bucco Irrigação por fornecer os equipamentos necessários para a realização dos testes. EFEÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS ALLEN,.G. Sprinkle irrigation design. BIE-7 Sprinkle irrigation design course notes. Logan: Utah State University, p. CAIÓN, P.; TAJUELO, J. M; MONTEO J. SIIAS: A simulation model for sprinkler irrigation. Part I: Description of model. Irrigation Science, v., p.73-, 1. KELLE, J.; BLIESNE,. D. Sprinkler and trickle irrigation. New York: Van Nostrand einhold p. MATÍN-BENITO, J.M.T.; GÓMEZ, M.V.; PADO, J.L. Working conditions of sprinkler to optimize application of water. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, New York, v.1, n., p , 199. PEEIA, G.M. Simulação das perdas de água por evaporação e uniformidade de distribuição por aspersão f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa MG, 1995.