CARACTERIZAÇÃO HIDRÁULICA DE DIFERENTE MICROASPERSORES

Transcrição

1 CARACTERIZAÇÃO HIDRÁULICA DE DIFERENTE MICROASPERSORES Lazaro Carlos Roberto Assis Prado 1,5 ; Delvio Sandri 2,5 ; Márcio Mesquita 3,5 ; Kady Salomão Espindola Bessa 4,5 1 PBIC-UEG, UnUCET. lazcarter@gmail.com. 3,4 PVIC-UEG, UnUCET. marciomes@gmail.com. 2 Pesquisador orientador. sandri@ueg.br. 5 Curso de Engenharia Agrícola, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG Resumo - Este trabalho teve como objetivo avabiar o coeficiente de variação de fabricação (CVf) e a equação que relaciona a vazão x pressão dos microaspersores, marca Plastro modelos Tornado Mini-Sprinkler e Tornado Ray Jet e da marca Agrojet os microaspersores modelo MA-30, MA-50, P6/7 e P-9. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Hidráulica da Universidade Estadual de Goiás, submetido às pressões de serviço de 50, 100, 150, 200 e 250 kpa para os microaspersores da Plastro e 100, 150, 200, 250 e 300 KPa para os microaspersores da marca Agrojet. A equação do tipo potencial apresentou bom ajuste dos dados, com regime de escoamento considerado turbulento. As vazões obtidas para todos os modelos de microaspersores avaliados diferem dos valores obtidos nos catálogos dos fabricantes. O CVf foi considerado elevado para quatro modelos de microaspersor avaliado. Palavras chave: coeficiente de vazão, irrigação localizada, equação característica. Introdução Com o aumento de área irrigada houve uma expansão do mercado de dispositivos fabricados a fim de atenderem a esta demanda surgindo novas empresas e produtos, o que nos levam a estudar a eficiência destes, bem como estabelecer novos parâmetros para testes mais eficazes e de menor custo (MAZZER et al., 2003). Para (SILVA & SILVA, 2003), a agricultura moderna, exigiu a fabricação de novos equipamentos com os mais variados tipos de máquinas e materiais, implicando na necessidade de determinação de suas características estruturais e de análise de seu desempenho. A utilização de sistemas de irrigação mais eficientes é uma busca constante na agricultura irrigada, pois existe tendência de aumento no custo da energia e de redução da disponibilidade hídrica dos mananciais. Dentre os sistemas pressurizados, a irrigação localizada é a que propicia a maior eficiência de irrigação, uma vez que as perdas na aplicação de água são relativamente pequenas, considerando-se que, quando bem projetada e manejada,

2 2 a área máxima molhada não deve ser superior a 55% da área sombreada pela planta, com área mínima molhada de 20% nas regiões úmidas e de 30% nas regiões de clima semi-árido (AZEVEDO, 1986). CONCEIÇÃO & COELHO (2003) afirmem que o sistema de microaspersão é muito empregado em condições de campo, principalmente para a irrigação de frutíferas, tem apresentado um elevado uso também em ambiente protegido. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de seis diferentes modelos de microaspersores, para diferentes pressões de funcionamento. Material e Métodos O trabalho foi realizado no Laboratório de Hidráulica da UnUCET/UEG, Anápolis GO. Foi utilizado um reservatório com capacidade de 0,50 m 3, conectado por tubulação a uma motobomba centrifuga de 3 CV. Foram ensaiados 10 microaspersores ao mesmo tempo, instalados em uma mangueira de polietileno de 1, espaçados de 0,25 m, disposta sobre o reservatório de água, formando um circuito hidráulico fechado. A pressão foi controlada com um registro de agulha de ¾ e medida com um manômetro de Bourdon, escala de 0 a 1000 kpa, com precisão de 5 kpa. Abaixo de cada microaspersor foi colocado um recipiente de 8,0 L, apoiados por uma taboa, facilitando a coleta de vazão. Foram ensaiados seis diferentes modelos de microaspersores de dois fabricantes e que são comercializados no Brasil, todos sem o uso de peças móveis para distribuição de água (asa giratória ou bailarina) nem ponte de sustentação da peça móvel. A distribuição da água é feita por meio de dissipadores, que são ranhuras localizadas nos pontos de colisão do jato de água que sai pelo orifício do microaspersor. Para determinar o coeficiente de variação de fabricação - CVf e equação que relaciona a vazão x pressão, avaliou-se 20 microaspersores de cada modelo, nas pressões de 50,100, 150, 200 e 250 kpa, para os microaspersores da Plastro e 100, 150, 200, 250 e 300 kpa, para os microaspersores fabricados pela Agrojet. O tempo de coleta foi de 3 minutos com auxílio de um cronômetro digital, com três repetições. A vazão foi medida pelo método gravimétrico com o auxílio de uma balança eletrônica digital, com precisão de 0,01 g. A classificação dos CVf seguir o projeto de norma 12:02 da ABNT (1986), ASAE EP (1994) e ISO (2001). 2

3 3 Resultados e Discussão Microaspersor modelo Mini-Sprinkler - O microaspersor Plastro, bocal preto, apresentou CVf entre 3,43% (200 kpa) e 7,23% (150 kpa) (Tabela 1), sendo classificado como bom (ABNT, 1986) e excelente (ASAE EP 405.1, 1994). As vazões médias obtidas no ensaio para as pressões de 200 e 250 kpa foram de 35,9 39,43 L h -1 e 39,43 L h -1, enquanto que no catálogo do fabricante eram de 33 39,43 L h -1 e 37 L h -1, respectivamente, ou seja, aproximadamente 7,67% maiores. Tabela 1 Parâmetros de desempenho do microaspersor Tornado Mini-Sprinkler, bocal preto ,85 1,42 6,49 Mediano Boa Categoria B ,44 1,27 4,64 Excelente Boa Categoria A ,48 2,41 7,23 Marginal Boa Categoria B ,9 1,41 3,93 Excelente Boa Categoria A ,43 2,18 5,53 Mediano Boa Categoria B Média - - 5,56 A curva característica de vazão x pressão do microaspersor foi q = 5,0156h 0,3724, R 2 = 0,9981, classificado como de fluxo como turbulento (KELLER & KARMELI,1974). Microaspersor modelo tornado Ray Jet - A Tabela 2 apresenta os resultados do microaspersor com melhor CVf dentre os avaliados, variando de 2,32% ( 250 kpa) a 3,33% (50 kpa. Na pressão de 50 kpa a vazão foi maior em relação as informações do catálogo do fabricante de 46,83%, considerado muita elevada, podendo esta relacionada a um diâmetro do bocal do microaspersor maior que o indicado pelo fabricante, decorrente de falhas no processo de fabricação. Tabela 2 - Parâmetros de desempenho do microaspersor Tornado Ray Jet com bocal azul ,43 0,88 3,33 Excelente Boa Categoria A ,92 0,9 2,74 Excelente Boa Categoria A ,70 1,1 2,95 Excelente Boa Categoria A ,20 1,2 2,78 Excelente Boa Categoria A ,90 1,1 2,32 Excelente Boa Categoria A Média - - 2,82 3

4 4 A curva característica de vazão x pressão do microaspersor modelo Tornado Ray Jet, bocal azul foi q = 5,5667h 0,3897, R² = 0,9906, com excelente ajuste. Microaspersor modelo MA-30 - Na pressão de 150 kpa a vazão media obtida foi de 8,26% maior em comparação as informações do catálogo do fabricante (Tabela 3), bem como as demais pressões. Tabela 3 - Parâmetros de desempenho do microaspersor MA ,17 3,52 13,98 Ruim Média ,12 4,06 13,94 Ruim Média ,1 4,56 14,2 Ruim Média ,73 5,39 15,53 Inaceitável Média ,67 6,4 16,98 Inaceitável Média - Média ,93 A curva característica de vazão x pressão do microaspersor modelo Tornado Ray Jet, bocal azul foi q = 4,6966h 0,3637, R² = 0,9980, com excelente ajuste. Microaspersor modelo MA-50 - O microaspersor Agrojet modelo MA-50, apresentou CVf entre 13,46% (250 kpa) e 16,41% (200 kpa) (Tabela 4), sendo classificado como médio (12:02 da ABNT, 1986) e ruim (ASAE EP 405.1,1994), demonstrando haver uma grande variação de vazão entre os microaspersores devido a fabricação. Tabela 4 - Parâmetros de desempenho do microaspersor MA ,95 5,54 14,58 Ruim Média ,13 6,99 15,84 Inaceitável Média ,47 8,12 16,41 Inaceitável Média ,46 7,33 13,46 Ruim Média ,58 8,57 14,14 Ruim Média - Média ,89 Para esta mesma pressão os microaspersores ensaiados apresentaram vazão média em relação às informações do catálogo do fabricante de 4,44%. As vazões médias obtidas no ensaio para as pressões de 150, 200 e 250 kpa foram de 44,13; 49,47 e 54,46 L h -1, enquanto 4

5 5 que no catálogo do fabricante eram de 48,8, 53,6 e 56 L h -1, respectivamente, aproximadamente 8,5% menor. A curva característica de vazão x pressão do microaspersor foi q = 5,2107h 0,4273, R 2 = 0,9925, classificado como de fluxo como turbulento (KELLER & KARMELI,1974). Microaspersor modelo P 6/7 - O microaspersor Agrojet P 6/7 apresentou CVf entre 2,02% (100 kpa) e 4,88% (250 kpa) (Tabela 5), sendo classificado como bom (2:02 da ABNT, 1986) e excelente (ASAE EP 405.1, 1994). A vazão média obtida no pressão de 200 kpa foi de 54,59 L h -1, enquanto que no catálogo do fabricante era de 46,8 L.h -1, aproximadamente 16,6% maior. Tabela 5 - Parâmetros de desempenho do microaspersor Agrojet P 6/7, bocal branco ,21 0,85 2,02 Excelente Boa Categoria A ,64 2,07 4,25 Excelente Boa Categoria A ,59 2,1 3,85 Excelente Boa Categoria A ,74 2,92 4,88 Excelente Boa Categoria A ,86 3,44 5,3 Excelente Boa Categoria A Média - - 4,06 A curva característica de vazão x pressão do microaspersor foi q = 6,7698h 0,3950, R 2 = 0,9979, classificado como de fluxo como turbulento (KELLER & KARMELI,1974). Microaspersor modelo P-9 - O microaspersor Agrojet P-9 apresentou CVf entre 5,32% (200 kpa) e 7,85% (300 kpa) (Tabela 6), sendo classificado como bom de (ABNT, 1986) e mediano (ASAE EP 405.1, 1994). A vazão média obtida na pressão de 300 kpa foi de 239,37 L h -1, enquanto que no catálogo do fabricante era de 195,3 L.h -1, aproximadamente 22,55% maior. Tabela 6 - Parâmetros de desempenho do microaspersor Agrojet P ,34 11,35 5,90 Mediano Boa Categoria B ,84 11,85 5,57 Mediano Boa Categoria B ,14 11,4 5,32 Mediano Boa Categoria B ,32 14,46 6,2 Mediano Boa Categoria B ,37 18,78 7,85 Marginal Boa Categoria B 5

6 6 Média - - 6,17 0,9890. A curva característica de vazão x pressão do microaspersor foi q = 78,8582h 0,1961, R 2 = Conclusões As equações do tipo potencial apresentaram um bom ajuste dos dados, com regime de escoamento considerado turbulento. As vazões obtidas para todos os modelos de microaspersores avaliados diferem dos valores obtidos nos catálogos dos fabricantes. O coeficiente de variação de fabricação foi considerado elevado para quatro modelos de microaspersor avaliado. Agradecimentos pesquisa. Ás empresas Agrojet e Plastro pela doação dos microaspersores e a UEG pela bolsa de Referências Bibliográficas ASAE - American Society of Agricultural Engineers. Design and installation of microirrigation system. ASAE EP St. Joseph Michigan, p , ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Emissores para sistema de irrigação localizada: Avaliação de Características Operacionais. Método de ensaio: Rio de Janeiro, p. Projeto 12: AZEVEDO H.M. Irrigação localizada. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, v.12, n.139, p.40-53, CONCEIÇÃO, M.A.F.; COELHO, R.D. Relação vazão x pressão em microaspersores DAN 2001 sob condição adversa de operação. Irriga. Botucatu, v.8, n.1. p.63-68, ISO International Organization for Standardization. ISO 9260/1. Agricultural irrrigation equipment emitters specification and test methods, Switzerland p. KELLER, L.; KARMELLI, D. Trickle irrigation desing parameters. Trasactions of the ASAE. v. 17, n.2, p Jul/Aug, MAZZER, H.R.; VILAS BOAS, M.A.; SAMPAIO, S.C. Comparação de dois métodos de ensaios radiais para microaspersores. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA 6

7 7 AGRÍCOLA, , Anais... Goiânia: Universidade Estadual de Goiás/Universidade Federal de Goiás/Sociedade Brasileira de Engenharia Agrícola, CD-ROM. SILVA, R.A.; SILVA, A.M. Avaliação das características hidráulicas do microdifusor autocompesante DAN JET Ciência Agrotécnica, Lavras. v.27, n.4, p ,