UNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA EM UM SISTEMA DE IRRIGAÇÃO COM O USO DE ASPERSORES SETORIAIS W. M. Queiroz 1 ; M. Simeão 2 ; A. R. B. Santos 2 ; F. E. P. Mousinho 3 RESUMO: O trabalho teve como objetivo avaliar a uniformidade de distribuição de água de sistema de irrigação por aspersão, utilizando aspersores setoriais, com diferentes ângulos de rotação. Foram utilizados quatro aspersores setoriais com um único bocal de 3,0mm de diâmetro, que funcionou em uma pressão constante de 25 mca, em três ângulos de giros 90, 180 e 360. No ensaio foram dispostos 35 coletores sobre hastes de ferro com altura media de 40 cm, espaçadas de 2m dentro do quadrante do espaçamento entre aspersores, 12x12m. Os coeficientes utilizados para avaliar a uniformidade foram os Coeficientes de Uniformidade de Christiansen (CUC), Coeficiente de Uniformidade de Distribuição (CUD) e Coeficiente de Uniformidade Estatístico (CUE). A alteração no ângulo de giro do aspersor alterou a uniformidade de distribuição de água acima do solo pelo sistema de irrigação, quando comparado ao giro completo. O ângulo de 90 apresentou a uniformidade de distribuição mais baixa, mesmo com uma maior lâmina aplicada. O ângulo de 360 foi o que apresentou a maior uniformidade de distribuição de água dentre as demais situações testadas, porém a sua lâmina aplicada foi a menor entre todos os ângulos testados. PALAVRAS-CHAVE: Irrigação por aspersão, coeficientes de uniformidade, ângulo de giro de aspersores UNIFORMITY OF WATER DISTRIBUTION IN A IRRIGATION SYSTEM WITH THE USE OF SPRINKLERS SECTORIALS SUMMARY: This study aimed to evaluate the uniformity of water distribution system of irrigation using sprinklers sector, with different angles of rotation. Were used four sector with a single spray nozzle 3.0 mm in diameter, which operated at constant pressure of 25 mwc into three angles of turns 90, 180 and 360. In the test collectors were placed on 35 iron rods with a height of 40cm media, spaced 2 m within the quadrant of the spacing between sprinklers, 12x12m. The coefficients used to evaluate the uniformity were the Christiansen Uniformity Coefficient (CUC), Coefficient of Distribution Uniformity (CUD) Statistical Uniformity and 1 Engenheiro Agrônomo, fepmousi@ufpi.edu.br 2 UFPI/Aluno Agronomia, marcelosimeao16@gmail.com 3 UFPI/CAT, Professor, Dr. Irrigação, fepmousi@ufpi.edu.br.
Coefficient (CUE). The change in the angle of rotation of the rotor changed the distribution uniformity of water above the soil through the irrigation system when compared to full circle. The angle of 90 presented lower distribution uniformity even with a greater depth applied. The angle of 360 showed the most uniform distribution of water among the other conditions tested, but their irrigation depth was the lowest among all tested angles. KEYWORDS: Sprinkler irrigation, uniformity coefficient, angle of rotation of sprinklers INTRODUÇÃO A irrigação por aspersão consiste em aplicar água acima da superfície do solo por um dispositivo denominado de aspersor. Estes baseiam o seu funcionamento na passagem de água sob pressão através de um orifício onde, após essa passagem, a água lançada ao ar, sendo fracionada provoca a formação de gotas, simulando assim uma situação de chuva artificial em lavouras agrícolas. Os aspersores podem ser considerados como o principal componente do sistema de irrigação por aspersão, pois são eles os responsáveis pela distribuição da água na superfície do terreno, através de um ou mais bocais, sob forma de precipitação. Para BERNARDO (1995), a distribuição da água varia com o tipo de aspersor e com o número e o tipo de bocais usados, bem como pelo tipo de rotação do mesmo. Os aspersores setoriais quando são regulados em certo ângulo de rotação podem ter a sua distribuição de água alterada, mesmo sob uma mesma pressão de operação. Essa alteração pode afetar a uniformidade de aplicação de água do sistema, pois o mecanismo que provoca o giro reverso nesse tipo de emissor altera a velocidade normal de funcionamento, e o tempo perdido com o ato de reversão de giro pode provocar uma maior aplicação de água nas extremidades da área irrigada. A uniformidade de aplicação de água é importante na irrigação por aspersão, pois, interfere no rendimento das culturas e reduz as perdas por percolação gerando benefícios econômicos e ambientais SEGINER (1979); CURTIS et al. (1996). Os aspersores de giro completo são os mais utilizados na agricultura, entretanto existem os aspersores setoriais onde podemos controlar o seu ângulo de giro através de um dispositivo mecânico e com ele podemos aplicar uma lâmina satisfatória nas regiões das extremidades do plantio que normalmente os aspersores de giro completo não se sobrepõem. BERNARDO (1995) afirma que uniformidade pode ser expressa por índices ou coeficientes, sendo o mais utilizado o Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC), proposto por Christiansen (1942. São também utilizados em menor escala o Coeficiente de Uniformidade de Distribuição (CUD) e o Coeficiente Estatístico de Uniformidade (CUE), proposto por WILCO & SWAILES (1947) que utiliza o desvio-padrão como medida de dispersão, para o qual se aceitam valores acima de 75%. MATEOS (1998) classifica os diversos fatores que afetam a uniformidade da aplicação de água na superfície do solo de acordo com as seguintes categorias: características do aspersor; distribuição do sistema; fatores climáticos e; fatores do manejo. MERRIAN & KELLER (1978) afirmam que, para culturas de alto rendimento econômico, com sistema radicular raso, a irrigação por aspersão deve CUD superior a 80% e o CUC acima de 88%. Para cultivos com sistema radicular médio, o CUD pode variar entre 70 e 80% e o CUC entre 80 e 88%. Em culturas com sistema radicular profundo, a o CUD pode variar entre 50 e 70% e o CUC entre 70 e 80%.
De forma a disponibilizar informações sobre sistemas de irrigação por aspersão, este trabalho teve como objetivo avaliar a uniformidade de distribuição de água por um sistema de irrigação por aspersão, utilizando aspersões setoriais com diferentes ângulos de rotação. MATERIAL E MÉTODOS Este trabalho foi realizado na área Experimental do Departamento de Engenharia Agrícola e Solos (DEAS) da Universidade Federal do Piauí, na cidade de Teresina-PI, Durante a coleta a velocidade do vento esteve na faixa de 8,6 a 14,7m/s, verificada na estação agrometeorológica instalada na área experimental. O sistema de irrigação era composto linhas laterais em PVC de 25 mm de diâmetro com espaçamento de 12m, sendo os tubos de subida do aspersor também em PVC de 25 mm de diâmetro com altura de 1,0m.. Foram utilizados quatro aspersores setoriais com um único bocal de 3,0mm de diâmetro, que funcionou em uma pressão de constante de 25 mca, nos três ângulos de giros utilizados, sendo dois giros parciais 90 e 180 e um giro completo, 360. No ensaio de uniformidade foram usados 36 coletores que possuíam uma área de coleta de 36,32cm², dispostos sobre hastes de ferro com altura media de 40 cm acima do solo, espaçadas de 2 em 2 metros dentro do quadrante de 12x12 m, sendo assim possível quantificar em campo a sobreposição dos aspersores setoriais. Os coeficientes de uniformidade utilizados foram o de Christiansen (1942), que adota o desvio médio como medida de dispersão, sendo seu cálculo obtido pela Equação 1: n i i l CUC 1 (eq. 1) n. Em que: CUC - coeficiente de uniformidade de Christiansen, em decimal; n - número de pontos; i - lâmina de água ou umidade do solo no i-ésimo ponto; -média dos valores. Também foi utilizado o coeficiente de uniformidade estatístico (CUE) proposto por Wilcox & Swailes (1947) expresso na Equação 2: s CUE 1 100 (eq. 2) Em que: CUE Coeficiente de uniformidade estatístico; - média dos valores; s Desvio padrão. O terceiro coeficiente utilizado foi o Coeficiente de Uniformidade de Distribuição (CUD) proposto por Criddle et al. (1956), sendo obtido pela Equação 3: (25) CUD x100 (eq. 3) Em que: CUD- coeficiente de uniformidade de distribuição; (25) - lâmina média das menores precipitações corresponde a 25% da área, mm; - lâmina média, mm Após a determinação dos índices de uniformidade para cada ângulo de giro dos aspersores, estes foram classificados de acordo com o seu desempenho considerando a classificação proposta por MANTOVANI (2001), apresentada na Tabela 1, a seguir.
Tabela 1 - Classificação dos valores do desempenho de sistemas de irrigação por aspersão convencional em função CUC, do CUE e do CUD. Classificação CUC CUE CUD Excelente >90% 90-100% >84% Bom 80-90% 80-90% 68-84% Razoável 70-80% 70-80% 52-68% Ruim 60-70% 60-70% 36-52% Inaceitável <60% <60 <36% Fonte: MANTOVANI (2001). RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 2 são apresentados os valores dos coeficientes de uniformidade da distribuição de água na superfície do solo para os diferentes ângulos de giro testados com o aspersor setorial. Para o ângulo de 90 o CUC, CUD e CUE com 70,23%,70% e 65,59% obtiveram as classificações razoável, ruim e razoável,k respectivamente, de acordo com MANTOVANI (2001). Tabela 2. Valores dos coeficientes de uniformidade para cada ângulo testado. Ângulo de giro Coeficiente de uniformidade 90 180 360 CUC 70,23% 74,64% 83,20% CUE 65,78% 69,71% 78,31% CUD 65,59% 66,13% 76,90% No ângulo de giro de 180 o CUC foi um pouco melhor que o de 90, mas também apresentou valor na mesma faixa de classificação O CUE encontrado também se classifica como ruim apresentando um comportamento semelhante ao ângulo de 90 e o CUD se encontra na faixa de uniformidade razoável para esse coeficiente. O ângulo de 360 (giro completo) foi o que apresentou um comportamento melhor em relação aos outros ângulos de rotação, sendo o CUC apresentando o valor de 83,20% que se classifica na faixa de bom, ou seja, apresenta uma boa uniformidade para um sistema de aspersão, e o valor de CUE também está classificado como razoável segundo essa classificação. Os valores de CUC de todos os ângulos se encontram abaixo do recomendado para um sistema de aspersão que é de 88% segundo MERRIAN & KELLER (1978), porém segundo a classificação de MANTOVANI (2001) todos ficaram entre razoável e bom. Para todos os ângulos foram obtidos valores de CUD considerados abaixo do recomendado que é de 80% segundo MERRIAN & KELLER (1978), que de acordo com FRIZZONE (1992) um baixo valor de CUD indica perda excessiva de água por percolação profunda, se a lâmina mínima aplicada corresponde à lâmina necessária. CONCLUSÕES A alteração no ângulo de giro do aspersor alterou a uniformidade de distribuição de água acima do solo pelo sistema de irrigação, quando comparado ao giro completo. O ângulo de 90 apresentou a uniformidade de distribuição d água mais baixa, mesmo com uma maior lâmina aplicada. O ângulo de 360 (giro completo) foi o que apresentou a maior uniformidade de distribuição de água dentre as demais situações testadas, porém a sua lâmina aplicada foi a menor entre todos os ângulos testados.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERNARDO, S. Manual de irrigação. 6. ed. Viçosa, MG: UFV, 1995. 596 p. CURTIS, L.M.; Powell, A.A.; Tyson, T.W. Microirrigation of peaches in the southeast California. Irrigation Journal, New York, v.46, n.2, p.22-26, 1996 FRIZZONE, J.A. Irrigação por aspersão. Piracicaba: ESALQ Departamento de Engenharia Rural, 1992. 53p. Série Didática, 3 MANTOVANI, E. C. AVALIA: Programa de Avaliação da Irrigação por Aspersão e Localizada. Viçosa, MG: UFV, 2001. MATEOS, L. Assessing whole-field uniformity of stationary sprinkler irrigation systems. Irrigation Science, New York, v.18, n. 2, p.73-81, 1998. MERRIAN, J.L.; KELLER, J. Irrigation System Evaluation. A Guide for Management. Logan:Utah State University, 1978. 271 p. SANTOS, J.R.M. dos. Irrigar é preciso. Agroanalysis, Rio de Janeiro, v.18, n.3. p.29-34, 1998. SEGINER, I. Irrigation uniformity related to horizontal extent of root zone. Irrigation Science, Berlin, v.1, p.89-96, 1979 WILCO, J.C.; SWAILES, G.E. Uniformity of water distribution by some undertree orchard sprinklers. Scientific Agricultural, v.27, p.565-583, 1947.