Rede Agronomia

Rede dos Engenheiros Agrônomos do Brasil

Este sistema de irrigação é indicado para irrigação de pastagens, cana-de-açúcar, forrageiras, pomares e cereais, em área de tamanho médio a grande.

A irrigação móvel é feita por aspersão, envolve o uso de canhões hidráulicos (aspersores de grande porte) e pode ser automatizada, proporcionando a movimentação do aspersor, impulsionado pela própria força da água. Alguns desses são designados como AUTOPROPELIDOS e outros como CARRETEL ENROLADOR. No autopropelido, um sistema de engrenagens e turbina enrolam um cabo de aço preso à extremidade da faixa a ser irrigada, fazendo com que a plataforma (carrinho) onde está instalado o aspersor se desloque. A água é conduzida até a plataforma através de mangueira de polietileno, em geral de 2, 3 ou 4 polegadas. A mangueira é acoplada via engate rápido ao ramal de distribuição. No carretel enrolador, não existe cabo de aço. A própria mangueira se encarrega, ao ser enrolada, de movimentar a plataforma onde se encontram a turbina, as engrenagens, etc.

As principais vantagens do sistema são: economia de mão de obra; irriga grandes áreas; e pode ser deslocado com facilidade para outras áreas. Entre as limitações estão: exige motobomba potente; sensível à interferência do vento; impacto das gotas no solo; vida útil das mangueiras e rendimento médio.

A Figura abaixo mostra o esquema de funcionamento com um sistema de Autopropelido com cabo e tração.

Os dois sistemas usuais de irrigação por aspersão móvel (exceto o pivô-central e rolão) são mostrados na Figura abaixo.

É um sistema de aspersão mecanizado adequado a áreas retangulares com declividade de até 20%, com solos de alta velocidade de infiltração de água, cultivados com culturas de boa cobertura como cana-de-açúcar e pastagem. Funciona, principalmente, para aplicar irrigação complementar. A principal vantagem do sistema é permitir irrigar várias áreas com apenas um equipamento. (1)

Aspersor

O canhão hidráulico é um aspersor de impacto de grande porte. Opera entre pressões maiores que 4 Kgf/cm² até 10 Kgf/cm² (P.S. = 40 a 100 m.c.a), fornecendo vazões que podem chegar a 139 m³/h e irrigando faixas de 200 até 550 m. Os canhões de médio alcance trabalham com pressão variando de 40 a 80 m e têm raio entre 30 e 60 m. Os de longo alcance, PS = 50 a 100 m e R = 40 a 80 m. São usados para irrigação de forrageiras, cereais, cana-de-açúcar e também pomares.

Mangueira

Possui características importantes, como grande resistência à tração e ao atrito, e pode ser usada esticada no terreno e enrolada no equipamento. Suas dimensões estão associadas ao tamanho do equipamento, mas o diâmetro varia de 100 a 140 mm e seu comprimento pode chegar até 550 m.

Exemplo

Bom proveito.

REF.

(1) Irrigação: gestão e manejo de sistema por aspersão, SENAR, Brasília, 2019.

https://www.cnabrasil.org.br/assets/arquivos/252-IRRIGA%C3%87%C3%83...

(2) Sistemas de Irrigação por Aspersão, Biscaro, G.A., Dourados-MS, 2009.

http://livros01.livrosgratis.com.br/gd000043.pdf

(3) https://pt.slideshare.net/tsoria/aula-de-irrigacao-3-4-bimestre

(4) http://www.rodrigoufra.xpg.com.br/home/resumo_geral_irrigacao.pdf

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Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO ontem
Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 11 abril 2020 às 17:52

O USO DO AUTOPROPELIDO EM CAMPOS ESPORTIVOS

Com o like do colega Artur Melo (especialista em irrigação de campos esportivos), a quem agradeço o apoio, me ocorreu de indagar (a mim mesmo) se não seria o caso de se pensar em usar o autopropelido para essa finalidade. Como o equipamento é móvel e não necessita de qualquer instalação no campo além de um hidrante, e desliza pelo gramado com rodas sem prejudicá-lo, seria u´a mão na roda, literalmente. O que acha da ideia, colega ?

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 10 abril 2020 às 18:16

PERDA DE CARGA NA LINHA PRINCIPAL

Ao elaborarmos o roteiro de projeto mostrado acima (do dia 4/4/2020), para simplificar o processo, consideramos o material da tubulação principal com a mesma rugosidade (ou seja, com o mesmo material) da mangueira, a fim de que usássemos uma única fórmula, a de Flammant (própria para PVC e PE). Nós poderíamos ter feito o mesmo com uma outra equação, a de Hazen-Williams, que pode ser usada para vários materiais, desde que se mude o valor do coeficiente C, mostrado na Tabela ao final da Planilha abaixo.

Outra novidade (ou diferença de estratégia) foi, em vez de adotarmos um valor para a Linha principal, calcularmos o seu Diâmetro econômico (de recalque), utilizando a fórmula de Bresse. A palavra 'adotado' ao lado do diâmetro, significa que houve apenas um arredondamento do valor calculado (sempre para maior), para chegar a um diâmetro comercial.

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 9 abril 2020 às 10:41

A AJUDA DA FAO

FAO são as iniciais de Food and Agriculture Organization of the United Nations (Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura). Em 1982 ela publicou um prático Manual chamado Mechanized Sprinkler Irrigation (Irrigação por Aspersão Mecanizada), do qual extraí algum material relacionado ao nosso tópico sobre Autopropelido, para mostrar aqui.

Esboço de Projeto (Autopropelido) com Nomógrafo

Segundo a Wikipédia, a nomografia, termo cunhado pelo matemático francês Maurice d'Ocagne a partir do grego nomos = lei + graphein = escrita, é um processo de cálculo pelo qual a relação entre duas ou mais variáveis é representada por um sistema de linhas e pontos, e resolvida através de uma construção geométrica simples. O nomógrafo é uma dessas grafias.

Na década de 60, quando ainda não havia computadores e calculadoras eletrônicas (as da época eram provida de manivelas e tambores rotativos), os nomógrafos eram muito comuns nas aulas de Hidráulica, para o cálculo da perda de carga em tubulações, p.ex.

O nomógrafo da Figura abaixo, com apenas dois (2) segmentos de reta, partindo da Evapotranspiração de referência (ETo = 4 mm/d) e a área a ser irrigada (A = 35 ha), a partir da linha central chamada pivô, passando pela vazão de projeto (Q = m³/h), chega ao tempo gasto pelo autopropelido ao final do dia (T = 14 h/d). Os dados foram tomados do exemplo que eu mostrei aqui no Projeto do livro Manual de Irrigação, de Salassier Bernardo.

Cálculo da lâmina máxima de irrigação

Uma vez selecionada a cultura e o clima da região, a Tabela fornece uma estimativa da necessidade máxima de irrigação (em polegadas e em milímetros) e, ainda a sua variação segundo a eficiência adotada para o método de irrigação, em percentagem. Por exemplo: o pasto pertence ao grupo de culturas da parte superior da Tabela; se o projeto estiver localizado no Semiárido, a lâmina máxima de irrigação será de 7,5 mm mas subirá para 10,5 mm se a eficiência adotada para o sistema for de 70%. O cálculo exato poderá ser efetuado por meio de uma fórmula empírica, como a de Penman ou Blaney&Criddle.

Cálculo da lâmina a ser aplicada no solo

A Tabela abaixo (Lâmina d´Água Máxima a ser aplicada em relação à Textura do Solo e à Profundidade do Sistema Radicular) relaciona a Textura do solo à Umidade disponível no solo e à Profundidade das raízes. Assim, um solo Arenoso, se a profundidade efetiva das raízes for de 0,60 m (terceira coluna da Tabela), terá disponibilidade de 25 mm de água para as plantas. No rodapé da Tabela, há indicações sobre a profundidade das raízes de algumas culturas. A das pastagens, p.ex., estão entre 0,30 e 0,60 m.

A equação tradicional para esse cálculo é aquela que envolve as constantes hídricas do solo, como mostrei em exemplo anterior para o cálculo das mangueiras (Figura abaixo).

Influência do vento na irrigação

A Tabela abaixo (Espaçamento Recomendado da Faixa em função do Diâmetro do aspersor e da Velocidade do vento predominante) mostra, p.ex., que num local onde a velocidade do vento for de 2 m/s (terceira coluna) e o diâmetro molhado de 61 m (primeira linha), a percentagem do diâmetro a ser considerado no projeto será de 60% (ou 61 m x 0,6 = 36,6 m = 37 m).

Área irrigada em função da largura da faixa e velocidade do autopropelido

Seleção da mangueira

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 8 abril 2020 às 12:54

PERDA DE CARGA NA MANGUEIRA

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 6 abril 2020 às 17:34

UM TERCEIRO ROTEIRO DE PROJETO

O trabalho "Aspectos sobre o Manejo da Irrigação por Aspersão para o Cerrado", Azevedo J. e auxs, PROFIR, Embrapa, Brasília - DF, 1983, resume as principais características dos sistemas de irrigação por autopropelido, segundo o seu porte (tamanho), como mostra o Quadro-resumo abaixo. (1)

A água fornecida pela motobomba, além de irrigar, fará com que a unidade autopropelida se desloque suavemente ao longo da faixa, pelo recolhimento hidráulico automático do cabo de aço. Esta operação é efetuada porque a unidade autopropelida é provida de um propulsor (pistão, turbina ou torniquete hidráulico), que acionado pela própria água da irrigação, movimenta o carretel enrolador do cabo de aço. A Figura abaixo mostra uma turbina desse tipo.

A perda de carga (ou pressão) provocada por essa turbina, de cerca de 8 a 10 m, é fornecida pelo fabricante do equipamento mas, o esforço no cabo pode ser calculado pela expressão: F(d) = Fi + A*[(d/2) + Li]*Pl onde: F(d) = esforço de tração (daN); Fi = resistência ao rolamento (daN); A = rugosidade do terreno (solo nu = 0,55 e vegetado = 0,80); d = distância do autopropelido ao ponto inicial (m); Li = comprimento da mangueira (m); e Pl = peso linear da mangueira cheia de água (daN). No autopropelido Chuvisco, p.ex., essa equação vale:

F(d) = 68 + 0,80*[(d/2) + Li]*5,89

Portanto, na Tabela acima, se usarmos uma distância (d) de 162 m e uma mangueira com 65 m de comprimento (Li), a força de tração será de F(d) = 756 daN (decaNewtons = 10 N)*1,097 = 771 kgf = 7,7 m.c.a. = 8 m de perda de carga na turbina.

A força de tração necessária para arrastar a mangueira é menor quando o caminho é limpo, seco e vegetado. Por exemplo: para arrastar 200 m de mangueira de 100 mm de diâmetro (4") sobre um solo franco arenoso, sem vegetação, é necessária uma tração de 2.086 kgf e para arrastar a mesma mangueira em um terreno vegetado, é necessária uma tração de 1.632 kgf. Além de exigir menor esforço de tração, o solo vegetado, faz com que a mangueira tenha maior tempo de vida útil.

 A Eficiência do sistema de irrigação por autopropelido é mostrado no Quadro da Figura abaixo.

Projeto

Dimensionar um sistema para área de 25 ha, com topografia plana. A velocidade do vento predominante na região é de 2,5 m/s e a eficiência adotada é de 70%. A jornada de trabalho será de 12 h/d e a evapotranspiração potencial é de 5 mm/d. Os dados do aspersor constam da Tabela da Planilha abaixo.(2)

No item 10 da planilha acima, se o valor calculado da área não chegar próximo do valor inicial, devemos refazer os cálculos, trocando de aspersor.

No cálculo da motobomba que é mostrado na Figura abaixo, lembramos que, na perda de carga da mangueira, ao contrário do que é feito com a tubulação principal, não se deve utilizar o diâmetro nominal, mas sim o diâmetro interno (indicado pelo fabricante). Costuma-se ainda acrescentar 5% à soma total da Altura Manométrica Total (Hman), para atender às perdas de carga localizadas, como os hidrantes, peças e conexões, o que não foi feito neste projeto.

REF. (1) https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/54773...

(2) Sistemas de Irrigação por Aspersão, Biscaro, G.A., Dourados-MS, 2009.

http://livros01.livrosgratis.com.br/gd000043.pdf

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 5 abril 2020 às 13:40

MAIS UM EXEMPLO

Segundo Bernardo(1) esse sistema (Autopropelido) consiste em um canhão hidráulico, montado sobre carreta, que se desloca sobre o terreno, irrigando uma área retangular. O conjunto é formado por uma motobomba, um aspersor, mangueira de alta pressão, acoplada à linha principal de irrigação e de um cabo de aço instalado sobre a carreta. O deslocamento do sistema sobre a faixa a ser irrigada se produz pela ação do carretel, acionado por turbina hidráulica, enrolando o cabo de aço, que foi previamente esticado e ancorado na outra extremidade da faixa.

A planilha abaixo apresenta o resumo de um exemplo de dimensionamento hidráulico de irrigação por autopropelido do Manual de Irrigação (1) às páginas 465 a 467. Para simplificar, embora o autor tenha adotado no projeto do ramal principal de irrigação uma tubulação de Alumínio, todos os cálculos foram feitos com a equação de Flammant, indicada para o material de que é feita a mangueira (Polietileno) e de PVC, embora tenhamos chegado à mesma potência da bomba.

REF. (1) Manual de Irrigação, Salassier Bernardo, 5a. ed., Viçosa - MG, 1989, pág. 387.

Bom proveito.

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