Dimensionar a lâmina d´água: Parte 1 - Conceitos
Autor: Ívena Carlos Passarella - Data: 08/06/2020
Ao realizar um projeto de irrigação, é necessário obter um dado fundamental, que é a quantidade de água necessária para o desenvolvimento da cultura, ou seja, é uma das principais informações necessárias para o manejo adequado da irrigação e um plano eficiente de uso da água. Para tanto, é indispensável que os parâmetros relacionados às plantas, ao solo e ao clima, sejam conhecidos para determinar o momento oportuno de irrigar e a quantidade de água a ser aplicada.
Segundo Carvalho et al. (2007), para um manejo adequado de irrigação em qualquer cultura, é essencial determinar a evapotranspiração. De acordo com Silva & Marouelli (1998), é necessário realizar o controle da umidade do solo e/ou o conhecimento da evapotranspiração durante todo o ciclo da cultura. Desta forma, torna-se necessário o estudo destes parâmetros que auxiliem na tomada de decisão, em que um deles é o coeficiente de cultura (Kc) determinado pela razão entre a ETc e a ETo.
A evapotranspiração, é a perda de água para a atmosfera na forma de vapor, esta perda pode ser oriunda de superficíes de água livre ( rios, oceanos, mares, lagos, etc), do solo e da vegetação úmida, e transpiração dos vegetais. A ETc de acordo com Doorenbos & Pruitt (1977), pode ser calculada a partir da evapotranspiração de referência (ETo) e do coeficiente de cultivo (Kc) em seus diferentes estádios fenológicos. A evapotranspiração pode ser de potencial (ETp), de referência (ETo), Real (ETr), de oásis (ETO) e de Cultura (ETc).
- A evapotranspiração potencial (ETp), é a água removida de uma superfície coberta por vegetação rasteira e verde, se disponível.
- A evapotranspiração de referência (ETo), é a água removida de uma superfície coberta por vegetação rasteira e verde, porém ela deve ser livre de estresse hídrico e doenças.
- A evapotranspiração real (ETr), é a quantidade de água transferida à atmosfera.
- A evapotranspiração de Oásis (ETO), é a área vegetal irrigada que é circundada por uma extensa área seca, de onde provém energia por advecção (calor sensível, H’), a qual aumenta a quantidade de energia disponível para a ET.
- A evapotranspiração de cultura (ETc), é realizada por cultura livre de pragas e doenças.
Tendo em vista os conceitos citados acima, podemos fazer estas demontrações a partir dos cálculos que serão mencionados abaixo.
Coeficiente de cultura
É a razão entre a evapotranspiração da cultura (ETc) e a evapotranspiração de referência (ETo), num tempo específico.
O valor de Kc varia de acordo com a cultura e seu desenvolvimento, sendo dividido em: Kcini (da poda ao florescimento), Kcmed (do florescimento à maturação) e Kcfim (da maturação à colheita).
Cálculo do ETo
Pode ser calculado usando vários métodos, o mais simples é o método de Hargreaves-Samani, sendo expresso por:
ETo = F x (Tmax - Tmin) x (Tmax + Tmin + 35,6)
Onde, F é um coeficiente que depende do dia do ano, o Tmax e Tmin são os valores diários das temperaturas máxima e mínima, respectivamente (ºC).
Cálculo do ETc
Pode ser representado por :
ETc = Kc x ETo
Em que ETc é expresso em mm
Determinação do intervalo de irrigação
O intervalo pode ser determinado de três maneiras:
Turno de rega fixo: é normalmente adotado em áreas que apresentam baixa precipitação pluvial. Para sistemas de irrigação por aspersão e microaspersão pode-se irrigar de uma a duas vezes por semana, e não diariamente, pois, pode aumentar perda por evaporação. Além disso, quando a irrigação é muito frequente, só é umedecida uma pequena camada de solo, o que dificulta o desenvolvimento das raízes que, na maior parte, encontra-se até uma profundidade de 40cm a 60cm. Já em sistemas de gotejamento, o volume de solo com água disponível para a cultura é menor, havendo, assim, a necessidade de irrigações mais frequentes. Na tabela a seguir, é apresentado um exemplo de planilha com irrigações a cada sete dias. Observa-se que o valor da precipitação pluvial (P) ocorrida no intervalo entre irrigações deve ser descontado do valor da ETc acumulada (ETca).
Lâmina de irrigação fixa: a irrigação é realizada sempre que a ETc acumulada (ETca) atinge um valor pré-estabelecido, que vai depender do tipo de solo. Quanto maior a capacidade de retenção de água apresentada pelo solo, maior poderá ser o valor de ETca. Para fins práticos, esse valor pode variar entre 10mm, para solos com alto teor de areia e baixa capacidade de retenção de água; até 30mm, em solos que apresentem uma maior capacidade de armazenar água. Quanto maior o valor de ETca adotado, maior será o intervalo de irrigação. Por essa razão, em regiões onde há precipitações pluviais mais frequentes, recomenda-se utilizar intervalos com lâminas de irrigação fixas ao invés de turnos de rega fixos. Na tabela a seguir, é apresentado um exemplo de planilha em que a irrigação é realizada sempre que a ETca atingir um valor próximo a 20mm. Como o valor da precipitação pluvial (P) ocorrida no intervalo entre irrigações é descontado do valor da ETc acumulada (ETca), quanto mais chuva houver maior será o intervalo entre irrigações e, consequentemente, menor o número de irrigações da cultura, o que representa uma economia de água e energia.
Irrigação com base na tensão da água no solo: utiliza-se, como base da irrigação, um valor pré-estabelecido da tensão da água no solo. Essa tensão está diretamente relacionada ao teor de umidade do solo, pois quanto mais seco o solo, maior a tensão com que a água é retida. Isso pode ser observado na Fig 1, onde é apresentado um exemplo de curva de retenção de água no solo. Para cada valor da tensão corresponde um valor da umidade do solo. Assim, nesse exemplo, para uma tensão de 10kPa (0,1atm) a umidade do solo é de 29,1% (291mm de água por metro de profundidade de solo) e para a tensão de 20kPa (0,2atm) a umidade é igual a 25,2% (252 mm/m). Essas relações entre a tensão e a umidade variam entre os solos. Por isso, é necessário fazer uma curva de retenção específica para cada solo.
Cálculo de tempo de irrigação
É a razão entre o valor de ETc acumulada (ETca) e a intensidade de aplicação dos emissores. Deve-se acrescentar de 10% a 20% ao valor de ETca, para compensar a desuniformidade do sistema de irrigação. Quanto maior a desuniformidade, maior deve ser o acréscimo. A seguir é dado um exemplo de cálculo de acordo com a tabela.
Vazão do emissor (microaspersor) = 75 L/h
Espaçamento entre emissores (não entre plantas) = 6,0 m x 5,0 m = 30,0 m2
Intensidade de aplicação = 75L/h : 30,0m2 = 2,5 mm/h
ETc acumulada (ETca) = 16,7 mm x 20% = 20,0 mm
Tempo de irrigação (TI) = 20,0mm : 2,5mm/h = 8,0 horas
Cálculo da Uniformidade das Vazões
Reflete as diferenças entre os volumes aplicados pelos emissores na parcela durante a irrigação. Para avaliar a uniformidade das vazões periodicamente no campo, pode-se amostrar aleatoriamente 18 emissores em cada parcela, determinando-se suas vazões. Com esses valores, obtém-se o (CUV) empregando-se a seguinte expressão:
CUV= 100 x (1 - (0,67 x (Qs - Qi) / (Qs + Qi) ) )
CUV é o coeficiente de uniformidade das vazões (%)
Qs é a soma das três maiores vazões (L/h)
Qi é a soma das três menores vazões (L/h).
Os valores de CUV devem ser superiores a 80% para que o sistema apresente um bom desempenho.
Confira os 3 artigos sobre cálculos hidráulicos
1 de 3: Dimensionar a lâmina d´água: Parte 1 - Conceitos
2 de 3: Dimensionar a lâmina d´água: Parte 2 - Cálculos
3 de 3: Dimensionar a lâmina d´água: Parte 3 - Os 5 estágios de desenvolvimento da cultura
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