Dimensionar a lâmina d´água: Parte 2 - Cálculos

Autor: Ívena Carlos Passarella - Data: 09/06/2020

Parâmetros para o dimensionamento de um sistema de irrigação
Para saber a quantidade de água adequada para o desenvolvimento de qualquer cultura, é necessário estabelecer parâmetros como: evapotranspiração de referência (ETo); disponibilidade total de água no solo (DTA); capacidade total de água no solo (CTA); capacidade real de água no solo (CRA); irrigação real necessária (IRN) ou lâmina líquida; irrigação total necessária (ITN) ou lâmina bruta; turno de rega; taxa de aplicação de água do aspersor e tempo por posição (TP).

Evapotranspiração de referência (ETo)
A equação de Penman-Monteith, a qual necessita de dados meteorológicos, é a mais utilizada, sendo expressa por:

equação de Penman-Monteith


Onde:
Δ , é a declividade da curva de pressão de vapor em relação à temperatura (kP °C^-1);
Rn, é o saldo de radiação diário (MJm^-2dia^-1)
G, é o fluxo total diário de calor no solo (MJm^-2dia-1)
U2, é a velocidade do vento a 2 m de altura (m s^-1)
Es, é a pressão de saturação do vapor d’água (kPa)
T, é a temperatura média do ar (°C)

Disponibilidade total de água no solo (DTA)
A disponibilidade total de água, engloba a água contida na capacidade de campo do solo e o seu ponto de murcha permanente. A equação é expressa por:

DTA = 10 x (CC-PMP)

Onde:
CC é a capacidade de campo com base em volume (cm³ água/cm³ solo).
PMP é o ponto de murcha permanente (cm³ água/cm³ solo).

Capacidade total de água no solo (CTA)

A capacidade total de água no solo (CTA) representa a quantidade total armazenada na zona radicular:

CTA = DTA x Z

Onde, Z é a profundidade efetiva do sistema radicular.
Considera-se Z a profundidade do solo onde se concentram pelo menos 80% das raízes das plantas. Os valores são tabelados:



Capacidade real de água no solo (CRA)
A capacidade real de água no solo (CRA) representa uma parte da capacidade total de água no solo (CTA), pois do ponto de vista da agricultura irrigada, não interessa planejar a utilização da água até o ponto de murcha da planta. Ela é calculada pela seguinte formula:

CRA = CTA x f

Onde, f é o fator de disponibilidade, sendo um fator de segurança para o irrigante que tem como referência a umidade mínima a que uma cultura pode ser submetida sem afetar significativamente sua produtividade.

Irrigação real necessária (IRN) ou lâmina líquida

Representa o consumo real de água pela cultura expressa em lâmina de água, a qual deverá ser adicionada ao solo para suprir a necessidade da planta. Sendo determinada por:

IRN = (Cc - Pm) x Ds x Z x f

Onde:
IRN é a irrigação real necessária (mm);
CC é a capacidade de campo com base em volume (cm³ água/cm³ solo);
Pm é o ponto de murcha permanente (cm³ água/cm³ solo);
Ds é a densidade do solo (g / cm³);
Z é a profundidade efetiva do sistema radicular (cm);
f é o fator de disponibilidade.

Irrigação total necessária (ITN) ou lâmina bruta
Representa a quantidade de água necessária para a planta:


Onde:
ITN é a irrigação total necessária (mm);
IRN é a irrigação real necessária (mm);
Ea é a eficiência de aplicação média dos sistemas de irrigação (%).
A eficiência de aplicação (Ea) representa todas as perdas que ocorrem durante a aplicação de água por toda a área. Varia de 65 a 90%, dependendo do método de irrigação empregado.

Turno de rega
Representa o intervalo de dias entre duas irrigações sucessivas. É descrito pela da fórmula:


Onde, TR é expresso em dias.

Taxa de aplicação de água do aspersor

T = Vazão / (EL x EA)

Onde:
Vazão l/h
EL é o espaçamento entre laterais (mm);
EA o espaçamento entre aspersores (mm);
T é expresso em l/h.

Tempo por posição (TP)

O tempo que o aspersor vai permanecer numa mesma posição para irrigar pode ser calculado como:

TP = ITN / T

Onde:
TP é o tempo por posição (horas);
ITN é irrigação total necessária (mm);
T é a taxa de aplicação de água do aspersor (mm/h).

Fatores que influenciam o coeficiente cultural

Os dois principais fatores que influenciam o coeficiente cultural são:

  • Estado vegetativo da cultura: o aumento da capacidade de transpiração depende do aumento da superfície estomática e portanto do desenvolvimento da área foliar. O aumento do grau de cobertura do solo implica diminuição da evaporação.
  • Teor de humidade do solo: quando existe déficit de água no solo, a planta entra em situação de stress hídrico diminuindo a sua atividade estomática.
  • A definição mais completa de kc pode então ser dada pela seguinte expressão:
    Kc= Kcb x Ks + Ke

    Kcb é o coeficiente cultural basal, calculado quando a cultura em análise se encontra em condições em que a evaporação do solo é mínima, mas em que o teor de água deste não limita nem o crescimento da cultura e nem a sua transpiração.

    Ks representa a diminuição de kc, quando a cultura está em situação de carência hídrica.

    Ke representa o aumento de kc devido à evaporação a partir do solo.

    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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