Eficiência na distribuição de água em pivô central

A irrigação é fator primordial para que os produtores brasileiros possam fazer até três safras ao ano, já que a irregularidade na distribuição pluviométrica tem reflexo direto na produtividade. Assim, estudo avaliou a eficiência de três pivôs centrais após 15 anos de uso e constatou os principais problemas que o sistema apresentou ao final deste período.

No Brasil, grande parte de seu território possui condições climáticas favoráveis à agricultura intensiva, podendo, em alguns locais, se conseguir até três safras ao ano, sendo limitada apenas pelas irregularidades na distribuição pluviométrica. A irrigação, por sua vez, consegue garantir condições hídricas satisfatórias durante o ano todo, possibilitando assim o cultivo na época mais seca. De todos os métodos de irrigação existentes, a aspersão é a mais utilizada. Possui características importantes como elevada uniformidade de distribuição da água, eficiência de irrigação, bom controle do volume de água aplicado e adaptabilidade a diversas culturas, relevos e tipos de solo.

O aumento da produção na agricultura irrigada está diretamente relacionado com a utilização de sistemas de irrigação eficientes, embora na maioria destas áreas o volume aplicado de água seja superior ao realmente necessário para a produção pertinente de alimentos. Assim, torna-se importante a utilização de equipamentos projetados adequadamente e que garantam um bom retorno do investimento aplicado pelo produtor, pois permite um melhor uso racional da água, otimizando a quantidade a ser aplicada, bem como o momento certo de aplicar, aumentando o número de colheitas em um determinado período.

Teste de uniformidade sendo feito com os coletores instalados
Teste de uniformidade sendo feito com os coletores instalados

Atualmente, o Brasil possui uma área irrigada total de 6.200.000ha, sendo que desses, 1.275.000ha são com pivô central. Este sistema de irrigação tipo pivô central requer não só conhecimento da cultura, do solo, dos recursos hidrícos disponíveis e dos dados climáticos, mas também a quantificação da água a ser aplicada e principalmente sua eficiência na distribuição e uniformidade. Diante disso, busca-se uma utilização de equipamentos mais eficientes, sendo fundamental para a economia de água e de energia sem, no entanto, pôr em risco o rendimento da cultura implantada. A desuniformidade de água gera áreas irregulares, com déficit ou excesso de umidade, e com a adequação da uniformidade tem-se aumento nos gastos, como operação e manutenção dos sistemas.

Os elementos que afetam a uniformidade de distribuição da água são o vento, a temperatura do ar, a umidade relativa, a evaporação, a altura do emissor, a velocidade de deslocamento da máquina, o espaçamento e o tipo de aspersor. Quando estes fatores são monitorados corretamente, pode-se chegar a uma economia de 25% de água no sistema, sem prejudicar a cultura.

Para calcular essa eficiência na distribuição são utilizados muitos coeficientes para expressar a água aplicada por esse sistema de irrigação, sendo o mais utilizado o proposto por Christiansen (1942), mais conhecido como Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC). A análise, por sua vez, teve por objetivo avaliar a eficiência e a uniformidade de aplicação de água de três sistemas pivô central comparando a data de sua instalação, onde espera-se que houve próximo de 100% de uniformidade, após 15 anos de uso intenso das máquinas.

A propriedade em que foi realizado o teste pertence ao Grupo Damha, no município de Pereira Barreto, interior de São Paulo, com precipitação e temperatura médias anuais respectivamente de 1.300mm e 24,1ºC, o tipo climático local é tropical úmido com estação chuvosa no verão e seca no inverno. A propriedade apresenta uma complexa estrutura de equipamentos e sistemas de irrigação, cujo sistema autopropelido de irrigação por aspersão é o de maior aceitação pelos produtores, tendo como objetivo suprir as necessidades de alimentos da atividade pecuária implantada na propriedade, com o resultado de produção de três safras por ano, aproximadamente.

Em 2000, na instalação dos equipamentos, adquiridos todos do mesmo fabricante, foram realizadas as avaliações de desempenho, tiveram como objetivo a avaliação destes ainda novos, para, assim, classificá-los segundo a uniformidade apresentada e todos os equipamentos se mostraram de acordo com o projetado e desejado. Depois de 15 anos, aproximadamente, foram realizadas novas avaliações com o intuito de sanar possíveis problemas com bocais e tubos, os quais causavam índices de uniformidade abaixo do desejado, que têm como maiores problemas o comprometimento da produtividade das culturas e o não atendimento da demanda hídrica. Foram realizadas as avaliações adotando o ponto mais alto, pois seria a parte das áreas com maiores problemas de pressão. Foram utilizadas duas linhas radiais de pluviômetros dispostos com ângulo de três graus entre si e os coletores foram posicionados a 0,3 metro de altura.

Para calcular a eficiência na distribuição de água os pesquisadores utilizaram o Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC), com a utilização de coletores distribuídos ao longo do percurso e monitoramento climático através de estações móveis
Para calcular a eficiência na distribuição de água os pesquisadores utilizaram o Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC), com a utilização de coletores distribuídos ao longo do percurso e monitoramento climático através de estações móveis

O volume coletado foi medido o mais rápido possível, para diminuir o efeito da evaporação. Foram instalados também pluviômetros com 10mm de água em cada pivô para medir a evaporação durante o teste e determinadas as perdas, por diferença. A velocidade do pivô foi regulada para andar aplicando 10mm de lâmina para o teste. Com o cronômetro, mediu-se o tempo necessário para que cada equipamento fizesse o percurso entre as duas linhas de pluviômetros.

Durante a avaliação, efetuaram-se leituras da pressão inicial (base do pivô) e a pressão final (manômetro instalado na extremidade do equipamento), da velocidade da última torre, da velocidade do vento, da velocidade (%) do teste, da lâmina do projeto, do raio irrigado, da área irrigada e da precipitação ocorrida. Para determinar as variáveis climáticas, foi utilizada uma miniestação agrometeorológica instalada a um metro e meio de altura do solo, situada a um quilômetro do local dos testes, onde foi possível determinar a temperatura do ar, a umidade relativa, a direção e a velocidade do vento.

Os resultados evidenciaram um grau de desgaste de equipamentos devido ao uso intenso, principalmente no pivô C, que teve uma uniformidade menor que 60%, tal fato pode estar relacionado por ele ser o único a ter três safras no ano, fazendo, assim, que o equipamento não tenha uma manutenção adequada e um tempo de reparos. Quando comparada a vazão calculada de projeto e a obtida no teste, pode-se notar que todos os três pivôs não atingiram a vazão desejada, podendo ser justificada pelo tempo de uso e alguns fatores ocasionarem a perda de vazão, como vazamentos e entupimento de aspersores.

Estes sistemas de irrigação do tipo pivô central funcionam com a mesma velocidade angular, porém a velocidade linear difere em cada uma das torres da linha lateral de aspersão e para que a lâmina de irrigação seja a mesma na área toda, estes sistemas são irrigados com combinações de bocais distintos ao longo da linha lateral. Para tanto, requerem um rigoroso dimensionamento hidráulico dos emissores, onde bocais apresentam diâmetros crescentes a partir do ponto do pivô (Figura 1).

 Figura 1 - Coeficiente de uniformidade dos três pivôs
Figura 1 - Coeficiente de uniformidade dos três pivôs

Os pivôs centrais classificados como A, B e C tiveram, respectivamente, os seguintes CUCs: 82%, 76% e 57%, valores estes, classificados como baixos pelas normas da ABNT. A uniformidade de aplicação de água em pivôs pode ser afetada por diversas formas, desde a saída da água dos orifícios dos bocais até a superfície do solo e também para fora da área de alcance do equipamento. Portanto, são necessárias algumas medidas de conservação do equipamento para que se possa otimizar a eficiência de aplicação e melhorar o sistema, diminuindo o desperdício de água e aumentando a vida útil da máquina. Para a Fazenda analisada em questão, a ideia seria a troca de tubos com vazamentos e de emissores que estejam entupidos, pois estes, além de aumentar a pressão até o fim da tubulação, diminuem a lâmina em alguns pontos da área irrigada e aceleram o difusor. São importantes a manutenção e o manuseio corretos para que se consiga, mesmo depois de um período de 15 anos, ainda manter a produtividade das culturas irrigadas com esse sistema de irrigação.

Vazamento em tubulações altera a eficiência dos equipamentos
Vazamento em tubulações altera a eficiência dos equipamentos


Yane de Freitas da Silva, Univ. Estadual Júlio de Mesquita Filho


Artigo publicado na edição 171 da Cultivar Máquinas

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