Qualidade da água em irrigação por gotejamento

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  • Jan 2020 |
  • Flavio Daniel Szekut, Unisep/Fefb; Carlos Alberto Vieira de Azevedo, UFCG; Marcio Antonio Vilas Boas e Thiago Zuculotto, Unioeste

A irrigação tem como grande objetivo distribuir água na quantidade certa e no momento adequado para que a planta não tenha déficit hídrico nem ocorra desperdício de líquido. Nestas condições, a cultura terá um bom desenvolvimento e atingirá seu máximo potencial produtivo. Certamente, outras condições como aeração do solo, adubação, clima e fitossanidade também deverão estar adequadas.

Para possuir sistemas de irrigação, um dos requisitos que devem ser observados é a qualidade da água utilizada. Sistemas que possuem pequenas aberturas para saída de água, como os sistemas localizados de gotejamento e microaspersão, têm maior restrição quanto às características físico-químicas da água.

Em regiões com escassez de fontes hídricas é comum a utilização de águas com seus valores constituintes abaixo do recomendado para a irrigação. Uma delas é a utilização de águas residuárias, que são fontes hídricas abundantes, que podem contribuir durante todo ano, mas possuem uma carga físico-química grande para a utilização.

Por outro lado, a utilização de águas residuárias, além de ser uma fonte hídrica, diminui a utilização de água com qualidade superior, aumenta a reutilização ou reciclagem, proporciona em alguns casos aporte de nutrientes no solo e diminui o lançamento de residuários em rios. Com certeza essa utilização deve ser pós-tratamento.

A fertirrigação, que é a utilização da água de irrigação para distribuir fertilizantes uniformemente, também pode alterar as condições de qualidade e originar entupimento e acúmulo de sedimentos nas tubulações e/ou corrosão no sistema de bombeamento.

A utilização destas águas é necessária. A solução está em realizar manutenções periódicas, manejar o sistema, como aberturas para a saída de sedimentos e a limpeza de filtros e reservatórios. O dimensionamento e a montagem também são fatores que podem interferir para as condições de uso.

Tendo em vista estas informações, foram testados gotejadores utilizando água limpa de abastecimento, água com fertilizantes nitrogenados, água residuária de abatedouro de aves e água do processamento de mandioca (fecularia) para a fabricação de polvilho, em diferentes posicionamentos da linha lateral gotejadora, ou seja, em nível, aclive e declive.

Para os testes, foi utilizada uma bancada de testes de gotejadores que proporcionava a mudança das linhas laterais para declive de 2%, em nível e em aclive de 2%.

A bancada de testes possuía 5m de comprimento, e por meio de um dispositivo de roldanas poderia realizar a volta da linha lateral, obtendo laterais com 10m, largura de 1,55m com espaço necessário para quatro linhas laterais, calhas para retorno da água, motobomba de 0,5CV, 2,07m³/h, constituída por perfis de aço e cabos de sustentação para alteração da declividade da linha lateral.

A água com fertilizantes foi a mistura da água de abastecimento e ureia (44% de N), que correspondeu a 300mg/L de nitrogênio. A água residuária de abatedouro de aves para uso foi coletada após o tratamento da empresa fornecedora, nas lagoas facultativas. A água do processamento de mandioca foi obtida em uma fecularia, também posterior ao seu tratamento, e coletada na lagoa facultativa.

As análises físico-químicas indicaram alta restrição ao uso para os valores de sólidos em suspensão, para água de fecularia e de abatedouro. Para ferro total, teve restrição para a utilização da água de fecularia. O pH também não ficou entre os limites recomendados para a água limpa e água com fertilizantes.

Para verificar a capacidade de funcionamento dos gotejadores nas condições apresentadas, foram coletados volumes de água em diferentes pontos no sistema, simultaneamente, por um período de três minutos. Com o volume coletado e o tempo, consegue-se obter a vazão de cada gotejador analisado, em litro por hora. Este procedimento foi realizado 25 vezes para cada tipo de água e para cada declividade.

Com os valores das vazões de todos os gotejadores, foi possível fazer gráficos de controle de qualidade e obter as condições de funcionamento de cada tipo de água e para cada declividade. Estes gráficos são muito utilizados na indústria, principalmente da mecânica, para verificar se as condições de qualquer processamento estão em uma qualidade estatística. Também foi realizada a estatística normal de comparação de médias.

Para estes testes, as principais conclusões indicaram que as irrigações com o efluente de abatedouro de aves não são interferidas pela declividade da linha lateral, ou seja, para qualquer posicionamento dos gotejadores, seja em aclive, declive ou em nível, não tem diferença para a vazão dos gotejadores.

Os menores valores de vazão, para todas as águas e em qualquer declividade foram da água residuária de fecularia. Isto comprova que a composição da água interfere diretamente na redução do volume de água distribuída pelos gotejadores.

Bancada de testes para gotejadores com alteração da declividade da linha lateral
Bancada de testes para gotejadores com alteração da declividade da linha lateral.
A fertirrigação é a utilização da água de irrigação para distribuir fertilizantes uniformemente
A fertirrigação é a utilização da água de irrigação para distribuir fertilizantes uniformemente.

Em nível, os gotejadores que foram submetidos ao uso de água com fertilizantes nitrogenados obtiveram os maiores valores de vazão. Isto mostra que a composição do fertilizante altera a vazão dos gotejadores para maiores valores.

A Figura 1 mostra os gráficos de controle de qualidade utilizados com os valores de vazão dos gotejadores testados durante as análises.

É possível observar que cada coluna representa um tipo de água: coluna 1, água limpa; coluna 2, água com fertilizantes; coluna 3, água de fecularia; coluna 4, água de abatedouro. Cada linha representa os valores de vazão para cada declividade - a primeira linha de avaliações para o posicionamento em declive, a segunda linha em nível e a terceira linha em aclive.

Cada ponto com a cor preta indica uma avaliação (coleta das vazões), que está entre os limites superior de controle (LSC) e inferior de controle (LIC). Estes limites são os valores de vazões limites, indicados ao lado direito da Figura 2. Com as vazões entre estes limites, indica que a qualidade de irrigação dos gotejadores está adequada, de acordo com esta metodologia aplicada.

Note que há pontos vermelhos no gráfico, isto indica que os valores de vazões estão fora dos limites de controle, indicando alguma anomalia a que o gotejador foi submetido. Este estado indica falta de controle de qualidade e que algo deverá ser feito para que ocorra o retorno da qualidade do processo, como, por exemplo, a manutenção do sistema ou limpeza.

Na coluna da água limpa, na linha dos gotejadores em aclive, é possível ver ao final dos 25 valores de vazões, ou seja, na 24ª avaliação, que existe um ponto vermelho, indicando falta de controle de qualidade. A alteração deste ponto fornece a informação que mesmo utilizando água limpa, as alterações de projeto, como colocar linhas laterais em declive, podem alterar o seu funcionamento e mostrar falta de controle de qualidade. Apenas um ponto não indica que o sistema não possa ser utilizado, indica sim que existe alteração e esta alteração deve ser verificada.

Para todos os valores da utilização de água com fertilizantes nitrogenados, coluna 2, é possível notar que nenhum ponto está em vermelho, o que representa boas condições de funcionamento, tendo em vista o controle estatístico de qualidade.

Vários pontos vermelhos são identificados para a utilização de água residuária de abatedouro de aves e de fecularia. A situação é mais crítica para a utilização com água de abatedouro em aclive, que obteve apenas nove pontos entre os limites de controle.

A utilização da água de irrigação para distribuir fertilizantes pode causar entupimento dos gotejadores
A utilização da água de irrigação para distribuir fertilizantes pode causar entupimento dos gotejadores.

As linhas laterais, quando colocadas em aclive, obtiveram a menor quantidade de pontos fora dos limites de controle. Isto ocorre pelo fato da variação de pressão no interior da tubulação ser menor. Em declive, por exemplo, ocorre um acréscimo da pressão no interior da tubulação pela própria topografia que a linha é submetida.

Por fim, a qualidade da água interfere nas vazões dos gotejadores, independentemente da variação de pressão que o posicionamento da linha lateral fornece. Desta maneira, para dimensionamento, projeto e instalação, a qualidade da água interfere e não apenas no seu funcionamento.

Figura 1 - Gráficos de controle de qualidade para as três declividades e as quatro águas utilizadas
Figura 1 - Gráficos de controle de qualidade para as três declividades e as quatro águas utilizadas.


Flavio Daniel Szekut, Unisep/Fefb; Carlos Alberto Vieira de Azevedo, UFCG; Marcio Antonio Vilas Boas e Thiago Zuculotto, Unioeste

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