Engenharia Mecânica na Agricultura -...

MIEM - 1M07 - 2015/2016 - Sistemas de Irrigação

Engenharia Mecânica na Agricultura

Os Sistemas de Irrigação

Autores Docente

Jorge Varela, [email protected] Abílio de Jesus

José Maia, [email protected]

Pedro Leite, [email protected] Monitor

Raúl Silva, [email protected] Francisco Chaves

Rita Castro Lopes, [email protected]

MIEM - 1M07 - 2015/2016 - Sistemas de Irrigação Página 2

Resumo

No âmbito da unidade curricular Projeto FEUP foi proposto o tema “A Engenharia

Mecânica na Agricultura” para a realização de um trabalho de pesquisa. Após reflexão, o grupo

decidiu escolher como subtema “Os Sistemas de Irrigação”.

O relatório aqui apresentado resulta de um trabalho de pesquisa bibliográfica cujo

objetivo é dar a conhecer a evolução dos sistemas de irrigação ao longo dos tempos, através

de uma breve resenha histórica, e sobretudo destacar os métodos de irrigação atualmente

utilizados na Agricultura.

Ao descrever o funcionamento dos principais sistemas de irrigação bem como os seus

componentes, procura-se evidenciar a constante presença da Engenharia Mecânica na

diversidade destes sistemas.

Palavras-Chave

Agricultura; Irrigação; Sistema de irrigação; Superfície; Aspersão; Localizada; Engenharia

Mecânica.


Índice

Resumo ........................................................................................................................ 2

Palavras-Chave ............................................................................................................. 2

Lista de Figuras ............................................................................................................. 4

1. Introdução ............................................................................................................. 5

2. Definição de Irrigação ............................................................................................ 6

3. Introdução Histórica .............................................................................................. 7

4. Sistemas de Irrigação ............................................................................................. 9

4.1. Componentes de um Sistema de Irrigação ...................................................... 9

5. Tipos de Sistemas de Irrigação ............................................................................. 11

5.1. Sistema de Irrigação por Superfície .............................................................. 11

5.1.1. Tipos de sistemas de Irrigação por Superfície .......................................... 11

5.1.2. Vantagens do Sistema de Irrigação por Superfície ................................... 15

5.1.3. Desvantagens do Sistema de Irrigação por Superfície ............................. 15

5.2. Sistemas de Irrigação por Aspersão .............................................................. 16

5.2.1. Tipos de Sistemas de Irrigação por Aspersão: ......................................... 16

5.2.2. Componentes de um Sistema de Irrigação por Aspersão ......................... 19

5.2.3. Vantagens do Sistema de Irrigação por Aspersão .................................... 21

5.2.4. Desvantagens do Sistema de Irrigação por Aspersão............................... 22

5.3. Sistemas de Irrigação Localizada................................................................... 23

5.3.1. Tipos de Sistemas de irrigação localizada: ............................................... 23

5.3.2. Componentes do sistema de irrigação localizada .................................... 27

5.3.3. Vantagens do Sistema de Irrigação Localizada ........................................ 28

5.3.4. Desvantagens do Sistema de Irrigação Localizada ................................... 28

6. Conclusão ............................................................................................................ 29

7. Referências Bibliográficas .................................................................................... 30


Lista de Figuras

Fig. 1-Irrigação por inundação em cultivo de arroz [10]……………………………………….……..página 12

Fig. 2- Irrigação por Sulcos [11]……………………………………………………………………………..…...página 14

Fig. 3-Sistema de irrigação por aspersão convencional [12]………………………………………...página 17

Fig. 4-Autopropelido [13]…………………………………………………………………………………………….página 18

Fig. 5-Pivô Central [14]…………………………………………………………………………………………….....página 19

Fig. 6-Acessórios mais utilizados nos sistemas de aspersão [15]………………………………….página 20

Fig. 7-Microtubos [16]………………………………………………………………………………………………...página 24

Fig.8-Gotejador com longo percurso integrado [2]……………………………………………………..página 24

Fig. 9-Gotejador tipo orifício [17]………………………………………………………………………………..página 24

Fig. 10-Microaspersor [18]…………………………………………………………………………………………..página 25

Fig. 11-Irrigação subsuperficial [19]………………………………………………………………………….…página 26

Fig. 12-Irrigação por borbulhamento [20]…………………………………………………………………...página 26


1. Introdução

Este relatório aborda a evolução dos sistemas de irrigação desde os primórdios da

História até à atualidade onde existe uma grande variedade de sistemas de irrigação

complexos, estando cada um deles associado a um determinado tipo de agricultura, bem como

os diversos métodos de irrigação.

Numa fase inicial explica-se o objetivo de todo o sistema de irrigação bem com os

componentes necessários ao seu funcionamento, para de seguida apresentar-se, de forma

mais detalhada, os principais sistemas de irrigação utilizados nos dias de hoje: sistema de

irrigação por superfície, sistema de irrigação por aspersão e sistema de irrigação localizada.

Além disso, são também referidas as vantagens e as desvantagens de cada sistema de

irrigação.

O funcionamento dos diferentes sistemas de irrigação permite verificar a constante

presença de conhecimentos sobre sistemas mecânicos, nomeadamente, na tentativa de

diminuir as desvantagens e aumentar as vantagens associadas a cada um dos sistemas em

causa.

A procura de sistemas cada vez mais eficazes, capazes de satisfazer todas as

necessidades da Humanidade e até mesmo impulsionar uma revolução na Agricultura,

constituiu e, certamente, continuará a constituir um grande desafio para a Engenharia

Mecânica.

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2. Definição de Irrigação

A irrigação é uma técnica muito antiga que consiste na rega artificial de campos

agrícolas ou terrenos, através de processos que em muitos casos podem ser atos de

engenharia. Tem como principal objetivo satisfazer as necessidades de água das plantas. É

imprescindível nas regiões onde a chuva é escassa ou insuficiente para o desenvolvimento de

culturas agrícolas.


3. Introdução Histórica

A descoberta da Agricultura permitiu o aparecimento das primeiras comunidades

sedentárias que se localizavam junto dos cursos de água, essenciais para o sucesso das

culturas agrícolas. O sedentarismo associado a uma melhoria na alimentação levou ao

aumento da população e, consequentemente, à necessidade de expandir os campos de cultivo

para locais mais afastados das fontes de água e para terrenos mais secos, onde a precipitação

era insuficiente para garantir a sobrevivência das plantas cultivadas. Neste sentido, foi

necessário desenvolver sistemas de irrigação capazes de solucionar os problemas. O papel da

Engenharia Mecânica foi imprescindível no desenvolvimento de novos sistemas como é bem

visível ao longo da História.

Segundo registos históricos, a primeira obra de irrigação foi construída no ano de 5000

a.C., no Egito, mais concretamente nas margens do rio Nilo. Surgiu assim um engenhoso

sistema de irrigação a partir da construção de uma rede de canais com diques e comportas,

que aproveitava as cheias do rio Nilo para regar as culturas. Na altura das cheias estes canais

ficavam inundados permitindo o armazenamento de água quer quando o nível da água do rio

descia, quer nas alturas de seca. Este sistema continua a ser utilizado atualmente e até 1820

foi o único sistema de irrigação utilizado no Egito.

Mais tarde, na Mesopotâmia, na zona formada pelas bacias fluviais do rio Tigre e do rio

Eufrates (atual Iraque, Síria e Irão), verificou-se um grande progresso nas técnicas de irrigação.

Destacando-se a enorme rede de canais e diques que cobria todo o reino, criada pelo rei

Babilónio Hammurabi; e a construção do primeiro aqueduto pelo rei Assírio Sennacherib.

Ao longo dos tempos foram criadas novas técnicas bem como novos instrumentos de

irrigação. Exemplos disso são a Cegonha Egípcia, formada por uma vara com um balde numa

das pontas e um contra- peso na outra, para retirar água dos poços; a Roda Persa, constituída

por um sistema de duas rodas perpendiculares articuladas, movidas por tração animal, para

extrair água dos rios e lagos; o Parafuso de Arquimedes usado para transportar água para

pontos a cotas mais elevadas que a de origem, usando apenas a força das correntes dos rios.

Contudo, o grande desenvolvimento dos sistemas de irrigação verificou-se a partir do

século XIX, com a máquina a vapor, o motor elétrico e o de combustão interna.

Após a II Guerra Mundial generaliza-se a utilização de sistemas de irrigação feitos em

tubo de alumínio, resistentes, leves e fáceis de deslocar.


Atualmente, existe uma enorme diversidade de sistemas de irrigação capazes de

satisfazer as necessidades da sociedade atual, nomeadamente no setor agrícola. Todo este

progresso deve-se ao enorme contributo da Mecânica associado ao avanço da Tecnologia

[1,2].


4. Sistemas de Irrigação

Um sistema de irrigação tem por objetivo o fornecimento controlado de água para as

plantas, em quantidade suficiente e no momento certo, assegurando a sua produtividade e

sobrevivência sendo por isso um bem essencial.

4.1. Componentes de um Sistema de Irrigação

Os principais componentes de um sistema de irrigação moderno são: sistema de

bombagem, tubagem, aspersores/pulverizadores, programadores e eletroválvulas.

a) Sistema de Bombagem

O sistema de bombagem consiste num sistema de captação de água, para a rega das

culturas, em águas subterrâneas ou superficiais (por exemplo canal ou tanque de

armazenamento). Estas bombas têm que ter em conta as condições quer acima quer abaixo do

solo que afetam a pressão e o caudal necessários de dia para dia e de estação para estação.

Um sistema de bombagem deve ser capaz de fornecer a pressão e o caudal corretos no ponto

de rega. Atualmente os sistemas de bombagem solares são os mais utilizados pois permitem

bombear água em locais onde não há energia elétrica, reduzindo os custos energéticos [4,5].

b) Tubagem

A tubagem é o conjunto dos tubos que constituem o sistema de irrigação. Tem como

função a condução da água desde a sua origem até aos emissores. Normalmente são utilizados

tubos de PVC (policloreto de vinil) [3].

c) Aspersores/ Pulverizadores

Os emissores de água num sistema de irrigação são designados por aspersores ou

pulverizadores. Os emissores estáticos de cabeça são designados por pulverizadores. Os

emissores rotativos em torno do eixo vertical são designados por aspersores [3].


d) Programadores de Rega

Para uma gestão eficiente dos tempos de rega e da quantidade de água disponível

para regar, é necessário dividir as regas em zonas. A existência de diferentes emissores ou

tipos de irrigação e de diferentes culturas numa mesma área com tempos de rega diferentes

também origina a criação de setores. O controlo da rega de setores faz-se através de

electroválvulas e um programador que as controla.

A escolha do programador depende de vários fatores, nomeadamente do número de

electroválvulas no setor, do número de regas a realizar por dia e ainda se é para uso exterior

ou interior [3].

e) Eletroválvulas

As eletroválvulas usadas em sistemas de irrigação funcionam através de um impulso

elétrico que permite controlar o fluxo de água num determinado setor de rega. A sua

implementação deve ter em vista um controlo da distribuição e do direcionamento da água

[4].


5. Tipos de Sistemas de Irrigação

Existe uma grande diversidade de sistemas de irrigação dos quais se destacam três

tipos: Superfície, Aspersão e Localizada. Cada um destes tipos ainda se pode subdividir em dois

ou mais diferentes sistemas de irrigação. Esta variedade de sistemas de irrigação deve-se a

diversos fatores, entre os quais, a grande variação do solo, clima, culturas, a disponibilidade de

energia e condições socioeconómicas, aos quais o sistema deve ser adaptado.

Uma das etapas mais importantes da irrigação é a escolha do sistema a utilizar. Esta

escolha deve ter em conta a quantidade de água que deve ser fornecida à cultura, a taxa de

infiltração da água no solo, as condições do meio físico, a variedade de culturas, os interesses

socioeconómicos, etc. Neste sentido, não há um sistema de irrigação ideal que satisfaça todas

as condições e objetivos.

5.1. Sistema de Irrigação por Superfície

A irrigação por superfície é o método de irrigação mais antigo e o mais utilizado em

todo o mundo. A civilização da antiga Mesopotâmia prosperou entre os Vales dos rios Tigres e

Eufrates, há mais de 6000 anos, utilizando formas rudimentares do método de irrigação por

superfície [6].

A irrigação por superfície é um método de irrigação não pressurizado, ou seja, a

distribuição de água dá-se por ação da gravidade diretamente na superfície do solo, de canais

ou tubos, até qualquer ponto de infiltração [7].

Devido à forma de distribuição de água, este é o método de irrigação que consome

mais água quando comparado com outros sistemas. A menor eficiência resulta de grandes

perdas durante a distribuição da água que, por sua vez, deve-se em grande parte à falta de

combinação adequada das variáveis área, declive da superfície do solo e tempo de aplicação

[7].

5.1.1. Tipos de sistemas de Irrigação por Superfície

Os sistemas de irrigação por superfície dividem-se em dois tipos: irrigação por

inundação ou irrigação por sulcos.


a) Irrigação por Inundação

Na irrigação por inundação, a água é aplicada diretamente no solo, pelo efeito da

gravidade e em grandes quantidades. A distribuição da água é feita de forma a que escoe ao

longo de faixas ou parcelas rodeadas por diques mantendo um caudal de água uniforme,

durante um certo período de tempo [2].

Este sistema de irrigação pode ser feito através da inundação contínua ou da

inundação intermitente.

O sistema de irrigação por inundação contínua pode subdividir-se em: submersão com

água parada ou submersão com água corrente. No caso da submersão com água parada, a

eficiência de irrigação é normalmente maior pois não há riscos de perdas de nutrientes

carregados pela água corrente [6].

O sistema de inundação intermitente é, geralmente, mais utilizado em regiões com

escassez de água e permite a poupança de água, em relação à inundação contínua [6].

Como exemplo da aplicação deste sistema de irrigação, temos o cultivo do arroz cuja

produtividade aumenta quando se utiliza este sistema (fig.1) [6].

Fig. 1-Irrigação por inundação em cultivo de arroz [10].


b) Irrigação por Sulcos

A irrigação por sulcos consiste na aplicação de água na área a ser irrigada pela

inundação parcial de pequenos canais, sulcos ou corrugações (fig.2).

A água é despejada no início do sulco, por ação da gravidade, sobre um canal principal

(revestido ou não) através de sifões ou tubos janelados. À medida que a água vai percorrendo

o sulco, vai-se infiltrando. Visto que o caudal no início do sulco é maior que o caudal no final

do sulco, a quantidade de água introduzida deve ser suficiente para atingir as plantas no final

do sulco, contudo não pode exceder o caudal máximo erosivo.

A irrigação por sulcos é indicada para culturas em linha (ex: milho, soja, feijão, árvores

frutíferas). Ao conseguir molhar grande parte da superfície do solo, evita grandes perdas por

evaporação, podendo até realizar-se a colheita logo após as irrigações [2,7].

Para uma maior eficiência na irrigação por sulcos é necessário ter em conta três

aspetos:

Forma dos sulcos

A forma dos sulcos está dependente de diversos fatores como por exemplo da textura

e estrutura do solo, da cultura e dos equipamentos disponíveis. Os solos de textura argilosa e

de estrutura bem arranjada possuem filas transversais mais uniformes, visto que estas não se

deformam com facilidade. Os solos de textura arenosa e de estrutura não arranjada

apresentam maiores problemas de deformações das filas ao longo do sulco.

Os sulcos podem ter três formas: triangulares, parabólicos ou trapezoidais, e diversas

dimensões, em função do solo e da cultura [8].

Declive dos sulcos

Nos sulcos onde o declive é grande a água atinge grande velocidade o que pode

provocar erosão no solo. Por outro lado, em sulcos onde o declive é baixo, a água infiltra-se no

início ocorrendo maior número de perdas por percolação.

A escolha do declive é feita em função do tipo de solo e do regime de precipitação.

Assim, solos menos erodíveis (argilosos) permitem maiores declives e nas regiões onde as

chuvas são mais intensas, os sulcos devem ter menor declive, evitando a erosão [8].


Comprimento dos sulcos

O comprimento dos sulcos deve ser adequado à cultura em causa não devendo ser

nem muito longo nem muito curto.

Os sulcos muito longos ou muito curtos têm inconvenientes. No caso dos sulcos

longos:

Ocorre uma maior perda por percolação;

Há uma menor uniformidade de irrigação;

Existe a possibilidade da água das chuvas acumular-se causando erosão.

No caso dos sulcos curtos:

Necessita de mais mão-de-obra;

Implica maior custo de manutenção;

Implica maior perda de área de cultivo com a construção de canais de condução;

Aumenta a dificuldade de mecanização.

Para que o comprimento do sulco proporcione uma maior eficiência de irrigação, o

tempo de avanço (tempo que a água demora a percorrer o sulco) deve ser 25% do tempo de

oportunidade (tempo de irrigação) [8].

Fig. 2- Irrigação por Sulcos [11].


5.1.2. Vantagens do Sistema de Irrigação por Superfície

Menor custo inicial e operacional;

Utilização de equipamentos simples, não sendo necessário grandes conhecimentos por

parte dos agricultores;

Não está condicionado pelo vento;

Consome menos energia relativamente à irrigação por aspersão;

Permite utilizar água com sólidos em suspensão.

5.1.3. Desvantagens do Sistema de Irrigação por Superfície

Depende das condições topográficas não sendo recomendados para solos permeáveis

ou que apresentam altas velocidades de infiltração;

Requer sistematização e/ou regularização do terreno;

O dimensionamento envolve ensaios de campo;

Exige um bom planeamento para que a eficiência não seja muito baixa;

Maior complexidade no manejo das irrigações;

Requer frequentes reavaliações para assegurar bom desempenho.


5.2. Sistemas de Irrigação por Aspersão

A irrigação por aspersão começou a desenvolver-se no início do século XX, sendo

inicialmente utilizada apenas na irrigação de jardins e, só mais tarde, em grandes plantações.

Surgiu da necessidade de regar áreas onde a utilização da irrigação por inundação ou

por sulcos era impossível, tais como terrenos localizados num nível mais elevado do que as

fontes de água ou encostas muito inclinadas.

A irrigação por aspersão assemelha-se à chuva devido ao fracionamento de um jato de

água em gotas menores lançado no ar sob pressão [2,9].

5.2.1. Tipos de Sistemas de Irrigação por Aspersão:

Os sistemas de irrigação por aspersão dividem-se em dois grandes grupos: os

convencionais e os por aspersão mecanizada. Por sua vez, cada um destes grupos subdivide-se

noutros tipos de irrigação.

a) Sistemas de irrigação por aspersão convencionais

Os sistemas de irrigação por aspersão convencionais são, por norma, constituídos por

linhas principal, secundárias e laterais. De acordo com a mobilidade das linhas, existem

diferentes tipos de sistemas de irrigação por aspersão convencionais:

Sistema portátil

É composto por tubos portáteis montados na superfície do terreno, que permitem

uma grande mobilidade de todas as linhas e componentes em diversas posições na área

irrigada. A superfície está dividida em parcelas que são irrigadas uma de cada vez, o que obriga

a desmontar o sistema após a irrigação de uma parcela.

Apresenta um baixo custo inicial, contudo este sistema requer um maior custo

operacional visto que necessita de mão-de-obra no deslocamento das tubuladuras [2,9].


Sistema semiportátil (ou semifixo)

Neste sistema, as linhas principais e secundárias permanecem fixas e apenas as linhas

laterais se deslocam nas diferentes posições da área irrigada. Desta forma também se verifica

um baixo investimento inicial mas elevados custos devido à mão-de-obra no manejo e na

operação [2,9].

Sistema fixo permanente

No sistema de aspersão fixo, toda a tubagem do sistema é enterrada e suficiente para

cobrir toda a área.

É muito utilizado em áreas de tamanho reduzido e/ou com culturas de elevado valor

ou, ainda, quando a mão-de-obra é escassa ou cara, pois implica um grande investimento

inicial por unidade de área [2,9].

Fig. 3-Sistema de irrigação por aspersão convencional [12].

b) Sistemas de irrigação por aspersão mecanizada

Os sistemas de irrigação por aspersão mecanizada são, por norma, constituídos por um

mecanismo de propulsão que permite a sua movimentação ao longo da irrigação. Para além de

se deslocarem ao longo do terreno possuem um mecanismo de rotação. De entre os vários

tipos de irrigação por aspersão mecanizada, destacam-se:


Sistema autopropelido

O autopropelido é um aspersor do tipo canhão hidráulico, montado sobre um carrinho

de rodas. Consegue irrigar uma faixa de terra longa mas estreita.

Se por um lado um sistema autopropelido é dotado de uma alta capacidade de

irrigação, facilidade de manejo e mão-de-obra reduzida, por outro lado, este sistema requer o

auxílio de um trator e de um operador para transporte e exige mais energia devido à pressão

do jato. A capacidade de distribuição da água também está condicionada pelo vento [2,9].

Fig. 4-Autopropelido [13].

Sistema de pivô central

Este sistema é constituído por uma linha de aspersores, com tubos de aço conectados

entre si, montados sobre armações metálicas com rodas (torres). Esta estrutura tem uma

extremidade fixa (pivô) segundo a qual gira em torno a linha de aspersores.

Este sistema permite controlar a direção do equipamento, exige muito pouca mão-de-

obra e consegue distribuir a água de forma uniforme. Possibilita também a aplicação de

fertilizantes e outros produtos químicos.

Contudo, visto que este sistema descreve uma trajetória circular, nem toda a área do

terreno fica irrigada sendo necessário recorrer a outro sistema para a rega dessas zonas. O

pivô central, ainda, exige que o terreno esteja totalmente desprovido de qualquer obstáculo

de forma a permitir a movimentação da estrutura giratória [2,9].


Fig. 5-Pivô Central [14].

5.2.2. Componentes de um Sistema de Irrigação por Aspersão

Um sistema de Irrigação por aspersão é constituído por aspersores, acessórios,

tubuladuras e motobomba [2].

a) Aspersores

Os aspersores são os principais componentes do sistema de irrigação por aspersão, tal

como o nome diz, visto serem responsáveis pela distribuição da água na superfície do terreno

sob a forma de precipitação.

Os aspersores podem ser classificados em rotativos ou estacionários, com um ou mais

bocais. Os rotativos podem ser de rotação completa (360º) ou do tipo setorial.

Os aspersores também são classificados de acordo com o nível de pressão ótimo para

o seu funcionamento. Deste modo podem ser:

Aspersores de pressão de serviço muito baixa - possuem um alcance pequeno e são,

geralmente, estacionários (ex: aspersores de jardim).

Aspersores de pressão de serviço baixa - possuem um alcance de 6 a 12 m e são,

geralmente, rotativos.


Aspersores de pressão de serviço média - possuem um alcance entre 12 e 36 m e um

ou dois bocais. É o tipo mais utilizado pois adapta-se a um número maior de solos e

culturas.

Aspersores de pressão de serviço alta – possuem um longo alcance de 30 a 80 metros.

São conhecidos como gigantes ou canhões hidráulicos [2].

b) Acessórios

Para a montagem do sistema são necessárias peças e acessórios que são responsáveis

pela acomodação da tubagem que conduz a água e a sua elevação até aos aspersores.

Os acessórios mais comuns são o acoplamento rápido aspersor, o adaptador fêmea, o

adaptador macho, o cap macho, a curva 45°, a curva 90º, a derivação de rosca, a derivação de

saída fêmea, o registro esfera soldável, o registro esfera roscável, a curva de derivação e a

junta borracha vedação [2].

Fig. 6-Acessórios mais utilizados nos sistemas de aspersão [15].


c) Tubuladuras

Constituintes através dos quais a água é conduzida até aos aspersores. Podem ser

feitos de diversos materiais, tais como, alumínio, aço zincado, aço galvanizado, PVC rígido,

entre outros. Possuem como comprimento padrão 6 metros [2].

d) Motobomba

O conjunto motobomba capta a água da fonte por sucção, impulsionando-a, sob

pressão, pelo sistema até aos aspersores, conferindo-lhes a pressão de serviço ideal para o seu

funcionamento [2].

5.2.3. Vantagens do Sistema de Irrigação por Aspersão

É o método que mais se adapta às condições topográficas e geométricas dos

terrenos, não sendo necessário nivelar o solo;

Permite economizar o consumo de água;

Possibilita a automatização, reduzindo a mão-de-obra;

Permite o uso de fertilizantes e outros produtos químicos;

Quase não interfere nas práticas culturais devido à existência de sistemas de fácil

desmontagem;

Possibilita a irrigação de solos de baixa capacidade de retenção de água (solos

arenosos) desde que as irrigações sejam frequentes e com menor quantidade de

água;

Não existem perdas de água por evaporação ou infiltração devido à condução de

água ser feita por tubos fechados;

Permite obter uma maior área de cultivo visto que a tubagem pode ser enterrada;

Permite que a irrigação seja feita durante o período noturno, evitando assim o

horário de pico de utilização de energia elétrica.


5.2.4. Desvantagens do Sistema de Irrigação por Aspersão

Obriga a um elevado custo de investimento e operacional;

A distribuição de água é condicionada pelo vento;

A frequência do contacto das gotas de água no período da floração e frutificação em

algumas culturas poderá causar prejuízos na produtividade;

Pode favorecer o aparecimento de algumas doenças nas plantas, principalmente

quando a aspersão é feita sobre a folhagem das plantas;

É muito trabalhoso o transporte das tubuladuras portáteis e acessórios dos sistemas

convencionais.


5.3. Sistemas de Irrigação Localizada

Ao contrário dos outros métodos de irrigação, em que toda uma área considerável é

irrigada, a irrigação localizada consiste na aplicação de água, em alta frequência e baixo

volume, sobre ou abaixo da superfície do solo, mantendo com alto grau de humidade um

pequeno volume de solo que contém as raízes das plantas [2].

A irrigação localizada é uma tecnologia que vem sendo adotada recentemente pelos

produtores, devido principalmente ao facto desta permitir um melhor aproveitamento de

água, evitando desperdícios, e ao mesmo tempo, aumentando a produtividade.

5.3.1. Tipos de Sistemas de irrigação localizada:

Existem quatro métodos utilizados na irrigação localizada: o gotejamento, a

microaspersão, o subsuperficial e o borbulhamento.

a) Gotejamento

A irrigação localizada por gotejamento consiste na aplicação de um pequeno volume

de água, gota a gota, diretamente na região da raiz com uma determinada frequência. Deste

modo a eficiência é maior e o consumo de água é menor.

A água é aplicada através de gotejadores, isto é, tubos perfurados com orifícios de

diâmetro reduzido ou pequenas peças resistentes e compactas. Os gotejadores estão

conectados a tubuladuras e são capazes de aliviar a pressão existente na tubulação através de

caudais pequenos e constantes que possibilitam que a água atinja a planta sob a forma de

gotas.

Existem três tipos de gotejadores: microtubos, gotejadores com longo percurso

integrado e gotejadores tipo orifício [2].


Microtubos - trata-se de um pequeno tubo ligado à tubulação principal que permite

o vazamento da água.

Fig. 7-Microtubos [16].

Gotejadores com longo percurso integrado - possui os mesmos princípios de

funcionamento dos microtubos só que o percurso da água é feito através de peças

compactas que permitem maior uniformidade no fluxo e são menos sujeitas a

problemas mecânicos.

Fig.8-Gotejador com longo percurso integrado [2].

Gotejadores tipo orifício - a vazão de água é feito através de orifícios com diâmetro

reduzido.

Fig. 9-Gotejador tipo orifício [17].


b) Microaspersão

A irrigação localizada por microaspersão consiste na distribuição de água na zona da

raiz das plantas através de microaspersores, isto é, um sistema de irrigação em que a água é

aspergida [2].

Existem dois tipos de microaspersores:

Rotativos - o movimento é produzido por mecanismos de impacto, de reação e de

engrenagens;

Estacionários - funcionam da mesma forma que os anteriores só que não estão

animados de movimento.

Fig. 10-Microaspersor [18].

c) Subsuperficial

Na irrigação localizada subsuperficial, a água é aplicada por um emissor (gotejador)

que está localizado diretamente na zona radicular. Este método tem a vantagem de o

mecanismo sofrer menor deterioração uma vez que não está exposto à luz solar ou aos

estragos causados por animais. No entanto, apresenta a desvantagem de ser impossível

visualizar se o funcionamento dos emissores está a ser correto uma vez que este se encontra

por baixo do solo.


Fig. 11-Irrigação subsuperficial [19].

d) Borbulhamento

Na irrigação localizada por borbulhamento a aplicação de água é efetuada através de

um borbulhador que se assemelha aos emissores utilizados no gotejamento, com a diferença

que os caudais neste caso são maiores.

Fig. 12-Irrigação por borbulhamento [20].


5.3.2. Componentes do sistema de irrigação localizada

Os sistemas de irrigação localizada são constituídos por diversos componentes, sendo

os principais: o cabeçal de controlo, os emissores e os sistemas de filtragem.

a) Cabeçal de Controlo

O cabeçal de controlo é o local constituído por um conjunto de elementos (ex:

medidores de caudal, filtros, injetor de fertilizantes, etc.) que permitem a filtragem da água, a

medição, o controlo de pressão e a aplicação de fertilizantes.

b) Emissores

Os principais emissores são os microaspersores e os gotejadores. Por sua vez estes

podem ser do tipo on line ou in line.

Microsaspersores – emissores que funcionam como aspersores de tamanho reduzido.

Gotejadores on-line - compreendem os gotejadores que estão ligados à tubagem após

perfuração da mesma.

Gotejadores in-line - emissores que já vêm inseridos na tubulação.

c) Sistemas de Filtragem

Na irrigação localizada, a utilização de filtros é imprescindível de forma a evitar

entupimentos que, consequentemente, provoquem a má distribuição da água. Alguns dos

tipos de filtros:

Filtros de tela - variam entre filtros de plástico de tamanho reduzido a filtros metálicos

de grande porte. Sempre que a diferença entre a pressão de entrada e a pressão de

saída ultrapassar determinado valor é necessário realizar a limpeza dos filtros que

pode ser manual ou automática e que garante a eficiência do mesmo.


Filtros de disco - constituídos por discos empilhados nos quais a água é forçada a

passar, sendo deste modo filtrada.

Filtros de areia – constituídos por uma camada de areia que retém a sujidade. São

geralmente instalados antes do cabeçal de controlo e antes dos filtros de tela e disco,

a fim de fazerem uma pré-filtragem.

5.3.3. Vantagens do Sistema de Irrigação Localizada

Aumenta a produtividade e a qualidade do produto pois a humidade mantém-se

constante;

Permite a economização de água, uma vez que apenas a região à volta da raiz é

irrigada;

Permite o movimento das máquinas agrícolas sem retirar o sistema;

Permite a aplicação de produtos químicos misturados com a água sem desperdício,

diminuindo a mão-de-obra;

Pode utilizar-se em diferentes tipos de solo e topografias;

Diminui a incidência de doenças visto não molhar a parte aérea;

Reduz o consumo de energia elétrica pois o sistema opera a baixas pressões e

caudais e por curtos períodos de tempo.

5.3.4. Desvantagens do Sistema de Irrigação Localizada

Apresenta elevado custo inicial em relação aos outros sistemas de irrigação;

Necessita de constante manutenção devido a problemas de entupimento causados

pelo pequeno diâmetro dos emissores;

Limita a possibilidade do desenvolvimento das raizes uma vez que estas só se

desenvolvem na região humedecida.


6. Conclusão

A pesquisa bibliográfica realizada para a elaboração deste trabalho permitiu obter um

breve conhecimento da evolução dos sistemas de irrigação ao longo dos tempos, bem como

das vantagens e desvantagens dos sistemas mais utilizados atualmente.

A informação disponibilizada neste relatório sobre os sistemas de irrigação leva-nos a

concluir que os conhecimentos da Engenharia Mecânica são imprescindíveis neste setor.

Desde a conceção dos principais componentes presentes num sistema de irrigação, como a

tubagem e os aspersores, até ao planeamento da área a ser intervencionada, à automatização

de todo o processo é visível o contributo da Mecânica.

Assim, a enorme diversidade de sistemas de irrigação capazes de satisfazer as

necessidades da sociedade atual, nomeadamente a nível da produção agrícola, deve-se muito

ao desenvolvimento da Engenharia Mecânica que ao longo dos séculos foi evoluindo, e

otimizando os diversos sistemas.


7. Referências Bibliográficas

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[2] Ferreira V. 2011. “Irrigação e Drenagem”. Outubro 2015. http://200.17.98.44/pronatec/wp-

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[3] Azeredo B. 25 Julho 2013. “Sistemas de Rega”. Outubro 2015.

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[4] Lobosolar. 2015. “Sistemas de bombeamento de água”. Outubro 2015.

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[5] Grundfos. “Captação de água para a Agricultura”. Outubro 2015.

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[6] Costa R., Araújo D. “Irrigação por Superfície”. Outubro 2015.

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[7] Andrade. R “IRRIGAÇÃO POR SUPERFICIE: SULCO E INUNDAÇÃO”. Outubro 2015.

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[8] Castro N. Setembro 2003. “Apostila de Irrigação”. Outubro 2015.

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[9] “Irrigação por Aspersão”. Outubro 2015.

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[10] Cultivar. “Arroz irrigado será tema de dia de campo em Lagoa da Confusão/TO”. Outubro

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[11] Ebah. “Irrigação por Superfície”. Outubro 2015.

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[15] Tigre. “Irrigação. Catálogo Técnico”. Outubro 2015.

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[16] Photogenesis. Outubro 2015.

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[17] Unicamp. Outubro 2015.

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[18] Casa da Borracha. “Microaspersores: Bailarinas”. Outubro 2015.

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[19]Design Center. “Canto Verde”. Outubro 2015.

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[20] Regatec. Outubro 2015.

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