Roteiro de calculos de dimensionamento de sistemas de irrigação por asperção convencional

Roteiro de calculos de dimensionamento de sistemas de irrigação por asperção...

O desenvolvimento da irrigação por aspersão ocorreu principalmente no período após a segunda Guerra Mundial.

  • O desenvolvimento da irrigação por aspersão ocorreu principalmente no período após a segunda Guerra Mundial.

  • Tubulações leves de alumínio;

  • Disponibilidade de aspersores com maior eficiência e durabilidade.

Devido a existência de tubos mais leves e com sistema de acoplamento rápido, a partir de 1930, o desenvolvimento de sistemas portáteis, facilitou o transporte e a operação de mudanças de posições em campo.

  • Devido a existência de tubos mais leves e com sistema de acoplamento rápido, a partir de 1930, o desenvolvimento de sistemas portáteis, facilitou o transporte e a operação de mudanças de posições em campo.

Irrigação por aspersão tem sido definida por vários pesquisadores como sendo o método pela qual a água sob pressão de um determinado sistema dimensionado, é lançada através de aspersores transformando-a em gotas uniformemente distribuídas sobre uma área a ser irrigada.

  • Irrigação por aspersão tem sido definida por vários pesquisadores como sendo o método pela qual a água sob pressão de um determinado sistema dimensionado, é lançada através de aspersores transformando-a em gotas uniformemente distribuídas sobre uma área a ser irrigada.

O método de irrigação por aspersão oferece ao técnico projetista um grande número de opções de equipamentos, o que possibilita seleção do sistema mais adequado e compatível com as características topográficas, edáficas, climáticas e da cultura a ser irrigada.

  • O método de irrigação por aspersão oferece ao técnico projetista um grande número de opções de equipamentos, o que possibilita seleção do sistema mais adequado e compatível com as características topográficas, edáficas, climáticas e da cultura a ser irrigada.

Tendo como base o princípio de operação dos sistemas de irrigação, estes podem ser classificados em:

  • Tendo como base o princípio de operação dos sistemas de irrigação, estes podem ser classificados em:

Convencional

  • Convencional

    • Fixo (permanente);
    • Semi-fixo (semiportátil);
    • Móvel (portátil).

Sistema Fixo: tubulações e aspersores distribuídos permanentemente na área a ser irrigada, as tubulações podem ser enterradas na área dependendo do tipo de cultura instalada

  • Sistema Fixo: tubulações e aspersores distribuídos permanentemente na área a ser irrigada, as tubulações podem ser enterradas na área dependendo do tipo de cultura instalada

Sistema Semi-fixo: Parte dos componentes podem ser movimentados de um local para outro, em geral o conjunto de moto-bomba e a linha principal são fixos.

  • Sistema Semi-fixo: Parte dos componentes podem ser movimentados de um local para outro, em geral o conjunto de moto-bomba e a linha principal são fixos.

Sistema Móvel: Todos os componentes, moto-bomba, linha principal, linha lateral e aspersores, poderão ser mudados de um local para outro.

  • Sistema Móvel: Todos os componentes, moto-bomba, linha principal, linha lateral e aspersores, poderão ser mudados de um local para outro.

Autopropelido;

  • Autopropelido;

    • Minimizam as necessidades de mão-de-obra.

Montagem direta: Sistema de conjunto moto-bomba montado sobre rodas, com mangote de sucção flexível e aspersor tipo canhão hidráulico

  • Montagem direta: Sistema de conjunto moto-bomba montado sobre rodas, com mangote de sucção flexível e aspersor tipo canhão hidráulico

Lateral rolante: A linha lateral rola sobre a cultura, substitui a mudança manual da linha lateral.

  • Lateral rolante: A linha lateral rola sobre a cultura, substitui a mudança manual da linha lateral.

Pivô Central: Recomendado para irrigar grandes áreas, permite a aplicação de fertilizantes e defensivos agrícolas.

  • Pivô Central: Recomendado para irrigar grandes áreas, permite a aplicação de fertilizantes e defensivos agrícolas.

Proprietário:__________________________.

  • Proprietário:__________________________.

  • Localidade:___________________________.

  • Município:___________________________.

  • Estado:______________________________.

  • Distância da sede do Município ________Km.

2.1 – Local

  • 2.1 – Local

  • Área a ser irrigada ____________________ha.

  • Declividade média ____________________%

  • Diferença de nível entre a fonte de água e a parte mais elevada da área a ser irrigada ___m

  • Mapa Planialtimétrico da área (escala 1:1000 a 1:5000)

2.2 – Cultura

  • 2.2 – Cultura

  • Especificações (Espécie, Variedade, cultivar):

  • Altura das plantas: (m)

  • Profundidade efetiva do sistema radicular: (m)

  • Ciclo da cultura: (dias)

  • Período de irrigação: dos ___ dias aos ___dias

  • Período crítico: fase de desenvolvimento: ___

  • Evapotranspiração máxima da cultura (período crítico) __________ mm/dia

Nível de manejo da irrigação (informações para determinar a dose de irrigação);

  • Nível de manejo da irrigação (informações para determinar a dose de irrigação);

    • Usando a curva característica de água no solo e a curva do rendimento relativo da cultura em função do potencial matricial para se obter um produção de ____% do rendimento máximo ______ = ________bar
    • Usando a FAD (fração de água disponível) f=____
    • Usando o ponto crítico de déficit que maximiza o rendimento para o agricultor. Modelo de Wu and Liang apresentado por BENAMI & OFEN (1984)

2.3 – Solos

  • 2.3 – Solos

  • Unidade de mapeamento:________________

  • Capacidade de campo:___________________%

  • Umidade no ponto de Murcha Permanente __%

  • Densidade do solo ______________________

  • Taxa de infiltração de água (Ci)_________mm/h

  • Curva característica de água no solo (anexar ao projeto)

2.4 – Manancial de Água

  • 2.4 – Manancial de Água

  • Tipo de manancial:______________________

  • Módulo disponível:__________________m3/h

  • Quantidade de água:

  • Desnível da margem até o nível d’água:____m

2.5 – Clima

  • 2.5 – Clima

  • Precipitação pluviométrica mensal:__ mm/mês

  • Precipitação pluviométrica anual:___ mm/ano

  • Ventos dominante:

  • Direção:_______________________________

  • Velocidade:________________________km/h

2.6 – Nível Técnico da lavoura

  • 2.6 – Nível Técnico da lavoura

  • Sistema de cultivo:

  • Rendimento médio nos últimos três anos:

  • Ano I ( )____________________kg/ha

  • Ano II ( )____________________kg/ha

  • Ano III ( )____________________kg/ha

3.1 Dose líquida de irrigação (Dl):_____ m3/ha

  • 3.1 Dose líquida de irrigação (Dl):_____ m3/ha

  • Em altura das lâminas _____ mm

  • Dl = f x (Ls – Li) x Ds x P x S

  • 100

  • Onde: f = fração de água disponível

  • Ls= limite superior de água no solo (%)

  • Li= limite inferior de água no solo (%)

  • Ds= densidade do solo ( peso seco/ volume)

  • P= profundidade efetiva do sistema radicular (m)

  • S= Área (m2)

3.2 - Eficiência de irrigação (Ef): __________%

  • 3.2 - Eficiência de irrigação (Ef): __________%

  • 3.3 – Dose bruta de irrigação (Db)_____m3/ha

  • Em altura das lâminas _____ mm

  • Db = Dl_

  • Ef

3.4 – Turno de Rega real (Tr):___________dias

  • 3.4 – Turno de Rega real (Tr):___________dias

  • Tr =_Dl_

  • Etc (máxima esperada)

  • 3.5 – Turno de Rega para Projeto (Trp):___dias

  • Trp = Tr – 1

  • 3.6 Volume de água por ha necessário para o ciclo da cultura:__________________ m3/ha

  • Em altura das lâminas _____ mm

3.7 – Volume total de água para toda a área a ser irrigada _________________________m3

  • 3.7 – Volume total de água para toda a área a ser irrigada _________________________m3

  • 3.8 - Duração mínima requerida para a aplicação da rega: (Dm) _______h,_____min

  • Dm= _Db_ => Dose bruta de irrigação

  • Ci => Taxa de infiltração de água (VIB)

3.9 – Regime de trabalho do sistema por posição (Rtp) ou intensidade de aplicação de água (Ia)_________________________mm/h

  • 3.9 – Regime de trabalho do sistema por posição (Rtp) ou intensidade de aplicação de água (Ia)_________________________mm/h

  • 3.10 – Taxa de aplicação (Ta) _________mm/h

  • Ta = _Db_ => Dose bruta de irrigação

  • Rtp => intensidade de aplicação de água

4.1 – Locar sobre a planta planialtimétrica a linha principal e a linha lateral.

  • 4.1 – Locar sobre a planta planialtimétrica a linha principal e a linha lateral.

  • 4.2 – Tendo como base a taxa de aplicação, selecionar nos catálogos dos fabricantes os aspectos que satisfaçam os parâmetros calculados.

4.3 - Em regiões com frequência de ventos fortes, considerar a percentagem de recobrimento do diâmetro molhado para a distância entre aspersores em função da velocidade do vento.

  • 4.3 - Em regiões com frequência de ventos fortes, considerar a percentagem de recobrimento do diâmetro molhado para a distância entre aspersores em função da velocidade do vento.

5.1 Precipitação do aspersor (Pasp):___mm/h

  • 5.1 Precipitação do aspersor (Pasp):___mm/h

  • 5.2 Distância entre aspersores (Dasp):_____m

  • 5.3 Distância entre laterais (DL):__________m

  • 5.4 Diâmetro de alcance (cobertura):______m

  • 5.5 Vazão por aspersor:______________ m3/h

  • 5.6 Pressão de serviço (Psasp):__________atm

  • Diâmetro dos bocais:________________mm

  • Marca:__________ Modelo:_____________

6.1 – Comprimento da linha principal (CLP):_m

  • 6.1 – Comprimento da linha principal (CLP):_m

  • 6.2 – Número de pontos de derivação na linha principal (Npd):_________________________

  • Npd = CLP => comprimento da linha principal

    • DL => distância entre laterais

6.3 – Comprimento da tubulação principal (CTP):______________________________m

  • 6.3 – Comprimento da tubulação principal (CTP):______________________________m

  • 6.4 – Comprimento da linha lateral (CL)___m

  • 6.5 – Número de aspersores por lateral: (Nal)

  • Nal = _CL_ => comprimento da L.L

  • Dasp => distância entre aspersores

6.6 – Comprimento da tubulação lateral (CTL)_______________________________m

  • 6.6 – Comprimento da tubulação lateral (CTL)_______________________________m

  • 6.7 – Nº de laterais operando simultaneamente (Nlos)

  • Nlos = Npd .2

  • Trp . Nrd

  • Npd = Nº de pontos de derivação

  • Trp = Turno de rega para projeto

  • Nrd= Nº de regas por dia

6.8 – Vazão necessária ao sistema (Q):__m3/h

  • 6.8 – Vazão necessária ao sistema (Q):__m3/h

  • Q = Vasp . Nal . Nlos

  • Onde: Vasp = Vazão por aspersor

  • Nal = número de asperdores por lateral

  • Nlos = número de laterais operando simultaneamente

6.9 – Área irrigada simultaneamente por posição: ___________________________m2

  • 6.9 – Área irrigada simultaneamente por posição: ___________________________m2

  • 6.10 – Duração da rega por posição (Drg)_______h ___________min

7.1 – Se Q ≤ módulo de irrigação estabelecido para o proprietário, sem problemas, usar os valores calculados.

  • 7.1 – Se Q ≤ módulo de irrigação estabelecido para o proprietário, sem problemas, usar os valores calculados.

  • 7.2 – Se Q ≥ módulo de irrigação disponível, recalcular o projeto redimensionando um ou mais parâmetros, como; a área a irrigar; regime de trabalho, nº de posições por dia e outras alternativas que atendam os requisitos do projeto e a vazão seja ajustada.

8.1 – Tubulações de sucção:

  • 8.1 – Tubulações de sucção:

  • Vazão (Q)_________________________m3/h

  • Altura de sucção (Hs): _______________m

  • Comprimento da tubulação:__________m

  • Diâmetro nominal dimensionado...DN=__mm

Velocidade da água (econômica 1,5 a 2,5 m/s)

  • Velocidade da água (econômica 1,5 a 2,5 m/s)

  • Diâmetro a ser usado DN=________mm

  • Maior diâmetro comercial após o recalque.

  • Válvula de pé com crivo DN= ________ mm

  • Perda de carga total na tubulação de sucção Hfs ________ m

  • Hf = 10,643 . _L_ . (Q)1,852

  • D4,87 (C)1,852

8.2 – Tubulação adutora:

  • 8.2 – Tubulação adutora:

  • (tubulação situada entre a moto-bomba e o primeiro ponto de derivação da linha principal)

  • Vazão (Q)_________________________ m3/h

  • Comprimento da tubulação:__________m

  • Diâmetro nominal DN=____________mm

  • D= √4.Q

  • ∏.V

Velocidade da água __________________m/s

  • Velocidade da água __________________m/s

  • Perda de carga total na adutora _________m

  • Hf = 10,643 . _L_ . (Q)1,852

  • D4,87 (C)1,852

8.3 Tubulação principal:

  • 8.3 Tubulação principal:

  • (Entre o primeiro e o último ponto de derivação na linha principal).

  • Vazão para atender as laterais que operam simultaneamente (Q)______________m3/h

Diferença de nível entre o primeiro o primeiro ponto de derivação com cota mais elevada da tubulação principal (DNpl)______________m

  • Diferença de nível entre o primeiro o primeiro ponto de derivação com cota mais elevada da tubulação principal (DNpl)______________m

  • Comprimento da tubulação principal (CTP)_m

  • Perda de carga admissível na tubulação principal: (Hfap)_________________m/100m

  • Hfap = (0,2.PS)± DNpl . 100 (m/100m)

  • CTP

Se a perda de carga admissível na principal for pequena de forma que a variação de diâmetro da tubulação não atende os critérios da equação, deve-se usar registro nas laterais para equalizar as pressões dimensionando-se a tubulação principal mantendo-se a velocidade da água em torno de 2 m/s.

  • Se a perda de carga admissível na principal for pequena de forma que a variação de diâmetro da tubulação não atende os critérios da equação, deve-se usar registro nas laterais para equalizar as pressões dimensionando-se a tubulação principal mantendo-se a velocidade da água em torno de 2 m/s.

Diâmetro nominal da tubulação:________mm

  • Diâmetro nominal da tubulação:________mm

  • D= √4.Q

  • ∏.V

  • Velocidade da água:__________________m/s

  • Perda de carga total na linha principal _____m

  • Hf = 10,643 . _L_ . (Q)1,852

  • D4,87 (C)1,852

8.4 Tubulação lateral:

  • 8.4 Tubulação lateral:

  • A relação entre a vazão (q) de um aspersor e a sua pressão de operação(PS) = H é dada pela equação q = K√H, sendo K uma constante de proporcionalidade.

Utiliza-se como critério para dimensionamento de uma linha lateral de aspersores , que a variação de pressão de serviço entre o primeiro e o ultimo aspersor na linha lateral não deve ultrapassar 20 %. Atendendo-se esse critério, a variação de vazão entre o primeiro e o ultimo aspersor será no máximo de 10 % considerada aceitável.

  • Utiliza-se como critério para dimensionamento de uma linha lateral de aspersores , que a variação de pressão de serviço entre o primeiro e o ultimo aspersor na linha lateral não deve ultrapassar 20 %. Atendendo-se esse critério, a variação de vazão entre o primeiro e o ultimo aspersor será no máximo de 10 % considerada aceitável.

Vazão por lateral (QL)________________m3/h

  • Vazão por lateral (QL)________________m3/h

  • Maior diferença de nível entre o início e o final da linha lateral (DNL)_________________m

  • Comprimento da tubulação lateral (CTL)__m

  • Fator (F) função que depende do número de aspersores por lateral F= ______________

  • F = _1 _ + _1 _ + √m-1 N = nº de aspersores

  • m+1 2.N 6.N2 m = 1,852 p/ HW

Perda de carga admissível na lateral (HfAl): _m

  • Perda de carga admissível na lateral (HfAl): _m

  • HfAl = (0,20 . PS) ± DNL

  • F

  • DNL => maior diferença de nível entre o início e o final da lateral

Diâmetro da tubulação lateral _________mm

  • Diâmetro da tubulação lateral _________mm

  • D = 4,87 √ 10,643 . _L . (Q)1,852 . F

  • Hf (C) 1,852

  • Velocidade da água: _________________m/s

Perda de carga da lateral (Hfl)___________m

  • Perda de carga da lateral (Hfl)___________m

  • Hf = 10,643 . _L_ . (Q)1,852 . F

  • D4,87 (C)1,852

8.5 – Pressão no início das linhas laterais (PIL) em atmosferas

  • 8.5 – Pressão no início das linhas laterais (PIL) em atmosferas

  • PIL = Psasp + ¾ . HfL + H Asp ± DNL/2

  • Onde: PIL = pressão do início da lateral (mca)

  • Psasp = pressão de serviço do aspersor (mca)

  • HfL = perda de carga na lateral: (+) para laterais ascendentes e (-) para laterais descendentes (mca)

  • Hasp = Altura do aspersor (m)

  • DNL = Diferença de nível na lateral (m)

(apresentar no projeto em forma de tabela para todas as laterais a direita e esquerda da linha principal).

  • (apresentar no projeto em forma de tabela para todas as laterais a direita e esquerda da linha principal).

9.1 – Altura de sucção (Hs):_____________m

  • 9.1 – Altura de sucção (Hs):_____________m

  • 9.2 – Perda de carga na sucção (Hfs)______m

  • 9.3 – Perda de carga na adutora (Hfa)_____m

  • 9.4 – Perda de carga na L.P. (Hfp)________m

  • 9.5 – Perda de carga na L.L. (Hfl)_________m

9.6 – Diferença de nível entre os eixos da moto-bomba e o ponto mais alto da tubulação lateral (DNp)________________________m

  • 9.6 – Diferença de nível entre os eixos da moto-bomba e o ponto mais alto da tubulação lateral (DNp)________________________m

  • 9.7 – Altura do aspersor _______________m

  • 9.8 – Pressão de serviço do aspersor _____m

  • 9.9 – Perda de carga localizada (Hfc) _____m

  • 9.10 – Altura manométrica total (Hman)__m

10.1 – Bomba

  • 10.1 – Bomba

    • Vazão (Q)_______m3/h.........____________l/s
    • Altura manométrica total _______________m
    • Diâmetro nominal do Rotor _____________mm
    • Rotações por minuto __________________rpm
    • Rendimento da bomba ________________%
    • Diâmetro de entrada (sucção)___________mm

Flange de aspiração: (Dna)_________mm

  • Flange de aspiração: (Dna)_________mm

  • Diâmetro do flange_____mm

  • Flange de pressão: (Dnp)_________mm

  • Diâmetro do flange_____mm

Modelo: ___________nº de estágios________

  • Modelo: ___________nº de estágios________

  • Ex. (ETANORM G 80 – 200)

  • onde: G = Material de construção (ferro fundido)

  • 80 = Diâmetro nominal da boca de recalque

  • 200 = Diâmetro nominal do rotor

  • Material básico de fabricação _____________

NPSH requerido (NPSHr)________________m

  • NPSH requerido (NPSHr)________________m

  • NPSHr = 10 - Hs + v2 + 0,5

  • 2.g

  • Onde: NPSHr = “net pression suction head” requerido

  • Hs = Altura de sucção (m) obtida da curva característica da bomba

  • v = velocidade da água na tubulação de sucção (m/s)

  • g = aceleração da gravidade no local da instalação (m/s2)

Altura de sucção máxima < P atm – (PV+Hfs+NPSHr)

  • Altura de sucção máxima < P atm – (PV+Hfs+NPSHr)

  • Onde:

  • P atm = Pressão atmosférica do local (m)

  • PV = Pressão de vapor d’água à temperatura local em mca: (a 30°C = 0,43; a 25°C = 0,32; a 20°C = 0,24 e a 15° C = 0,17)

  • Hfs = perda de carga total na sucção (hf + localizada

P = Q x Hman x w

  • P = Q x Hman x w

  • 75 x Rb x Rm

  • 100 100

  • Onde:

  • Q = Vazão em (l/s)

  • Hman = Altura manométrica total em mca

  • W = densidade do líquido

  • Rb = Rendimento da bomba (%)

  • Rm = Rendimento do motor (%)

10.3 – Relação entre : cv – hora e Quilovatts – hora

  • 10.3 – Relação entre : cv – hora e Quilovatts – hora

  • 1 cv = 75 quilogramas por segundo

  • 1 HP = 76 quilogramas por segundo

  • 1 Quilovatt = 102 quilogramas por segundo

  • 1 KW = 1,36 cv

  • 1cv = 0,736 KW

Motores a diesel................0,22 q 0,32 litros/h

  • Motores a diesel................0,22 q 0,32 litros/h

  • Motores elétricos mono e bifásico........ 0,96 a 1,13 KW/h

  • Motores trifásicos...............0,82 a 1,01 KW/h

Potência a diesel:____________________HP

  • Potência a diesel:____________________HP

  • Potência Elétrica:____________________HP

  • Rendimento:_______________________%

  • Tipo de acoplamento_________________

Righes, T. A. Irrigação por aspersão. Universidade Federal de Santa Maria. Ed. UFSM, 2002.

  • Righes, T. A. Irrigação por aspersão. Universidade Federal de Santa Maria. Ed. UFSM, 2002.

  • Resende, K. Irrigação e Drenagem. Universidade do Estado de Mato Grosso. UNEMAT. Bacharelado em Agronomia graduação.

Salassier, B; Soares, A.A.; Mantovani, E. C. Manual de irrigação. 7. ed. Viçosa: UFV. 2005

  • Salassier, B; Soares, A.A.; Mantovani, E. C. Manual de irrigação. 7. ed. Viçosa: UFV. 2005

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