Sistema Irrigas para Manejo de Irrigação: Fundamentos, aplicações e desenvolvimentos

Sistema Irrigas para Manejo de Irrigação: Fundamentos, aplicações e desenvolvimentos

(Parte 5 de 7)

18# O que é o Irrigas “flow through”?

O Irrigas “flow trhough” (Figura 3.14) é um tipo de

Irrigas de alto desempenho com cápsula porosa externa de tensão crítica maior do que o elemento poroso sensível

Capitulo 3 Origem e tipos interno. O elemento poroso interno desta forma nunca se impregna com partículas de solo que podem causar aumento do Td com o passar do tempo.

O “flow trhough” pode ser utilizado da maneira convencional ou em sistemas no qual se utiliza não a pressão positiva de ar na entrada, porém a pressão positiva de ar na saída para fazer automatização da rega, seja em vasos seja em outros sistemas.

19# É melhor pressurizar o Irrigas com pressão positiva ou negativa? Porque?

Sempre que possível o Irrigas deve ser utilizado com pressurização positiva. A razão disto é que sob vácuo parcial (pressão negativa), ocorre filtração de solução do solo para o interior do Irrigas. Durante esta filtração pequenas partículas são arrastadas para a superfície do sensor Irrigas, onde são aprisionadas nos poros causam um aumento da tensão crítica. Utilizando-se de pressão positiva, esta filtração de água praticamente não ocorre e, em conseqüência, a superfície da cápsula porosa do Irrigas se mantém limpa e com o valor de tensão crítica inalterado.

20# Como poderia ser segmentado o mercado de produtos Irrigas?

Ainda é um pouco difícil elaborar adequadamente a segmentação do mercado de produtos a base dos sensores Irrigas porque alguns dos mais importantes produtos à base deste sensor ainda estão em desenvolvimento. Dentro desta limitação, uma segmentação preliminar na qual os produtos comerciais atuais estão marcados com asterisco é:

a*\ Irrigas com cuba de imersão - A cuba de imersão é um dispositivo de leitura do Irrigas de baixíssimo custo. Assim pequenos produtores podem usar o Irrigas. Adicionalmente, é um dos dispositivos mais convenientes para todos aqueles que querem tomar experiência com o uso do Irrigas.

b\ Irrigas com sinalizador - Sinalizadores de irrigação simples ou mais sofisticados são produtos para usuários experientes e que valorizam muito o uso eficiente do tempo.

c*\ Irrigas com MPI-03 – MPI-03 é um dispositivo de leitura comercial de sensores Irrigas de custo relativamente baixo para agricultores economicamente estabelecidos.

d*\ Tensímetro para leitura de sensores instalados no campo –são dispositivos de maior valor agregado para aqueles que querem leitura contínua da tensão da água no solo em cada ponto do campo no qual os sensores Irrigas estão instalados. Ainda não existe produto deste tipo sendo comercializado (dez/2005).

e\ Tensiômetro Irrigas de leitura instantânea – Tensiômetros com mini sensores Irrigas para a leitura “quase instantânea” da tensão de água de vasos, de sacos de substratos e de pequenas plantas cultivadas em solo fofo. Produto de valor maior valor agregado ainda não disponível comercialmente (jan/2005).

Capitulo 3 Origem e tipos f*\ Tensiostatos Irrigas para controle automático – Sistemas de leitura de sensores Irrigas especialmente designados para a automação da Irrigação. Instrumentos para agricultores bem estabelecidos e com melhor poder aquisitivo. MRI, MDI e Controlador Autônomo são tipos comerciais destes tensiostatos.

g*\ Regador automático – Trata-se de um reservatório de água acoplado de alguma forma ao sensor Irrigas para regar vasos de plantas. Produto para uso doméstico e para aplicações específicas em casa-de-vegetação. Regadores automáticos podem ser fabricados com variável agregação de valor.

h\ Irrigas sem fio – Irrigas com pressurizador interno e com identificador de radio freqüência ativo com pilha com duração de 3 a 10 anos. Equipamento monobloco de valor agregado, para permanecer imerso no solo durante vários anos. A leitura é efetuada por equipamentos para agricultura de precisão. Produto em desenvolvimento que deverá ser utilizado por grandes agricultores.

i\ Irrigas para tensiometria a gás em plantas – Produto em desenvolvimento para medição rápida das elevadas tensões de água que ocorrem em tecidos vegetais (0 a 2000 kPa). Produto com dispositivo de leitura de alto valor agregado para ser utilizado em aplicações florestais em arvores frutíferas e para pesquisa.

21# Haveria outras formas de segmentar o mercado de produtos Irrigas?

Sim. Como há vários tipos de sensores Irrigas, então uma segmentação de mercado tentativa poderia ser fundamentada nos próprios sensores Irrigas. Assim, uma segunda segmentação preliminar na qual os sensores Irrigas comercialmente disponíveis estão marcados com asterisco é:

a*\ Sensor Irrigas mini para tubetes – Irrigas de baixa tensão crítica usualmente menos que 15 kPa, utilizado por produtores de mudas em tubetes, para produtores de plantas ornamentais. Sensores de baixo custo.

b*\ Sensor Irrigas de tensões críticas variadas (ex. 10, 25 e 40 kPa) para aplicações de manejo de irrigação de várias culturas. Sensores de baixo custo para agricultores.

c\ Sensor Irrigas com cápsula porosa mini de tensões críticas específicas para medição contínua da tensão de água em tensiômetros a gás. Produto com mais valor agregado.

d\ Irrigas com cápsula porosa bifacial miniatura - sensor que não suja - de baixa tensão crítica (< 25 kPa) para aplicações em cultivos em substratos e em regadores automáticos. Produto de baixo custo para uso doméstico e em casa-devegetação.

e\ Sensor Irrigas bifacial de tensão crítica elevada, Td entre 100 a 3000 kPa e desenhos especiais, ainda em desenvolvimento, para medições direta e contínua da tensão da água de plantas. Produto de maior valor agregado para

Capitulo 3 Origem e tipos uso em aplicações manejo de irrigação em florestas e para aplicações científicas.

2# É possível construir sensor Irrigas no qual os meniscos água/ar são visíveis?

Sim, e podem ser utilizados em demonstrações em feiras de ciência e também para testar hipóteses científicas a respeito de como funciona o sensor Irrigas e as suas aplicações de tensiometria a gás.

Na figura 3.15 ilustra-se um sistema Irrigas deste tipo, construído com duas placas de vidro fixadas em pequeno ângulo, uma contra a outra, com auxílio de uma resina de alta resistência, curada com auxílio de luz ultravioleta. Para determinar o ângulo e o gradiente de espaçamento entre as placas, no lado direito da figura as duas placas estão perfeitamente encostadas uma na outra e do lado esquerdo as placas estão separadas por uma

distância de aproximadamente 50 µm. Esta distância é obtida pela simples interposição de uma tira de papel AP 75 gramas. A placa de vidro frontal possui alguns orifícios produzidos com broca de vidro de 6 m nos quais se pode encaixar o tubo e a cubeta de leitura de um Irrigas comum.

As duas placas de vidro por sua vez são fixadas com cimento poroso, cimento portland comum usado em construção civil, no centro de um disco de cerâmica porosa, que pode ser cortado de uma vela de filtro de água.

Este sistema Irrigas para ilustração de principio de funcionamento pode ser utilizado sobre o substrato de vasos onde são cultivadas plantas.

O aumento da tensão de água neste sistema causa movimentação do menisco, curva hiperbólica, na direção da base no lado em que as placas estão encostadas uma na outra. Ao contrário, a diminuição da tensão da água faz com que o menisco curvo se afaste da base unida e se movimente para o lado oposto em direção ao topo, no lado em que as placas estão separadas pela distância de 50 µm.

23# Quais os problemas de uso dos sensores Irrigas de placas transparentes?

O equilíbrio hídrico é lento, principalmente, quando utilizado para medir tensões mais elevadas. Outra dificuldade é que este somente se presta para estimar tensão de água em camadas superficiais de solo.

24# O aparelho da figura 3.15 é um novo tipo de tensiômetro de placa inclinada?

Sím. Neste tensiômetro de placa inclinada observase visualmente a água e a posição do menisco mesmo em camadas com espessura da ordem de 1 µm. A potencialidade prática destes novos tensiômetros de placa inclinada ainda requer investigação. Imagina-se que estes novos tipos de equipamentos poderão, com auxilio de microscopia, ser utilizados até para medir as elevadas tensões de água que ocorrem nos tecidos das plantas.

Capitulo 3 Origem e tipos

25# Existem outros sistemas de visualização com que poderiam ser utilizados como sucedâneos do sensor Irrigas para o manejo de Irrigação?

Sim. Tem-se testado visualizadores de Umidade de placa ranhurada (Fig. 3.16), nos quais se observa quando o solo está ou não “úmido”. Estes sensores, apesar de funcionarem por muitos anos, ainda requerem desenvolvimento e avaliação experimental. Evidentemente, ao invés de simplesmente ver o fronte úmido nestas placas ranhuradas, estas podem ser utilizadas com tubo de entrada de ar, como no tipo de sensor Irrigas ilustrado nas figuras 3.2 e 3.15.

Sensores Irrigas podem ser fabricados de diferentes modelos e dimensões, com materiais altamente molháveis, como o são as cerâmicas porosas e as placas de vidro com superfície perfeitamente limpa.

Modelos especiais de sensores Irrigas envolvem questões como:

b- a maneira como os sensores são ligados, por exemplo, é contrastante a diferença entre os sensores Irrigas de três profundidades (Fig. 3.5) e os sensores Irrigas unidos para amostras melhor uma dado volume de solo (Fig. 3.7); c- o uso de enchimento interno, o que pode ser utilizado para melhorar o tempo de resposta do sensor para aplicações de tensiômetros a gás portáteis (Fig. 3.1); d- a constituição interna pode ser variada, por exemplo, nos sensores Irrigas bifaciais a constituição interna é tal que assegura que não haja na impregnação do elemento poroso sensível com partículas de solo, que possam alterar a tensão crítica do sensor (Fig. 3.9, 3.10 e 3.14). A construção interna diferenciada pode também ser usada para o preparo de sensores Irrigas com duas ou mais tensões críticas (escalas) (Fig. 3.10); e- a visibilidade dos fenômenos físicos envolvidos, o que é útil para demonstrações. Deste tipo são os sensores Irrigas de placas de vidro lisa (Fig. 3.15) e os de placa ranhurada (Fig. 3.16); f- a miniaturização, como no sensor Irrigas miniatura para tubetes (Fig. 3.8) e no sensor Irrigas ultra miniatura, ou Irrigas monoporo, cujo sistema físico de medição ainda está sendo desenvolvido, e cujas aplicações em tensiometria a gás de leituras ultra rápidas serão inúmeras.

Parte1 Fundamentos e aplicações

CAPÍTULO 4

PERGUNTAS FREQÜENTES SOBRE O IRRIGAS Adonai Gimenez Calbo & Washington L.C. Silva

Neste capítulo são tratadas várias questões, principalmente sobre o uso do sistema Irrigas e outros sensores, para o manejo de irrigação no campo. A leitura destas perguntas e respostas, em geral de natureza simples, esclarece dúvidas freqüentes, mesmo de profissionais com boa experiência no uso do sensor Irrigas e com noções corretas sobre manejo de irrigação

1# Resumidamente, como funciona o sensor Irrigas?

Para o uso do Irrigas em aplicações mais simples são consideradas apenas dois casos: "fechado" e "aberto". "Fechado" é quando o ar não passa através dos poros da cápsula porosa (Fig. 4.1) impregnados com água. Isto significa que o solo está úmido e não há necessidade de irrigar. "Aberto" é quando o solo está mais seco que o valor crítico, então os poros já estão parcialmente desobstruídos e o ar flui através da cápsula. Quando isto ocorre é o momento da irrigação.

2# Quantas vezes por dia é necessário fazer a leitura ou o teste de imersão ou de pressurização com o Irrigas?

Usualmente este teste é feito diariamente, pela manhã. No entanto, para culturas sensíveis ao déficit hídrico em solos arenosos ou substratos de vasos pode ser necessário uma leitura adicional, preferencialmente no início da tarde.

3# O Irrigas é um tensiômetro comum?

Não, o Irrigas não é um tensiômetro comum.

Comparando-se as figuras 4.1 e 4.2, verifica-se que o Irrigas é um sensor de tensão de água que funciona com ar, ou gás na cavidade de sua cápsula porosa. Por esta simples razão, o Irrigas é um sensor tecnologicamente superior ao tensiômetro comum, no que tange a sua simplicidade, robustez, faixa de tensões e aplicabilidade.

4# O que é então um tensiômetro comum?

Tensiômetros são sensores da força ou tensão com que a água fica retida no solo. O tensiômetro comum opera com água na cavidade da cápsula porosa (Fig. 4.3) e tem resposta contínua. A maior dificuldade prática no uso do tensiômetro comum é o acúmulo de ar na cavidade, que precisa ser completada freqüentemente com água destilada (manutenção). Esta dificuldade é maior quando a tensão

Capítulo 4 Perguntas freqüentes sobre o Irrigas utilizada se aproxima do limite prático de funcionamento destes instrumentos (80 kPa).

Observação: Há modernos tensiômetros com cavidade cheia de água, instáveis, é verdade, que medem tensões de água até superiores a 1000 kPa por algum tempo, algumas horas, antes que ocorra cavitação. Estes instrumentos de uso sofisticado, no entanto, não são práticos para o manejo de irrigação.

5# Qual a tensão da água no solo em que o sensor Irrigas torna-se permeável ao ar ?

Atualmente estão disponíveis no mercado sensores

Irrigas de 10, 25 e 40 kPa. Os primeiros são recomendados para substratos de vasos e para solos muito arenosos; os de 25 kPa podem ser usados para uma ampla gama de solos e culturas; os de 40 kPa são para culturas mais tolerantes e solos argilosos. A tensão em que o Irrigas fica permeável ao ar depende do diâmetro dos poros da cerâmica empregada na fabricação. Assim, o Irrigas pode ser fabricado com sensores de qualquer tensão crítica especificada. Quando se usa Irrigas de 10 kPa, por exemplo, a cápsula torna-se permeável ao ar ("abre") quando a tensão da água no solo fica maior que 10 kPa. Da mesma forma, o Irrigas de 25kPa se abre em tensão de água superior a 25kPa e o de 40 kPa quando a tensão da água no solo supera 40 kPa.

6# Como ter certeza de que estamos instalando um sensor Irrigas que está em bom estado para utilização ?

É uma boa prática testar o Irrigas antes do uso. Para isto imerge-se o sensor Irrigas em água, completamente, por cerca de 30 segundos. Depois de bem umedecida, a cápsula porosa é removida da água. A seguir, imerge-se a cuba transparente em água. Se este molhamento deixou o sensor Irrigas impermeável ao ar, a água não entra na cuba (Fig. 1.1), então infere-se que o Irrigas está funcionando corretamente e pode ser instalado no campo.

Advertência: a cápsula do Irrigas não deve ficar mais que 60 segundos imersa em água porque isto causa enchimento da cavidade da cápsula com água. Caso isto ocorra, então deixa-se escorrer a água livre da cápsula porosa antes de fazer o teste.

7# As cápsulas porosas do Irrigas podem ser instaladas secas, no solo?

Sim. Poucas horas após a instalação a cápsula entra em equilíbrio com a umidade do solo. No entanto, é mais seguro fazer-se a instalação das cápsulas molhadas, após aplicar-se o teste de vazamento descrito.

8# O que acontece quando a água entra devagar na cuba?

Indica que o solo está só um pouco mais seco que o valor crítico, mas já é o momento da irrigação. Caso o solo

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