Fertirrigação

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Fertirrigação

  1. 1. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf MÉTODOS DE FERTIRRIGAÇÃOIntroduçãoA fertirrigação consiste na aplicação de fertilizantes via água de irrigação. É um sistemaque teve início na Califórnia, por volta de 1930, em sistemas de irrigação por aspersãoem pomares. É uma técnica relativamente antiga que os agricultores de muitos países temutilizado, em diferentes métodos de irrigação.Em alguns países, como os Estados Unidos, Israel e Itália, a fertirrigação tornou-se umatécnica de uso generalizado, principalmente com o desenvolvimento de modernossistemas de irrigação e de equipamentos de injeção que permitiram e expansão donúmero de produtos aplicáveis pela água de irrigação. Alguns exemplos destes produtosestão apresentados a seguir: • herbicidas; • inseticidas; • fungicidas; • nematicidas; • reguladores de crescimento • agentes de controle biológico.Para COSTA et al. (1986), embora a fertirrigação esteja sendo utilizada em algumas áreasirrigadas no Brasil, a falta de informação, principalmente sobre dosagens, tipo defertilizantes mais recomendados, prevenção à formação de precipitados, modo e época deaplicação, reflete a necessidade de se realizar pesquisas nessa área, levando emconsideração as diversas condições do país.Vantagens e limitações da fertirrigaçãoCom base em resultados de pesquisas e na experiência de agricultores, o uso combinadode fertilizantes na água de irrigação apresenta vantagens e limitações à sua aplicação.VantagensAs principais vantagens notadas no uso da fertirrigação são:Mau aproveitamento dos equipamentos de irrigação:Em princípio, o mesmo sistema de injeção pode ser utilizado na introdução de diversassubstâncias na água de irrigação como, por exemplo, os defensivos agrícolas (herbicidas,inseticidas, fungicidas e nematicidas), além de reguladores de crescimento aplicados porintermédio da água de irrigação num grande número de culturasEconomia de mão-de-obra:A aplicação manual é imprecisa e desuniforme. A aplicação através do uso de tratores eaviões são relativamente dispendiosas. O uso da fertirrigação reduz os requerimentos demão-de-obra na aplicação de adubos.Economia e praticidade: 1
  2. 2. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto TestezlafContrariamente aos outros métodos, o uso do equipamento de fertirrigação é prático e defácil mobilidade, já que se trata de um equipamento central para toda uma área, parcelaou linha lateral. Ocorre a economia de fertilizantes devido ao fato de que a solução dilui-se de forma homogênea na água de irrigação, distribuindo-se no campo da mesmamaneira que a água.Distribuição uniforme e localizada dos fertilizantes:Nos pomares irrigados por aspersão convencional a irrigação ocorre ao longo das fileirase, supostamente, é onde se localiza o fertilizante. Nos métodos mecanizados a aplicaçãode fertilizantes e feito entre as fileiras de plantas, onde a irrigação é feita parcialmente ounão dependendo do sistema de irrigação utilizado. Quando se utiliza sistemas de irrigaçãolocalizada ocorre uma melhor distribuição dos fertilizantes por estes sistemasapresentarem uma alta uniformidade de distribuição, e por estes serem aplicados ondeocorre uma maior concentração de raízes e uma menor perda por lixiviação de nutrientes.Aplicação em qualquer fase de desenvolvimento da cultura:A aplicação de fertilizantes pode ser feita independentemente da cultura e das variaçõesprovenientes das necessidades específicas nas diferentes etapas de desenvolvimento dacultura: crescimento vegetativo, floração e maturação.Eficiência do uso e economia de fertilizantes:A aplicação fracionada dos nutrientes aumenta a sua assimilação pelas plantas e limita asperdas por lixiviação, proporcionando um aproveitamento eficiente do fertilizante, isto é,resposta da cultura equivalente a uma menor quantidade de fertilizante aplicado emcomparação com outros métodos. Um bom exemplo é mostrado nas Figuras 7.1 e 7.2obtidas por MEIRELLES et al. (1980), estudando absorção e lixiviação de nitrogênio emcultura de feijão (Phaseolus vulgaris, L.). Pelas figuras, pode-se concluir que afertilização nitrogenada deve ser aplicada parceladamente: 1/3 da dose total no plantio,pelo fato de nas primeiras etapas do desenvolvimento da cultura a utilização defertilizantes ter sido alta, porém com baixa eficiência; e os 2/3 restantes dos 30 aos 45após a germinação, período de maior necessidade de N pela planta e de maior eficiênciade utilização do fertilizante nitrogenado. Após os 45 dias, não se deve fazer adubaçãonitrogenada pois, apesar de haver aumento no nitrogênio total da planta, a contribuição denitrogênio do fertilizante cai sensivelmente, havendo maior absorção de nitrogênio dosolo.Redução da compactação do solo e dos danos mecânicos à cultura:O tráfego de tratores na lavoura pode ser minimizado com a fertirrigação. Além deeconomia com combustível e com a manutenção da frota, consegue-se redução dacompactação do solo e dos danos mecânicos às plantas. 2
  3. 3. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto TestezlafFigura 1: Nitrogênio na planta proveniente do fertilizante (NPPF), nitrogênio total na planta (NTP) eeficiência da utilização do fertilizante nitrogenado (EUFN), em função do tempo após a germinação(TAG).Figura 2: Variação do nitrogênio total na planta proveniente do fertilizante (NTPPF) e do solo(NTPPS), e da testemunha, ao longo do período da cultura. TAG = Tempo após a germinação.Controle de profundidade de aplicação e absorção:Muitos fertilizantes exigem um certo teor de umidade para sua absorção a uma dadaprofundidade. De acordo com as características do solo, do fertilizante e da cultura, àsvezes, é conveniente aplicar o fertilizante pouco antes de finalizar a irrigação paraimpedir a lixiviação de nutrientes. O controle de qualidade dá água aplicada pelairrigação juntamente com o fertilizante, permite fazer aplicações em profundidades desolo onde ocorre uma maior absorção radicular, evitando-se, desta forma, perda denutrientes por lixiviação.Aplicação de micro-nutrientes:São geralmente elementos caros, aplicados em pequenas dosagens, portanto exige-se umsistema de aplicação mais preciso e eficiente. 3
  4. 4. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Redução do custo de aplicação: Existe a possibilidade de se utilizar a mesma instalação para aplicação de outros produtos como herbicidas, fungicidas, inseticidas, etc. Desta forma a aplicação simultânea de dois ou mais produtos na lavoura via água de irrigação pode aumentar os benefícios econômicos da fertirrigação. Na Tabela 7.1, mostra comparações de custo de diferentes esquemas de aplicação de produtos químicos na água de irrigação (quimigação), em relação aos sistemas convencionais. Fica evidente nessas comparações que esta técnica torna-se mais barata quando usada duas ou mais vezes por ano. A economia geralmente cresce quando aumenta o número de aplicações anuais, mas depende também da combinação dos produtos químicos aplicados. No caso do Brasil, onde o feijão é uma das principais culturas irrigadas, principalmente sob pivô central, a quimigação deve proporcionar substancial economia, pois o feijoal exige aplicações periódicas de defensivos juntamente com a necessidade de se molhar o solo Tabela 7.1: Custos comparativos (quimigação x métodos convencionais), em dólares/ha, quando se usaram diferentes esquemas de aplicação de produtos químicos Esquema de Quimigação Convencionais Economia com a 1 2 3 aplicação Custo fixo Custo variável Custo total Custo total quimigação 1F 8.56 4.50 13.06 6.20 -6.86 1F, 1H 4.28 9.00 13.28 20.20 6.92 2F,1H 2.85 13.50 16.35 26.40 10.05 2F,1H,1I 2.14 14.78 16.92 32.00 15.082F,1H,1I,1Fg 1.71 16.06 17.77 37.60 19.832F,1H,2I,1Fg 1.43 17.34 18.77 43.20 24.43 2F,1H,4I 1.22 18.62 19.84 48.80 28.96 3F,1H,4I 1.07 23.12 24.19 55.00 30.81 3F,2H,4Fg 0.95 27.62 28.57 69.00 40.43 3F,2H,5I 0.86 28.90 29.76 74.60 44.84 (1) Número de aplicações por ano e tipo químico: F= fertilizantes, H= herbicidas, I= inseticidas e Fg = fungicidas. (2) Assumindo que o custo fixo do equipamento de quimigação é de 6.56 dólares/ha/ano mais dois dólares de custo de manutenção/ha/ano. (3) Baseado no custo operacional de um pivô central para 61 ha. Limitações A maioria dos inconvenientes citados na literatura não se deve ao método em si, mas sim ao problema de manejo incorreto e à falta de informações que existe com relação a muitos aspectos ligados à nutrição das plantas. Os principais inconvenientes são: • Entupimento devido a precipitação causada pela incompatibilidade dos distintos fertilizantes entre si e quando utilizadas na água de irrigação ou devido à problemas de salinidade. Como, por exemplo, o superfosfato e o cálcio que contém carbonato de cálcio solúvel; • Aumento excessivo da salinidade da água de irrigação; 4
  5. 5. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf• Corrosão. Algumas partes metálicas da rede de distribuição pode ser danificada devido à atividade corrosiva de alguns fertilizantes;• Reação dos fertilizantes na linha de distribuição, sobretudo os fosfatos que podem provocar precipitados na rede de água através de reações dependendo do nível de PH, isto pode comprometer seriamente a uniformidade de distribuição de água dos equipamentos de irrigação localizada;• Possibilidade de contaminação e envenenamento de fontes de água com produtos químicos, pondo em risco a saúde de pessoas e animais. Como precaução, deve-se instalar válvulas de retenção e anti-vácuo na tubulação para impedir a inversão no fluxo da rede de irrigação;• A pureza dos fertilizantes utilizados, ocorre o inconveniente de que faltam alguns elementos que aparecem como impurezas em adubos tradicionais. Este é o caso, por exemplo, do enxofre. Por isto a aplicação de elementos secundários e micro-elementos é mais importante que os adubos convencionais granulados.Métodos de injeção de produtos químicos na irrigaçãoExistem muitos métodos de injeção química nos sistemas de irrigação. Esses métodospodem ser classificados em 4 grupos: bombas centrífugas, bombas de deslocamentopositivo, diferencial de pressão e métodos baseados no principio de venturi.Estes quatro grupos estão subdivididos em algumas categorias, de acordo com o princípiode funcionamento (Figura 3), apesar que, existem alguns injetores que utilizam umacombinação destes métodos. Esta publicação discutirá as vantagens e desvantagens decada grupo de injetor químico e suas principais aplicações. Um resumo sucinto dasvantagens e desvantagens de injetores é mostrado na Tabela 7.2. Figura 3: Esquema classificatório do tipo de métodos de injeção. 5
  6. 6. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf1. BOMBAS CENTRÍFUGASAs bombas centrífugas de pequeno fluxo radial (booster) podem ser usadas para injetaradubos dentro dos sistemas de irrigação (Figura 4). Basicamente este sistema funcionaatravés do bombeamento da solução com uso de uma bomba centrífuga através da açãocentrífuga ou pela ação de sustentação imposta pelas palhetas do rotor à solução que estáem contato com elas. Desta maneira, a força centrífuga das palhetas expele o fluído paraa periferia, enquanto a pressão negativa desenvolvida junto ao eixo promove a aspiraçãode novas quantidades de solução, estabelecendo-se assim a continuidade do processo.Para a operação da bomba centrífuga como um injetor de fertilizantes é necessário que apressão por ela produzida seja maior que a pressão na linha principal de irrigação.Entretanto, a taxa de injeção da solução a partir da bomba depende da pressão na linha deirrigação. Portanto para uma boa performance da distribuição de fertilizantes e produtosquímicos é necessário uma calibração adequada da bomba. Figura 4: Bomba centrífuga injetora de produtos químicos.2. BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVOBombas de deslocamento positivo são freqüentemente usadas para injeção de produtosquímicos dentro de sistemas de irrigação pressurizados. Elas podem ser classificadas emrecíprocas (pistão e diafragma), rotativas, peristálticas e mistas, dependendo domecanismo usado para transferência de energia para o fluído. Bombas recíprocas incluempistão, diafragma e combinação pistão/diafragma e todas são usadas normalmente parainjeção de adubos dentro dos sistemas de irrigação. A maioria das bombas rotativas oumistas não são usadas para injeção de adubos. As exceções são as bombas rotativas deengrenagens e excêntricos, que eventualmente são usadas, e as bombas peristálticas quepodem ser usadas somente para pequenas taxas de injeção.Pela definição, uma bomba de deslocamento positivo faz com que o fluído bombeadoadquira um movimento com a mesma velocidade, em módulo, direção e sentido, que o 6
  7. 7. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlafórgão móvel que o impele, promovendo a admissão e a expulsão de volumecorrespondente de fluído.2.1. Bombas RecíprocasBombas recíprocas são bombas na qual ocorre um deslocamento de um pistão oudiafragma que desloca uma certa quantidade de solução nutritiva em cada movimento. Atroca interna do volume da bomba cria uma alta pressão, na qual força a entrada de fluídodentro da tubulação principal de irrigação. Estas bombas são classificadas como bombasde pistão, bombas diafragmas ou uma combinação de pistão e diafragma.Freqüentemente as bombas recíprocas são acionadas eletricamente. A taxa de injeção deprodutos químicos através de um acionamento elétrico da bomba é praticamenteconstante e independe da vazão de água do sistema de irrigação. Portanto, a taxa deinjeção, deve ser calibrada entre intervalos se a vazão do sistema não é constante em todoo intervaloPara assegurar-se que a concentração de produtos químicos seja constante na linhaprincipal de irrigação um injetor de acionamento elétrico pode ser instalado,conjuntamente com um medidor de vazão que irá detectar as variações de vazão dosistema e ajustará automaticamente a velocidade de injeção do injetor ou o tempo deinjeção. Outra possibilidade é medir-se a condutividade da água de irrigação (se estásendo injetado fertilizantes) e através desta informação faz-se um ajuste automático.Existem no mercado vários sensores para se determinar a condutividade elétrica da águaque devem ser calibrados para os diferentes produtos químicos utilizados.2.1.1 Bomba de pistãoO funcionamento de uma bomba de pistão é baseado em movimentos seqüenciais quepromovem impactos consecutivos de admissão e compressão. Com o movimento deadmissão, o produto químico entra no interior do cilindro através da válvula de sucção,(Figura 5/A). Com o movimento de compressão (Figura 5/B), o produto químico éforçado para o interior da linha de descarga através da válvula de descarga.2.1.2 Bomba de diafragmaO funcionamento de uma bomba de diafragma é semelhante ao da bomba de pistão. Omovimento pulsante é transmitido para o diafragma através do fluido ou do eixomecânico e, então, através do diafragma, para o produto químico que está sendo injetado.Uma ilustração do movimento de sucção e descarga é mostrado na Figura 6 (A e B).Normalmente a combinação de bombas de pistão que movimentam o diafragma atravésde óleo ou outro fluído são bombas que apresentam uma maior precisão na injeção deadubos como também uma maior resistência a corrosão devido a produtos químicos.Algumas bombas de pistão ou diafragma são acionadas hidraulicamente, através da vazãoque passa através do injetor. A força hidráulica é transmitida para o pistão que o empurrapara frente e para trás em movimento consecutivos que faz com que ocorra um sucção desolução química como também uma injeção da mesma na linha principal de irrigação. A 7
  8. 8. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaftaxa de injeção destas bombas depende da vazão do sistema de irrigação. Portanto seocorrerem variações de vazão na linha principal do sistema conseqüentemente irãoocorrer variações na taxa de injeção destas bombas. Nestes casos a taxa de injeção éproporcional a taxa de vazão do sistema. Figura 5: Bomba de pistão d impacto. (A) Posição de admissão e (B) Posição de compressão.Outra maneira de acionar um injetor usando a água de irrigação pode ser visto na Figura7. Neste caso o mecanismo de funcionamento é formado por dois pistões de diferentestamanhos e uma série de válvulas. O pistão de maior tamanho é acionado pela pressão dosistema de irrigação. O pistão de menor tamanho injeta a solução química para dentro dalinha de irrigação.As bombas de pistão ou diafragma injetam soluções químicas concentradas através depulsos separados por um intervalo de tempo. Algumas bombas são equipadas com pistõesou diafragmas com dupla ação para minimizar as variações de concentração e soluçãoquímica no sistema de irrigação. Nestes casos o volume de ambos os lados do pistão oudiafragma é usado para bombear solução química (Figura 8). Entretanto se ocomprimento da linha entre o injetor é o ponto de aplicação de solução é curto, umtanque de mistura deve ser colocado para assegurar uma mistura melhor entre a água e ofertilizante. 8
  9. 9. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Figura 6: Bomba de diafragma. (A) Posição de sucção, (B) posição de descarga. Figura 6: Pistões injetores para sucção de solução nutritiva.2.2 Bombas rotativasAs bombas rotativas são bombas de engrenagens externas e bombas de excêntricos quetransferem o produto químico da sucção para a descarga através da rotação do eixo dasengrenagens, dos excêntricos, ou de outros mecanismos similares (Figura 9 e 10). Aoperação destas é baseada num vácuo parcial criado pôr um descompasso de rotaçãoentre as duas engrenagens. Este vácuo causa o fluxo do produto químico para o interiorda bomba, onde é transportado entre as engrenagens ou excêntricos e a carcaça da bombapara o ponto de descarga da mesma.2.3 Bombas peristálticasA bomba peristáltica é mais usada em laboratório químico, mas pode ser utilizadatambém para injeção de produtos químicos em pequenos sistemas de irrigação. Possuicapacidade limitada, com pressão de trabalho variando de 30 a 40 psi (0.2 a 2.8 atm.).Uma bomba peristáltica é mostrada na Figura 11. 9
  10. 10. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Figura 7: Bomba de pistão de dupla ação. Figura 8: Bomba de engrenagem.O tubo flexível é pressionado por rolamentos e uma quantidade de fluxo é succionada econduzida por uma ação de compressão para a área de descarga. Este tipo de bomba éadequado para bombear líquidos corrosivos, uma vez que o líquido fica complementeisolado de todas as partes da bomba em questão.3. MÉTODOS BASEADOS NO DIFERENCIAL DE PRESSÃOO método diferencial de pressão baseia-se na adição de energia ao sistema e/ouaproveitamento da pressão negativa do corpo da bomba, no trecho de sucção do conjunto,podendo fazer uso de pressão positiva ou negativa. Ele pode ser separado em doisdistintos grupos: Injeção na sucção da bomba de irrigação e injeção no recalque dabomba de irrigação. 10
  11. 11. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Figura 9: Bombas de excêntrico. Figura 10: Bomba peristáltica3.1 Injeção na linha de sucção de bombas (vácuo)A técnica de injeção de solução química na sucção da bomba de irrigação é muitosimples e de baixo custo. A pressão negativa, ou vácuo, é criada no interior do corpo dabomba e é transmitida para a tubulação de sucção do conjunto moto-bomba. A Figura 12mostra esquematicamente o tubo de sucção, o local da admissão da solução do produtoquímico, tanque de solução, conjunto moto-bombas e a linha principal. Umadesvantagem deste tipo de injeção é que a taxa de injeção não pode ser ajustadafacilmente, além de causar problemas de corrosão no rotor da bomba dependendo do tipode solução química utilizadaUma observação muito importante é que, em alguns países europeus e em alguns estadosamericanos (Florida por exemplo), o uso deste sistema na injeção produtos químicos éproibido por lei quando se utiliza água subterrânea como fonte na irrigação. devido apossibilidade de contaminação do manancial hídrico. 11
  12. 12. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Figura 11: Injeção na sucção da bomba.3.2 Injeção no Recalque (pressão positiva)Aplica-se uma pressão positiva, maior que a do sistema de irrigação, através de umconjunto auxiliar, de forma que as características técnicas do injetor satisfaçam osrequerimentos de área, volume e doses a serem aplicados.Uma exigência básica para o funcionamento do método da pressão positiva é que apressão desenvolvida pela moto-bomba auxiliar seja maior do que a pressão na linha dosistema de irrigação, para que ocorra a injeção. É necessário uma fonte de energia externapara operar o conjunto moto-bomba auxiliar.3.2.1 Mistura em Tanque sobre PressãoO tanque injetor de mistura funciona com uma descarga de solução química na linhaprincipal de irrigação através de um diferencial de pressão. A água é dividida a partir dalinha principal, misturada com fertilizantes e injetada novamente na linha principal dosistema (Figura 13). Uma quantidade de fertilizante necessária para uma injeção écolocada em um cilindro. Parte da vazão que passa na linha principal de irrigação dosistema é desviada para o cilindro, controla-se a vazão de entrada do tanque através deum medidor de vazão que é colocado antes da entrada do tanque e depois da derivação dalinha principal. A solução química é misturada com a água que foi desviada para o tanquee é injetada novamente na rede de irrigação. Para ocorrer uma boa operação do sistema deinjeção de fertilizantes é necessário que ocorra um diferencial de pressão entre a entrada ea saída do injetor que é provocada por um registro ou por uma válvula reguladora depressão que é instalada na linha principal do sistema de irrigação.Este sistema tem a vantagem da praticidade, simplicidade e baixo custo, por outro ladoapresenta inconvenientes. Um deles é o fato de que a concentração da solução dentro do 12
  13. 13. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaftanque decresce exponencialmente no tempo com a introdução de água ao longo doprocesso de injeção. A experiência tem mostrado que é necessário um volumeequivalente a cerca de quatro vezes o volume do tanque para injetar todo o fertilizante nalinha, no caso de ser colocado no tanque a solução já preparada (fertilizante líquido). Figura 12: Tanque de fertilizante pressurizado.3.2.2 Misturadores ProporcionaisÉ uma adaptação feita no tanque injetor para minimizar os problemas de variação daconcentração da solução ao longo do tempo. Para isto usa-se uma bolsa plástica, oudiafragma, dentro do tanque, para conduzir o produto isoladamente da água que circulano tanque (Figura 14). Nesse caso, a solução é impulsionada pela ação da água na rede,que pressiona a parede externa da bolsa plástica e promove a introdução da solução nofluxo de irrigação, através de um bocal, mantendo constante a concentração. Paraminimizar os problemas de variações de vazão do sistema de irrigação, deve-se colocaruma válvula reguladora de pressão na linha principal entre o intervalo de entrada e saídado tanque injetor além de colocar outra válvula reguladora entre a saída do tanque e aentrada da solução na linha principal.4. INJETOR TIPO VENTURIÉ uma peça especial, acoplada à linha de irrigação, que consiste numa seção gradualconvergente, passando numa seção constrita constante e em seguida numa gradualtransição ampliadora, retornando ao diâmetro original da linha de irrigação. No momentode passagem pela seção constrita, cria-se um diferencial de pressão que “ succiona” asolução do tanque para a linha lateral ou principal (Figura 15).A queda de pressão no venturi deve ser suficiente para criar uma pressão negativa(vácuo) em relação á pressão atmosférica. Nessas condições, a solução química contidano interior do depósito irá fluir para o injetor. O fluxo de solução pode ser regulado, sedesejável, por válvula ou registro instalado na tubulação. 13
  14. 14. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Figura 13: Misturadores proporcionais.A desvantagem deste método é que a perda de carga localizada no venturi pode atingircerca de 1/3 da pressão de serviço na lateral ou principal, dificultando ouimpossibilitando a injeção.Uma alternativa para contornar o problema seria instalar o venturi em um “by-pass” dalinha de irrigação, com menor diâmetro que a mesma, reduzindo a perda de cargalocalizada e facilitando a injeção. Um benefício adicional seria permitir que um venturide baixa capacidade possa ser usado para injetar solução fertilizante na tubulaçãoprincipal de grande diâmetro, uma vez que parte do fluxo é desviado através do injetor.Para que isto ocorra com maior eficiência e precisão na distribuição da solução na linhaprincipal de irrigação, torna-se necessário a instalação de uma válvula reguladora depressão na linha principal entre os pontos de entrada e saída do injetor, além da colocacãode dois registros, um na entrada e outro na saída do injetor, para que ocorra umdiferencial de pressão (Figura 16).5. MÉTODOS COMBINADOSExistem no mercado alguns injetores que empregam a combinação de diferentes métodosao mesmo tempo. O mais comum é a combinação do método diferencial de pressão como medidor de venturi ou alguma medição na qual se baseia no princípio de venturi.O uso da combinação entre o método diferencial com o venturi pode ser encontrado emalguns sistemas onde a queda de pressão necessária para o funcionamento do venturipode ser dificultada por produzir restrições no projeto do sistema de irrigação.. Acombinação de um esquema do venturi com o tanque sobre pressão pode ser umaalternativa viável para esse caso (Figura 17). 14
  15. 15. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Figura 14: Esquema de um injetor tipo venturi instalado na linha principal. Figura 15: Injetor venturi com válvula reguladora de pressão na linha principal.Outro método combinado pode ser a utilização de uma bomba centrífuga pode ser usadapara adicionar pressão no líquido que passa pelo desvio e, conseqüentemente, no injetor(Figura 18).Escolha do equipamentoDe acordo com FRIZZONE et al (1985), para a escolha de um equipamento parafertirrigação devem ser considerados os seguintes aspectos: 15
  16. 16. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Figura 16: Combinação do injetor venturi com um tanque sobre pressão. Figura 17: Injetor venturi ligado a uma bomba centrífuga.Volume e capacidade do equipamentoDeve-se levar em conta a quantidade de solução que o tanque pode conter e a vazãoproporcional e total que se pode introduzir na rede de irrigação. Estes valores sãodeterminados de acordo com as normas de irrigação e fertilização, condições desuprimento de água e rede de irrigação. Por exemplo, para uma parcela de 1 ha irrigadaem 2 turnos requerendo 200 litros de solução fertilizante por hectare e devendo-secompletar a aplicação ao final de 2 horas, o volume mínimo do tanque deverá ser de 200litros e a vazão de 50 litros/hora. Deve-se considerar, também, a expansão da áreacultivada, futuras modificação no sistema e alguma margem de segurança, como porexemplo, no caso de aplicação em série, onde serão necessários volumes muito maiores. 16
  17. 17. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto TestezlafPrecisão ou fidelidade de funcionamentoRelaciona-se à precisão do equipamento, sua resistência em condições de campo, níveltécnico e capacidade exigida do operador, necessidade de acompanhamento no início etérmino da operação e qualidade da assistência técnica.Forma de operação ou funcionamentoRefere-se à fonte de energia necessária para o funcionamento do equipamento defertilização. Por exemplo: pressão da água, eletricidade, motor de combustão ou trator.MobilidadeEm propriedades agrícolas com numerosas unidades irrigadas, deve-se preferir umequipamento móvel, o que possibilitará uma redução de custos. Diluição do fertilizantes A proporção de diluição é a relação entre a quantidade de solução do fertilizante e aquantidade total. Por exemplo: 1 litro de solução fertilizante para 199 litros de águarepresentam uma relação de diluição de 1:200.Legislação para prevenção de contaminação de mananciaisAntes da injeção de qualquer solução química nos sistemas de irrigação é necessário autilização de uma válvula de retenção antes do sistema injetor, para prevenir qualquerproblemas do retorno da solução para a fonte de água.Os sistemas de injeção de solução química na sucção da bomba do sistema de irrigaçãogeralmente é proibido em alguns países europeus e em alguns estados dos EstadosUnidos da América, como por exemplo na Florida. A exceção é feita para os sistemasonde a fonte hídrica é um rio ou lago e a solução química que está sendo injetada nosistema seja somente fertilizantes. Neste caso é exigido um sistema duplo de prevençãoque é uma válvula de retenção antes do depósito da solução nutritiva e mais uma válvulade pé no início da tubulação de sucção da bomba. No Brasil, ainda não existe legislaçãorelacionada com a aplicação de produtos químicos via água de irrigaçãoDe acordo com a Agência de Proteção do Meio Ambiente (EPA) somente as bombas deinjeção do tipo pistão e diafragma podem ser usadas para a injeção de pesticidas e outrassoluções químicas tóxicas. 17
  18. 18. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto Testezlaf Tabela 7.2:- Comparação do vários métodos de injeção de solução química.Tipo de injeção Vantagens LimitaçõesBomba centrífuga Baixo custo. Pode ser calibrada Calibração depende da pressão do sistema durante o funcionamentoBomba de pistão Alta precisão. Calibração linear. Alto custo. Pode necessitar de parada para Calibração independe da pressão. ajustar a calibração. Vazão da solução Funciona para altas pressões química não é continuaBomba diafragma Ajuste da Calibração durante o Calibração não é linear. Calibração funcionamento. Alta resistência a depende da pressão do sistema. Custo produtos químicos médio e alto dependendo da bomba. Vazão da solução química não é continua.Bomba Alta precisão. Calibração é linear. Alto custo. Pode necessitar de parada parapistão/diafragma Alta resistência a produtos ajustar a Calibração. químicos. Funciona para altas pressões. Calibração independe da pressão.Bombas de Taxa de injeção pode ser ajustada Solução bombeada não pode ser abrasiva.engrenagens e durante o funcionamento Taxa de injeção depende da pressão doexcêntricas sistema. Continuidade da vazão química depende do número de engrenagens dentro da bombaBomba Alta resistência a produtos Taxa de injeção depende da pressão doperistáltica químicos. Ajustes podem ser sistema. Pressão de funcionamento é feitos fazendo a troca do tamanho baixa e média do tubo. A taxa de injeção pode ser ajustada durante o funcionamento.Venturi Baixo custo. Uso simples. Calibração depende do nível do produto Calibração pode ser feita durante no depósito. Necessita de diferencial de o funcionamento. Força pressão. Variação na concentração hidráulica química. Não pode ser calibrado par uma taxa de injeção constante.Misturador Baixo a médio custo. Calibração Necessita de diferencial de pressão.proporcional durante operação. Maior precisão Variação na concentração da solução na taxa de injeção de fertilizantes química. O volume de solução injetada é limitada pelo tamanho do tanque. Freqüente reabastecimento de solução.Tanque Custo médio. Fácil operação. Necessita de diferencial de pressão.misturador sobre Volume total de solução química Variabilidade na concentração da soluçãopressão pode ser feito com precisão química. Não pode ser calibrado para taxa de injeção constante.Combinado Médio custo, movido pela energia Controle relativo da quantidade decomposto de da água do sistema. Maior produto injetado. Mais caro que o tanquebomba principal precisão que o tanque misturador misturador ou venturi sozinho.e auxiliar, ou venturi sozinhoventuri e tanquemisturador 18
  19. 19. AP 219 – Engenharia de Irrigação Prof. Roberto TestezlafConsiderações geraisExistem vários métodos de aplicação de produtos químicos, a escolha de um delesdependerá principalmente das condições financeiras do agricultor, de fatores edáficos,topográficos, valor comercial de cultura e sensibilidade da mesma a variações deconcentração de nutrientes no sistema.Quando se deseja um nível constante de concentração da solução química a ser aplicadana linha, e se dispõe de capital suficiente, as bombas injetoras de deslocamento positivosão as mais recomendadas. Pois, proporcionam exatidão na aplicação do fertilizante,sendo ideal para culturas sensíveis de alto valor comercial. Este sistema também facilita aaplicação do fertilizante em áreas onde a topografia não é favorável, e por ser automáticonão necessita de mão de obra especializada.Os métodos de pressão diferencial, venturi, tanque de derivação de fluxo sãorelativamente simples e de baixo custo em relação à bomba injetora. Sendo que, oVenturi apresenta uma menor variação de concentração em função do tempo e um menorcusto em relação ao tanque de derivação de fluxo. Entretanto, o sistema de venturi,apresenta o inconveniente de produzir grandes perdas de pressão no sistema e dificuldadede automação. É mais recomendado para pequenas áreas de produção devido a suacapacidade limitada na aplicação volumétrica de solução nutritiva, e também paraculturas que não requer muita precisão de aplicação de fertilizantes. Em virtude dafacilidade de movimentação que apresentam, estes sistemas podem ser utilizados emáreas que dificultam a mecanização devido à topografia. E, por apresentar facilidade deacoplamento no sistema de irrigação, a fertirrigação pode ser efetuada em diferentes fasesdo desenvolvimento da cultura.A fertirrigação com o método de através da sucção da bomba de irrigação deve sercriterioso, pois o tanque de fertilizante fica ligado à sucção da bomba e havendo queda detensão na rede elétrica a solução contaminará a fonte de água. Também é necessário usarprodutos não corrosivos para não danificar a tubulação de sucção e o rotor da bomba.Apesar destes inconvenientes este sistema apresenta baixo custo em relação à bombainjetora e eficiência para aplicação da solução nutritiva em pequenas e grandes áreas. 19

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