Irrigação

[João Paulo de Oliveira] – “Determinação do Comprimento da Linha de Gotejadores Autocompensados”

JOÃO PAULO DE OLIVEIRA
Engenheiro Agrônomo/Projetista Sênior / Gerente Comercial Bolsa Irriga
Email: joaopaulo@bolsairriga.com.br

As linhas gotejadoras autocompensadas são nada mais que tubos gotejadores que são distribuídos ao longo de seu projeto. Ao contrário do que se imagina, o comprimento da linha de gotejadores tem um tamanho ideal a ser instalado.

Por se tratar de gotejadores que emitem a mesma quantidade de água por todo seu comprimento, precisa ser garantido que tenha a uniformidade durante todo percurso e, portanto, é necessário se atentar a algumas condições, como por exemplo as pressões máximas e mínimas pré estabelecidas pelos seus fabricantes.

Na Tabela 1 e na Tabela 2 apresentamos o recorte de catálogo de gotejadores das marcas Netafim e Rivulis, respectivamente, com seus dados técnicos.

Tabela 1 – Exemplo de dados técnicos de dois modelos de tubo gotejador Netafim e as pressões de trabalho de cada modelo.
Tabela 2 – Exemplo de dados técnicos de modelos de tubo gotejador RIVULIS e as pressões de trabalho de cada modelo. (FONTE: https://www.rivulis.com/products/drip-tapes-drip-lines/d5000-pc-as/Rivulis_D5000-PC-Brochure_Portugues_Portugal_20210826_Web.pdf)

Estes dados técnicos demonstram que a uniformidade de vazão se mantém constante, dentro da faixa de pressão de trabalho recomendada pelos fabricantes.

Já no Gráfico 1 apresentamos a simulação de uma linha de gotejador “UNIRAM AS 16009”, com 200 metros de comprimento e pressão de trabalho máxima de 22,99 mca e mínima de 10,0 mca, dentro da linha gotejadora.
Segundo o fabricante, dentro da faixa de pressão 5 a 30 mca (0,5 – 3,0 bar), os emissores ao longo da linha gotejadora permanecem com a mesma vazão, sem variações.

Gráfico 1 – Simulação de uma linha de gotejador “UNIRAM AS 16009” com 200 metros de comprimento e pressão de trabalho máxima de 22,99 mca e mínima de 10,0 mca, dentro da linha gotejadora.

Muitas vezes os dados dos fabricantes são interpretados de forma errada, o mesmo fornece dados das pressões máximas e mínimas. Mas esses dados não são os únicos critérios a serem considerados no dimensionamento do comprimento máximo de uma linha de gotejadores.

É de extrema importância levar em consideração também a “VELOCIDADE DE LAVAGEM” do tubo gotejador em relação ao comprimento máximo da linha de emissores.

Dimensionar o comprimento máximo da linha de gotejadores baseando-se apenas na pressão de trabalho máxima e mínima recomendada pelo fabricante é um erro grave e que compromete o desempenho do sistema de irrigação.

Uma linha gotejadora com seu comprimento baseado apenas na faixa de pressão limite não apresenta performance de limpeza, pois o comprimento excessivo da linha gotejadora impossibilita que a mesma tenha condições de atingir a “VELOCIDADE DE LAVAGEM”.

Usualmente recomenda-se uma velocidade de lavagem mínima de 0,4 m/s e pressão de 0,3 mca no final de linha gotejadora.

Esses critérios são os mínimos recomendados para que seja possível que o fluxo de água no interior da mangueira gotejadora faça uma limpeza por arraste dos sedimentos orgânicos ou minerais, que estão depositados no interior do tubo gotejador e que devem ser expulsos para fora.

Quando se considera a “VELOCIDADE DE LAVAGEM” para determinação do comprimento da linha gotejadora, o comprimento máximo muda de forma considerável, pois, ao se abrir a ponta do final do gotejador, é necessário que um volume maior de água passe pelo interior da mangueira gotejadora e chegue ao seu final, arrastando os sedimentos que estão depositados no seu interior.

Na Tabela 3 apresentamos o volume de água (em litros) que um tubo gotejador consome durante a irrigação, o volume que é consumido durante uma operação de limpeza por araste e a variação (em porcentagem%) que é necessária para se alcançar a velocidade de 0,4 m/s no seu final.

Tabela 3 – Tabela de variação de vazão durante irrigação x lavagem de fim de linha em diferentes vazões de gotejadores Resultados obtido através de simulação no software Hydrocalc-Netafim, tubo gotejador UNIRAM AS 16009

Observa-se no Gráfico 2 que a vazão consumida para limpeza por arraste em relação a vazão para irrigação é acima de 50% em todos os exemplos simulados no software.

Quando o consumo de água aumenta a perda de pressão ao longo da linha gotejadora também aumenta, demandando uma pressão maior para atravessar essa vazão excedente ao longo do tubo gotejador e nem sempre o sistema está dimensionado para fornecer essa pressão extra.

Gráfico 2 – Simulação da relação de vazão obtido através do software Hydrocal-Netafim, tubo gotejador UNIRAM AS 16009

Aplicando uma situação exemplo de um tubo gotejador de vazão 1,60 litros, espaçamento de 0,60 metros entre gotejadores, diâmetro interno de 14,20 mm e 250 metros de comprimento, apresentamos duas simulações.

Na primeira simulação, avaliamos o consumo de água para irrigação (Gráfico 3), onde seria necessária uma pressão total no início do tubo gotejador de 29,81 mca para se chegar com 5,0 mca no fim da linha de emissores, com uma perda de pressão de 24,81 mca ao longo da mesma. Nessa situação temos um exemplo de comprimento máximo dimensionado em função das pressões máximas e mínima do modelo escolhido de gotejador.

Gráfico 3 – Simulação do consumo de água em uma operação de irrigação e a pressão exigida no início da linha gotejadora.

Agora na mesma linha de gotejadores vamos simular uma operação de limpeza por arraste (Gráfico 4), onde o consumo de água vai ser elevado em 150 litros, resultando em uma vazão de 228,05 litros no final da linha para se alcançar a velocidade de 0,4 m/s. A pressão exigida no início da linha gotejadora seria de 45,22 mca e pressão final de 0,3 mca, tendo-se uma perda de pressão de 44,92 mca.

Gráfico 4 – Simulação do consumo de água na operação de limpeza por arraste e a pressão exigida no início da linha gotejadora

Essa pressão (45,22 mca) é maior que as pressão máxima recomendada pelo fabricante então, além de um aumento de vazão também acontece um aumento de pressão, para qual o sistema não foi dimensionado.
Em casos onde a pressão de lavagem excede a pressão de trabalho do gotejador, deve-se observar os dados de pressão máxima para o momento de lavagem do gotejador. (Tabela 4)

Em casos onde a pressão de lavagem excede a pressão de trabalho do gotejador, a pressão máxima durante a lavagem recomendada pelo fabricante deverá ser respeitada e estabelecida como pressão limite.

Tabela 4 – Exemplo de referências de pressão de serviço e de lavagem máxima (Tubo gotejador UNIRAM AS 16009)

A melhor maneira de determinar o comprimento máximo de uma linha gotejadora é, estabelecer um ponto de equilíbrio onde a pressão de trabalho irrigando e a pressão de lavagem não alcance grande amplitude, variando minimamente entre ela.

Em um exemplo usando um tubo gotejador com diâmetro interno de 14,2mm, vazão de 1,60 litros por hora e espaçamento de 0,60 metros entre gotejadores, teremos os resultados apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 – Dados Técnicos para se determinar o comprimento máximo de uma linha gotejadora.

Foram simulados entre 160 a 230 metros de comprimento, mostrando-se mais viável em questões de limpeza por arraste os comprimentos em torno de 180 metros, com variações de pressão de 9,63%, representando apenas 2,09 mca.

Ressaltamos, aqui, que muitos projetos de sistemas de irrigação apresentam comprimentos de linha gotejadora extrapolando o comprimento ideal. O intuito é o de compor um projeto com menor valor de aquisição. Contudo, esquecendo-se da vida útil do sistema de irrigação.

Projetos com maior comprimento de linha gotejadora demanda um número menor de redes ao longo do talhão, reduzindo os custos com tubulações PVC. (Gráfico 5)

O que deve ser observado é se é viável adquirir um Sistema de Irrigação com custo menor, mas sem parâmetros técnicos para fornecer condições de realizar a manutenções de rotina, que é o que vai garantir a longevidade e a uniformidade do sistema.

Mas como saber se o projeto tem velocidade de lavagem? Uma forma pratica é medir a quantidade de água que sai no final da linha gotejadora.

Em um tubo gotejador de diâmetro interno de 14,2mm (gotejadores de parede grossa), necessita-se no mínimo uma vazão de saída de 228,05 litros/hora ou 2,28 litros em 36 segundos.

Já em tubo gotejador com diâmetro interno de 15,4 mm (gotejador de parede média), necessita-se no mínimo de uma vazão de saída de 268,22 litros/hora ou 2,68 litros em 36 segundos.

Gráfico 5 – Esquematização de projeto com maior comprimento de linha gotejadora.

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