Lessandro C. Faria

Simulação da uniformidade da irrigação de sistemas convencionais de aspersão operando sob diferentes condições de vento

A uniformidade de aplicacao de agua e um importante fator a ser considerado na avaliacao dos sistemas de irrigacao por aspersao. A uniformidade em sistemas convencionais de aspersao depende de fatores como: o tipo de aspersor e suas condicoes operacionais, a disposicao e o espacamento entre aspersores no campo, e a velocidade e a direcao do vento durante o periodo de aplicacao de agua. Tendo em visa que as complexas relacoes entre esses fatores e a uniformidade podem ser caracterizadas de forma mais eficiente com o auxilio da modelagem matematica, neste estudo, foram avaliadas simulacoes, fornecidas pelo modelo semiempirico de RICHARDS & WEATHERHEAD (1993), da distribuicao espacial da agua aplicada pelo canhao PLONA-RL250, operando sob diferentes condicoes de vento. Valores de uniformidade de Christiansen (CUC), obtidos com dados de ensaios de campo e em simulacoes digitais, foram comparados, mostrando-se, por meio de diversos indices (R2 = 0,73; desvio absoluto medio de 4,1% e indice de desempenho de 0,78), que o modelo semiempirico avaliado fornece estimativas adequadas do CUC de sistemas convencionais de irrigacao. Demonstra-se que a modelagem matematica permite reduzir o esforco e o tempo requeridos em trabalhos de campo envolvendo a avaliacao da distribuicao de agua de canhoes hidraulicos operando sob condicoes de vento.

Modelagem dos efeitos do vento sobre as dimensões do alcance do jato de um canhão hidráulico

A hipotese da existencia de uma relacao linear entre o raio de alcance de um canhao hidraulico e a velocidade do vento, que e assumida no modelo semi-empirico de Richards & Weatherhead, para simulacao da distribuicao de agua de canhoes hidraulicos operando sob condicoes de vento, foi avaliada neste trabalho. Na avaliacao foram utilizadas distâncias observadas em ensaios de campo, entre o canhao Plona RL-250 e os limites da sua area molhada, tomadas nas seguintes direcoes: contraria, a favor e perpendicular ao sentido do vento. As retas ajustadas pelo metodo dos minimos quadrados aos dados disponiveis, indicam que cada incremento de 1m s-1 na velocidade do vento provoca as seguintes alteracoes, expressas em relacao ao valor do raio sem vento do aspersor: (i) um decrescimo de 6,3% no sentido contrario ao vento (R2 = 0,737); (ii) um decrescimo de 7,3% nas direcoes perpendicular ao vento (R2 = 0,850); e (iii) um acrescimo de 1,3% no sentido do vento; esses resultados indicam que, no intervalo de velocidades de vento consideradas (0 a 5 m s-1) a hipotese de uma relacao linear entre raio de alcance e velocidade do vento pode ser utilizada.

Modelagem das perdas de água por evaporação e arraste em aspersores de média pressão

Five empirical models were evaluated with respect to their ability to estimate evaporation and wind drift losses of Agropolo/NY (nozzle 3.5 mm) and Naan/5024 (nozzle 3.0 mm) sprinklers, and other specific models were developed for each sprinkler model. By comparing measured results, which were obtained in field trials, with simulated ones (models of Yazar, 1984; Trimmer, 1987; Seginer et al., 1991; Tarjuelo et al., 2000; and Playan et al., 2005), these models were classified as very bad or poor according to the index of performance. However, the new adjusted models presented lower errors, resulting in indexes of performance classified as good and very good, thus indicating that their application must be limited to operational conditions (nozzle size, operational pressure, etc.) similar to those in which they were developed.

Modelagem dos efeitos do vento na uniformidade da irrigação por aspersão: aspersores de tamanho médio

O vento afeta a distribuicao de agua aplicada por aspersores, podendo tornar um determinado sistema de irrigacao ineficiente. Nestas condicoes, a modelagem pode facilitar as avaliacoes de sistemas convencionais de aspersao, antes mesmo de sua implantacao no campo. Neste estudo foi avaliada a aplicabilidade do modelo semiempirico de Richards & Weatherhead para aspersores de tamanho medio, modelos Agropolo/NY e Naan/5024, em diferentes condicoes de vento. Os valores do Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC), obtidos com dados de ensaios de campo e em simulacoes computacionais, foram comparados por meio de diversos indices resultando em valores de R2=0,88, desvio absoluto medio (DAM) = 4,75% e indice de desempenho (c) = 0,91, para aspersores operando isoladamente, para linhas laterais de aspersores, valores de R2= 0,78, DAM = 4,1% e c = 0,76. Demonstrou-se, assim, a aplicabilidade do modelo de Richards & Weatherhead frente a predicao da uniformidade de aplicacao de agua de sistemas convencionais de irrigacao operando com aspersores de tamanho medio em condicoes de vento, o que reduz o esforco e o tempo requerido em trabalhos de campo.

Efeitos da velocidade e da direção do vento na uniformidade de aplicação de água de sistemas autopropelidos

A velocidade e a direcao de incidencia do vento, em relacao ao eixo de deslocamento do aspersor, sao variaveis apresentadas em varios trabalhos como fatores importantes para a determinacao da uniformidade de aplicacao de agua dos equipamentos autopropelidos de irrigacao. No entanto, em razao das dificuldades de se conduzir estudos de campo com canhoes hidraulicos sob condicoes controladas de direcao e velocidade do vento, as recomendacoes de espacamento entre carreadores, em sua maioria, consideram apenas o efeito da velocidade do vento, sem mencionar a direcao de sua incidencia. Neste trabalho, a aplicacao de coeficientes semiempiricos do modelo Richards & Weatherhead, ajustados com base em ensaios de campo do canhao PLONA RL-250, possibilitou realizar, por meio de simulacoes digitais, uma analise quantitativa dos efeitos da velocidade e da direcao do vento sobre a uniformidade de aplicacao de agua dos sistemas autopropelidos. As simulacoes indicaram que, na medida em que a incidencia do vento passa de perpendicular para paralela ao eixo de deslocamento, os efeitos prejudiciais da velocidade do vento sobre a uniformidade sao ampliados. Desta forma, fica evidenciado que tanto a direcao como a velocidade do vento devem ser consideradas nas recomendacoes de espacamento entre carreadores.

Uniformidade de aplicação de água de equipamentos autopropelidos de irrigação com aspersores de perfil radial triangular, elíptico e retangular

Este trabalho apresenta resultados de simulacoes digitais da uniformidade de aplicacao de agua de sistemas autopropelidos de irrigacao, para a condicao de ausencia de ventos. Nas simulacoes foram considerados aspersores com perfis radiais de distribuicao de agua tipo triangular, eliptico e retangular, operando sob diferentes combinacoes de ângulo de giro (de 180 ate 360o) e espacamento entre carreadores (de 0 a 100% do diâmetro molhado - DM). Os resultados das simulacoes foram apresentados em tres grupos distintos, cada um representando a mesma forma geometrica do perfil radial de distribuicao de agua. Independentemente do ângulo de giro, os melhores valores de uniformidade foram obtidos com espacamentos menores que 45% e entre 55% e 70% do DM para o perfil radial triangular e com espacamentos menores que 50% e entre 70% e 90% do DM para os perfis radiais eliptico e retangular. Para os tres perfis radiais, ângulos de giro do aspersor entre 180 e 230o geram maiores valores de coeficiente de uniformidade.

Índices de sazonalidade para regionalização hidrológica de vazões de estiagem no Rio Grande do Sul

Informacoes sobre vazoes de estiagem sao cruciais no contexto da gestao de recursos hidricos; todavia, a rede de monitoramento fluviometrico atualmente existente no Brasil nao supre as necessidades dos tecnicos, caso em que a analise regional pode ser empregada para estimar vazoes de estiagem em locais sem monitoramento ou com um curto periodo de monitoramento. O objetivo deste trabalho foi verificar o potencial de tres metodos de sazonalidade aplicados a avaliacao do regime temporal e espacial de vazoes de estiagem no Rio Grande do Sul, de modo que possam ser usados como subsidio tecnico para a regionalizacao em regioes hidrologicamente homogeneas. Aplicando os metodos Seasonality Ratio (SR), Seasonality Index (SI) e Seasonality Histogram (SH) com base nas series historicas de 108 estacoes fluviometricas, foi possivel constatar que existe uma forte sazonalidade de vazoes de estiagem no estado. Entre as tres medidas de sazonalidade, SI e SH foram mais apropriadas em funcao das caracteristicas hidrologicas especificas do estado; portanto, elas podem ser consideradas metodologias relevantes para delinear regioes hidrologicamente homogeneas para a regionalizacao hidrologica de vazoes de estiagem.

Simulação da distribuição de água em diferentes condições de vento e espaçamentos entre aspersores

Existem inumeros fatores que afetam a uniformidade de distribuicao de agua pelos aspersores como, por exemplo, o tipo de aspersor e suas condicoes operacionais, o espacamento e sua disposicao no campo e a velocidade e direcao do vento. Se os aspersores forem selecionados e utilizados adequadamente considerando-se os fatores supracitados, eles podem proporcionar maiores uniformidades de distribuicao de agua e menores custos do sistema de irrigacao. Como a avaliacao de todos esses fatores e uma tarefa complexa e morosa, a simulacao computacional tem sido uma ferramenta util no dimensionamento de sistemas de irrigacao. Neste estudo objetivou-se determinar, com auxilio de simulacao computacional, a uniformidade de distribuicao de agua do canhao hidraulico Plona-RL250, operando em diferentes condicoes de vento e espacamentos e disposicoes de aspersores. Observou-se que a direcao do vento exerceu pouca influencia sobre os valores de CUC. Nenhuma vantagem foi encontrada para disposicao triangular em comparacao com a disposicao retangular de aspersores, exceto quando foi usado um espacamento menor que 40% do diâmetro molhado pelo canhao hidraulico, ao longo da linha principal.

SIA: Modelo para simulação da irrigação por aspersão - Calibração e validação

A maioria dos modelos matematicos de simulacao da aplicacao de agua por aspersores requer trabalhos laboriosos de calibracao e validacao, alem de exigir, dos computadores, elevada capacidade de processamento. Este estudo foi realizado com o objetivo de calibrar e validar o modelo Simulacao da Irrigacao por Aspersao (SIA) no que se refere a operacao de canhoes hidraulicos em condicoes reais de campo. O metodo de otimizacao global Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) foi implementado no SIA com o intuito de ajustar os parâmetros de calibracao baseados no modelo semiempirico de Richards & Weatherhead utilizando-se ensaios de campo do canhao Plona - RL250. Os parâmetros obtidos na calibracao para determinada configuracao do aspersor, foram mantidos constantes e posteriormente usados na validacao para diferentes condicoes operacionais e de vento. O Metodo Shuffled Complex Evolution apresentou elevados indices de qualidade do ajuste alem de rapida convergencia. O modelo SIA foi capaz de prever a taxa de aplicacao de agua do canhao hidraulico Plona-RL250 e a uniformidade de distribuicao de agua do sistema, de forma adequada tanto no estagio de calibracao quanto no de validacao.

Distorção do vento na área molhada por canhões hidráulicos: extensão da modelagem para aspersores médios

A hipotese da existencia de uma relacao linear entre o alcance de canhoes hidraulicos e a velocidade do vento, descrita no modelo de Richards & Weatherhead e amplamente utilizada na simulacao da distribuicao de agua de canhoes hidraulicos em condicoes de vento, foi avaliada neste trabalho para aspersores de tamanho medio. Na avaliacao foram consideradas distâncias de alcance entre os aspersores modelos Agropolo/NY e Naan/5024 e os limites de sua area molhada, observadas em ensaios de campo, medidos nas direcoes: contraria, a favor e perpendicular ao vento. As retas ajustadas pelo metodo dos minimos quadrados indicaram, em relacao ao alcance do aspersor quando da ausencia de vento, que para cada incremento de 1 m s-1 na velocidade do vento ocorreram: (i) um decrescimo de 3,7% na direcao contraria ao vento; (ii) um decrescimo de 3,0% na direcao perpendicular ao vento e (iii) um acrescimo de 2,2% na mesma direcao do vento, indicando que no intervalo de velocidades de vento consideradas (0 a 3 m s-1) a hipotese de uma relacao linear entre o alcance de aspersores de tamanho medio e a velocidade do vento, foi mantida.