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quinta-feira, 15 de outubro de 2020

Importância da lubrificação das correntes de máquinas e implementos agrícolas

 

Manter as correntes de máquinas e implementos agrícolas lubrificadas é uma necessidade e, muitas vezes, também um desafio.

A manutenção das correntes de acionamento em equipamentos móveis e industriais constitui um particular desafio em face da severidade da condição de serviço a que estes elementos de máquinas são expostos. Os ambientes em que as correntes operam podem ser extremamente poeirentos e úmidos e a força centrífuga a que são submetidas torna extremamente difícil a sua lubrificação.

Antes de abordar as diferentes formas de lubrificação de correntes, nunca é demais mencionar que a lubrificação de correntes com graxa é um método que deve ser evitado devido à ineficácia.

Um dos métodos mais usuais de se lubrificar correntes é manualmente e utilizando-se pincel, brocha ou almotolia. Estes métodos de lubrificação, porém, não são dos mais satisfatórios, pois os intervalos podem ser muito espaçados e irregulares. Além disso, os pinos e as buchas não são lubrificados de forma eficiente e a limpeza (remoção de material particulado sólido abrasivo) é deficiente. Mas existem diversas alternativas à lubrificação manual de correntes de maquinários móveis ou industriais por pincel, brocha ou almotolia, como veremos a seguir.

COPO CONTA-GOTAS

O método de lubrificar com copo conta-gotas é relativamente eficaz, por propiciar a lubrificação e a remoção de material particulado sólido abrasivo (limpeza) continuadas das correntes, reduzindo assim a necessidade das constantes e, nem sempre possíveis, intervenções do mecânico-lubrificador, como no caso da lubrificação manual com pincel ou almotolia. Existem no mercado copos conta-gotas de variadas capacidades volumétricas, que possibilitam a reposição programada do óleo lubrificante com o maquinário em operação, obviamente levando-se em conta questões de segurança, de forma a disponibilizar a lubrificação e a limpeza contínua das correntes.

A lubrificação por copo conta-gotas tem o benefício adicional de se poder ajustar a quantidade despachada de lubrificante, através de parafuso de ajuste, conforme a condição de serviço, e pode ser bem utilizado em equipamentos com regime de operação contínuo ou intermitente.

COPO COM MECHA OU COPO LUBRIFICADOR COM ESCOVA

Estes métodos proporcionam lubrificação e remoção de material particulado sólido abrasivo (limpeza) das correntes de forma contínua, apresentando o inconveniente, porém, de não ser possível efetuar a regulagem do fluxo de óleo lubrificante e a interrupção da lubrificação quando da paralisação do maquinário, sendo necessário um monitoramento mais frequente do nível de óleo lubrificante. Este método de lubrificação tem maior aplicação em maquinários com regime de operação contínuo.

LUBRIFICAÇÃO POR BANHO DE ÓLEO

Neste método, os pinos e as buchas das correntes são lubrificados de forma eficaz e contínua por óleo lubrificante contido em cárter, havendo, também, menor deposição de material particulado sólido abrasivo (limpeza), apresentando boa aplicação em maquinários com regime de operação contínuo ou intermitente.

SISTEMA AUTOMATIZADO

Conforme a necessidade de confiabilidade e disponibilidade do maquinário, a lubrificação de correntes pode ser realizada por meio sistema de lubrificação automatizado. Este método é bastante eficiente, visto dar ao mecânico-lubrificador mais tempo para outras atividades necessárias. A lubrificação de correntes por sistema de lubrificação automatizado necessita, porém, de maiores investimentos em componentes e estudos técnicos mais detalhados. Como exemplo, podemos citar bomba de óleo lubrificante, sistema de temporização do fluxo de óleo lubrificante etc.

A recomendação para lubrificação de correntes de acionamento de equipamentos móveis ou industriais é que o processo deve ser realizado de forma contínua e regular, de maneira que a película lubrificante possa ser satisfatória entre os pinos e as buchas e haja a mínima deposição de material particulado sólido abrasivo (limpeza). Fato é que a lubrificação de correntes em maquinários móveis e industriais muitas vezes é negligenciada, sendo o maior custo não o da corrente em si, mas o do maquinário indisponível. Vale a pena pensar sobre esta questão, muitas vezes de fácil resolução.

Lubrificação manual por almotolia ou pincel
Lubrificação manual por almotolia ou pincel.
Correntes, muitas vezes, operam em ambientes com poeira e umidade
Correntes, muitas vezes, operam em ambientes com poeira e umidade.
Banho de óleo: pinos e buchas bem lubrificados e limpos
Banho de óleo: pinos e buchas bem lubrificados e limpos.
Copo conta-gotas com ajuste de fluxo
Copo conta-gotas com ajuste de fluxo.
Copo com mecha e lubrificador com escova
Copo com mecha e lubrificador com escova.

Marcos Lobo, Petrobras

Fonte: Grupo Cultivar 

quinta-feira, 8 de outubro de 2020

Quais as vantagens do uso de adjuvantes e assistência de ar na pulverização

 
Avaliação mostra que uso de adjuvante na calda e assistência de ar na barra do pulverizador são ferramentas que auxiliam na redução de deriva.

O crescente aumento da população mundial trouxe consigo um grande desafio para a agropecuária, produzir mais alimentos em menor tempo e com qualidade suficiente para atender às exigências do mercado. Tal desafio somente é possível utilizando boas práticas agrícolas e tecnologias, desde o preparo do solo à colheita e transporte da produção. 
Nesse contexto a aplicação de defensivos agrícolas ocupa lugar de destaque, tanto pelo apelo fitossanitário das lavouras como pelo meio ambiente. Sobre essa operação agrícola é comum que produtores levem em consideração, na maioria das vezes, somente o produto a ser aplicado, deixando em segundo plano a operação de aplicação propriamente dita, ignorando que a eficiência dos produtos depende diretamente da correta deposição das gotas no alvo desejado.
A tecnologia de aplicação auxilia nesta tarefa, possibilitando, a partir de um conjunto de conhecimentos, que as aplicações ocorram em condições ambientais adequadas, espectro de gotas com menor risco de deriva, segurança ambiental e viabilidade econômica.
Em culturas como a soja, que produzem elevada massa foliar e adensam bastante entre plantas e linhas de semeadura, é problema prático fazer com que as gotas de pulverização cheguem até o terço inferior das plantas, especialmente cobrindo as folhas mais baixas, onde doenças se desenvolvem com presteza. Como possibilidade de melhorar essa situação, são disponibilizados pelo mercado produtos adjuvantes, pulverizadores com assistência de ar, dentre outras tecnologias para aplicação de defensivos.
Tanto adjuvantes como assistência de ar nas barras do pulverizador são fatores que possivelmente influenciam o espectro de gotas de pulverização. Sendo assim, um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de Brasília realizou um trabalho para estudar a influência desses fatores na aplicação de defensivos agrícolas no terço inferior de plantas de soja.
O trabalho foi realizado durante a safra 2018/2019 pela equipe do Laboratório de máquinas e mecanização agrícola da Fazenda Experimental Água Limpa - Lamagri, pertencente à Universidade de Brasília. Para avaliar o espectro de gotas de pulverização no terço inferior da cultura da soja, cultivar AS3680, foi utilizada calda com e sem adjuvante, e feita aplicação com e sem assistência de ar na barra do pulverizador, perfazendo quatro tratamentos com seis repetições cada, distribuídos aleatoriamente em 24 parcelas com 140m2 cada.                          
Os tratamentos foram identificados por: T1 (calda sem adjuvante e com assistência de ar na barra de pulverização); T2 (calda sem adjuvante e sem assistência de ar na barra de pulverização); T3 (calda com adjuvante e com assistência de ar na barra de pulverização); T4 (calda com adjuvante e sem assistência de ar na barra do pulverizador).
As médias das condições meteorológicas de temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento durante a realização do ensaio foram respectivamente 29,2°C, 41,5% e 8,1km/h.               
O adjuvante utilizado foi o Agrinor Multfix Espalhante Adesivo. Conforme informações da bula, o produto é um concentrado emulsionável composto por hidrocarbonetos não iônico, 920g/L de óleo mineral e 80g/L de ingredientes inertes. O pulverizador foi o modelo Falcon Vortex AM14, equipado com sistema Vortex de assistência de ar na barra e 29 pontas de pulverização modelo ADI110015 espaçadas em 0,5m. A velocidade de deslocamento do ar pelo sistema Vortex foi de 2,2m/s, medida com anemômetro descrito, a velocidade operacional foi de 6km/h e a taxa de aplicação foi de 0,75L/min (equivalente a 150L/ha).
A calda de pulverização foi formulada com água + adjuvante, sendo a dosagem do adjuvante referente à concentração de 1% do volume de calda, conforme recomendação da bula do produto. A calda foi aplicada com a cultura da soja em estágio de desenvolvimento R7, altura média de 75cm, e para avaliações de diâmetro mediano volumétrico das gotas (DMV), amplitude relativa (AR) das gotas e cobertura do alvo, foram utilizados papéis hidrosensíveis de dimensões 76mm x 26mm. Foram distribuídos 14 papéis por parcela, fixados sobre o limbo superior das folhas de soja, no terço inferior das plantas. Os papéis amostrados foram digitalizados com resolução 1.200dpi e submetidos a análises de imagem pelo programa computacional Gotas (Embrapa, 2015).
Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade de erro. Os resultados são apresentados na Figura 1 e Tabelas 1 e 2.
Figura 1 - Diâmetro mediano volumétrico das gotas (DMV) com e sem adjuvante, com e sem assistência de ar na barra
Figura 1 - Diâmetro mediano volumétrico das gotas (DMV) com e sem adjuvante, com e sem assistência de ar na barra

Os resultados de diâmetro mediano volumétrico das gotas (DMV) indicam aumento do tamanho de gotas utilizando adjuvante na calda de pulverização. Com adjuvante, o DMV das gotas foi 8,26% maior que o obtido sem adjuvante. Os resultados podem ser compreendidos em função de o adjuvante atuar como espalhante, desta forma as gotas contendo o produto tendem a abranger maior superfície de contato sobre o alvo, portanto maior DMV das gotas e cobertura do alvo. Além disso, o adjuvante tende a aumentar a viscosidade da calda, consequentemente, o DMV das gotas aplicadas.

Em se tratando da aplicação com e sem assistência de ar na barra, não foram verificadas diferenças para o DMV. O resultado demonstra que a ferramenta não influencia o espectro de gotas, pois a tecnologia de assistência de ar na barra é fundamentada na formação de uma cortina de ar “soprado” em alta velocidade e incidida sobre o jato de pulverização. Tal cortina tem por finalidade aumentar a velocidade de deslocamento vertical das gotas e não alterar o espectro de gotas geradas pelas pontas.

Os resultados mostraram que os adjuvantes ajudam na homogeneização do tamanho das gotas e a assistência de ar na barra de pulverização auxilia na diminuição da deriva e na cobertura de produto
Os resultados mostraram que os adjuvantes ajudam na homogeneização do tamanho das gotas e a assistência de ar na barra de pulverização auxilia na diminuição da deriva e na cobertura de produto
Comparando as formas de aplicação para efeito na amplitude relativa do tamanho de gotas (Tabela 1), os menores valores foram obtidos com assistência de ar na barra. Com assistência, a amplitude relativa de gotas foi 7,3% e 5,6% menor que sem assistência, utilizando e não utilizando adjuvante, respectivamente, indicando ligeira vantagem ao uso de adjuvante.
Analisando somente a presença ou não de adjuvante na calda, notou-se que independentemente se a aplicação é sem ou com assistência de ar, o uso de adjuvante favorece menor amplitude relativa das gotas. Na aplicação sem assistência de ar a amplitude relativa das gotas com adjuvante foi 6,8% menor que sem adjuvante, e na aplicação com assistência de ar a presença de adjuvante reduziu a amplitude relativa em 8,4%.
Conforme explicam diversas pesquisas, quanto maior o valor de amplitude relativa das gotas, maior é a faixa de tamanho das gotas pulverizadas. Espectro de gotas homogêneo tem valor de amplitude relativa que tende a zero, traduzindo uniformidade de gotas e seguridade ao desejável quando escolhida a ponta de pulverização. Sendo assim, é possível destacar que a amplitude relativa das gotas pela interação entre aplicação com assistência de ar na barra + adjuvante na calda, possibilita condição de aplicação com espectro de gotas mais uniforme e, esse resultado analisado conjuntamente com o resultado de DMV, indica população de gotas com tamanho característico de 341,24µm. De acordo com a norma S572 (Asae, 1999), de classificação de gotas por tamanho do DMV, 341,24µm são classificadas na categoria de gotas médias.
Em se tratando de cobertura do alvo (Tabela 2), os resultados demonstraram que tanto a forma de aplicação como a presença de adjuvante diferenciaram a porcentagem de cobertura do alvo.
Com assistência de ar na barra, a cobertura do alvo foi 42,1% e 38,7% maior que sem assistência, utilizando calda com e sem adjuvante, respectivamente, indicando vantagens ao uso da cortina de ar durante a aplicação. Comparando os tipos de calda, os resultados demonstraram vantagem significativa para o uso de adjuvante, sendo a cobertura 51,7% e 48,9% maior que sem, utilizando aplicação com e sem assistência de ar, respectivamente. 
Conjunto mecanizado com assistência de ar na barra pulverizadora utilizado no experimento
Conjunto mecanizado com assistência de ar na barra pulverizadora utilizado no experimento
A maior cobertura do alvo, 40,22%, obtida pela interação entre aplicação com assistência de ar na barra + adjuvante na calda, pode ser compreendida correlacionando os resultados da Figura 1, em que o adjuvante eleva o DMV das gotas e consequentemente é reduzido o risco de perdas para o ambiente, proporcionando maiores chances de elas atingirem o alvo e cobrirem o mesmo. Enfim, adjuvante na calda aumenta a possibilidade de maior quantidade de gotas depositarem no alvo.
A presença de assistência de ar na barra possibilita maior cobertura do alvo em função de favorecer o deslocamento/transporte das gotas até ele. Além da cortina de ar incrementar velocidade de deslocamento às gotas, ela favorece a turbulência de ar com gotas entre as folhas da cultura, mesmo as mais internas e baixeiras, possibilitando maior penetração e distribuição de gotas nas plantas, traduzindo em maior cobertura do perfil vertical da lavoura.
Com o trabalho, conclui-se que a combinação entre adjuvante na calda e assistência de ar na barra do pulverizador é ferramenta possível para a redução do risco de deriva, e que a interação entre esses proporciona espectro de gotas mais homogêneo e maior cobertura do alvo.

Arthur Gabriel C. Lopes, Pedro Sérgio R. Moura, Tiago Pereira da S. Correia e Francisco Faggion, UnB; Leandro Augusto F. Tavares, UFVJM/Unaí-MG

Fonte: Grupo Cultivar 

sábado, 3 de outubro de 2020

Adubo Biológico produzido com Microgeo contribui no processo produtivo e na sustentabilidade

 

Estudo comprova que a produção de cana-de-açúcar com a tecnologia traz potencial de redução em 40% no impacto ambiental. - Foto: Wenderson Araujo/CNA

Os insumos biológicos representam na prática a nova fronteira do conhecimento em produção agrícola, pois em conjunto com as ciências da física e química do solo, já bastante difundidas, completam o manejo do solo e plantas cultivadas. Além disso, contribuem diretamente para o desenvolvimento sustentável da agropecuária do país e ajudam a enfrentar a crescente demanda do mercado. Com o novo Programa Nacional de Bionsumos, lançado recentemente pelo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), o uso de produtos biológicos no setor ganha destaque e permite reduzir parte da dependência dos produtores rurais em relação aos insumos importados.

A Microgeo, empresa 100% brasileira do setor de biológicos, por exemplo, desenvolveu o MICROGEO – um componente balanceado utilizado para a produção do Adubo Biológico que restabelece o microbioma do solo, proporcionando aumento da biodiversidade e atividade dos microrganismos no solo. Ao condicionar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, a Adubação Biológica é capaz de contribuir com a bioestruturação física do solo através da redução da compactação do solo, aumento da infiltração e a retenção de água no solo, potencializar a eficiência dos fertilizantes e garantir maior saúde ecológica ao solo e as plantas – fatores diretamente relacionados à sustentabilidade do processo.

Além disso, a tecnologia Microgeo proporciona um melhor desempenho ambiental, que é um pilar do RenovaBio, a Política Nacional de Biocombustíveis, que tem como objetivo promover o crescimento dos biocombustíveis na matriz energética brasileira, proporcionando o incremento à segurança energética e a redução das emissões de gases causadores do efeito estufa. Mediante a resultados de pesquisa científica realizada pela UNESP de Jaboticabal/SP, em cana-de-açúcar, com Microgeo vinculado à maior eficiência do uso dos fertilizantes, a Fundação Espaço ECO fez um estudo comprovando que a produção de cana-de-açúcar com a tecnologia traz potencial de redução em 40% no impacto ambiental.

Segundo dados, o estudo quantificou outros diversos benefícios ambientais como a eutrofização de água doce (redução a 38%), a mudança climática (redução a 36%), o consumo de água (redução a 49%) e uso da Terra (redução a 31%). “A tecnologia Microgeo pode contribuir muito neste sentido, por meio de um processo produtivo mais eficiente e sustentável. Neste estudo por exemplo, promoveu maior produtividade média (115 t cana/ha na área tratada vs. 90 t cana/ha na testemunha) com redução no aporte de fertilizante (NPK), refletindo na menor emissão de carbono”, afirma a Analista Técnica da Microgeo, Maria Stefânia D’Andrea Kühl.

Fonte: Grupo Cultivar 

terça-feira, 29 de setembro de 2020

Quais as vantagens dos diferentes tipos de amostragens de solo

 


Áreas agrícolas apresentam atributos do solo distribuídos de forma heterogênea ao longo das áreas, ou seja, podendo variar muito em distâncias consideradas irrisórias para a agricultura convencional. Assim, uma abordagem localizada é necessária para que se conheça melhor a realidade do solo nas lavouras. Nesse contexto, a Agricultura de Precisão (AP) auxilia o agricultor para que tenha informações cada vez mais precisas sobre a sua área, otimizando recursos e potencializando resultados.

Dentre as técnicas e ferramentas utilizadas no âmbito da AP, a amostragem de solo em grade para fins de mapeamento da fertilidade e prescrição de fertilizantes e corretivos em doses variadas é uma das abordagens mais utilizadas. O primeiro passo para isso é a delimitação da área da lavoura, com auxílio de um receptor GNSS e/ou visualização e demarcação em software de SIG. Com esse contorno será criada uma grade (malha) virtual para planejamento da coleta de dados no campo. A amostragem em campo é realizada de maneira georreferenciada, contendo amostras compostas de subamostras.

O procedimento de coleta de solo é composto por um equipamento amostrador (conceitualmente dividido em uma fonte de potência para acionamento e o elemento sacador da amostra), material para identificação (canetas, etiquetas, código de barra, por exemplo) e para armazenamento das amostras (sacos plásticos, caixas de papelão), veículo para transporte (não é obrigatório) e um receptor GNSS. O solo deve ser amostrado seguindo profundidade e local de coleta indicados pelos manuais de recomendação de fertilizantes para dada cultura e região e, então, as amostras são encaminhadas para laboratório de análise, sendo seus resultados tabulados e analisados para permitirem a obtenção dos mapas de fertilidade do solo. Com base na interpretação desses mapas, utilizam-se adaptações das tabelas de recomendação de fertilizantes para obtenção dos mapas de prescrição de fertilizantes em doses variadas.

No Brasil, a densidade amostral mais comumente utilizada está entre três e cinco amostras por hectare, conforme levantamento realizado por Molin (2017). Como o objetivo da aplicação de fertilizantes em doses variadas é aplicar a dose correta em cada local da lavoura, essa densidade amostral pode não ser adequada em diversas situações, o que acarreta a caracterização da variabilidade de um atributo do solo de forma não satisfatória (Figura 1), o que prejudica o resultado da aplicação de fertilizantes em doses variadas. Assim, a estratégia de amostragem deve ser planejada levando em conta as características da área de estudo, os recursos disponíveis e os objetivos do agricultor.

Figura 1 - Mapas do teor de potássio disponível no solo gerados a partir de diferentes densidades amostrais. Note como a diminuição do número de amostras acarreta em uma identificação limita das manchas ao longo da área
Figura 1 - Mapas do teor de potássio disponível no solo gerados a partir de diferentes densidades amostrais. Note como a diminuição do número de amostras acarreta em uma identificação limita das manchas ao longo da área

Não existe apenas uma maneira de realizar a amostragem de solo de forma espacializada, sendo necessário avaliar qual a melhor abordagem caso a caso. Assim, deve-se atentar para a integração da disposição espacial das amostras, forma de coleta de subamostras, densidade amostral e utilização de variáveis auxiliares, ponderando os ganhos em qualidade do mapa com o custo associado a esse procedimento. De forma geral, a coleta de solo para fins de criação de mapas de fertilidade pode ser feita a partir de amostragem em grade por pontos ou por células.

Independentemente do método adotado, o primeiro procedimento é a criação de uma malha virtual que é sobreposta à área da lavoura, conforme a densidade amostral almejada para a dada situação, a qual costuma variar de 1ha a 5ha. A diferença dos métodos de amostragem por ponto e por célula está na forma de coleta dentro da quadrícula e no posterior tratamento destes dados para a criação dos mapas de distribuição do atributo de interesse.

Coleta de amostras de solo
Coleta de amostras de solo

AMOSTRAGEM EM GRADE POR PONTO

Na amostragem em grade por pontos é alocado um ponto no centro de cada quadrícula, sendo as subamostras coletadas em um determinado raio ao redor deste ponto central. Na Figura 2 é possível visualizar uma área em um software SIG com grade de amostragem (quadrículas) e pontos a serem coletados em campo. A quantidade de subamostras pode mudar de acordo com a variação em curtas distâncias da propriedade do solo que se tem mais interesse, o volume de material necessário para compor uma amostra e o rendimento operacional que se deseja, mas ficando entre três e dez subamostras.

Figura 2 - Representação de uma amostragem em grade por ponto, onde o que se quer é representar o ponto central de cada quadrícula
Figura 2 - Representação de uma amostragem em grade por ponto, onde o que se quer é representar o ponto central de cada quadrícula

Já o raio de coleta costuma ser equivalente ao erro do sistema GNSS utilizado, ou seja, em torno de 5m, mas também pode ser função do raio de giro do veículo amostrador. Porém, existe a possibilidade de se aumentar esse raio na tentativa de reduzir possíveis variações locais. Contudo, alerta-se que quanto maior esse raio, mais se suaviza a variabilidade do atributo, perdendo a capacidade de identificar possíveis regiões com valores altos e baixos.

Posteriormente, os resultados das análises de solo são vinculados às coordenadas dos pontos centrais das quadrículas. Esses dados são inseridos em um software de SIG para uma primeira análise exploratória dos dados, verificando a existência de possíveis valores anômalos que poderiam comprometer o mapeamento, os quais podem ser fruto principalmente de problemas durante a amostragem. Feito isso, os dados são interpolados, de forma a estimar valores das propriedades do solo onde não houve a coleta de amostras. Essa interpolação pode seguir modelos matemáticos (como o conhecido Inverso do Quadrado da Distância) ou de geoestatística, isto é, krigagem. Independentemente do método de interpolação utilizado, alertamos que a qualidade da amostragem realizada é fator primordial na qualidade do mapa obtido, impactando significativamente em quão próximo este mapa interpolado estará da realidade de campo, sendo fator decisivo para o sucesso da aplicação de corretivos e fertilizantes em doses variadas.

Conhecendo a distribuição dos atributos do solo na área, são elaborados mapas com as prescrições do insumo, possibilitando as devidas intervenções agronômicas. A Figura 3 representa um mapa de necessidade de calagem utilizado para correção de solo, onde zonas em verde têm menor necessidade de calcário e em vermelho, maior necessidade de aplicação do insumo. As doses prescritas nesse mapa serão então reproduzidas em campo por uma máquina aplicadora de fertilizantes equipada com controlador para aplicação em doses variadas.

Figura 3 - Mapa de prescrição de doses de calcário construído a partir da interpolação de dados
Figura 3 - Mapa de prescrição de doses de calcário construído a partir da interpolação de dados

AMOSTRAGEM EM GRADE POR CÉLULA

Ao contrário da amostragem por pontos, na amostragem por célula as subamostras são coletadas ao longo de toda a quadrícula, geralmente em zigue-zague (Figura 4). Nesse caso, o objetivo da amostragem é representar muito bem toda a área da quadrícula, enquanto na amostragem por ponto é caracterizar bem o solo em volta das coordenadas do ponto central. A quantidade de subamostras dentro de cada célula costuma estar entre oito e 20, sendo que quanto mais subamostras, maior a confiabilidade no valor médio que representará a quadrícula. Além disso, quanto maior a área da quadrícula, maior deve ser o número de subamostras.

Figura 4 - Representação de uma amostragem em grade por célula, mostrando como as subamostras podem ser coletadas ao longo de toda a quadrícula
Figura 4 - Representação de uma amostragem em grade por célula, mostrando como as subamostras podem ser coletadas ao longo de toda a quadrícula

Seguindo essa metodologia de coleta de amostras, o resultado de cada amostra composta de solo representará toda a área da quadrícula. Portanto, diferentemente da amostragem por ponto, a amostragem por célula não utiliza a interpolação para a formação dos mapas de atributo do solo. Como neste tipo de amostragem as doses variam de acordo com mudança de célula (Figura 5), sendo a mesma ao longo de toda a sua extensão. Assim, a amostragem em grade por célula é uma alternativa para o agricultor que possui menor capacidade de investimento, pois a amostragem por pontos requer maior número de pontos para que a interpolação seja mais precisa, sendo que quando a densidade amostral é muito reduzida, os erros da interpolação se elevam e prejudicam a qualidade do mapa final.

Figura 5 - Mapa de prescrição de doses de calcário construído a partir de uma amostragem em grade por célula
Figura 5 - Mapa de prescrição de doses de calcário construído a partir de uma amostragem em grade por célula

AMOSTRAGEM INTELIGENTE

Uma boa prática que pode ser adotada para melhorar a eficiência das amostragens em grade é que no primeiro levantamento feito na área seja utilizada densidade amostral elevada, algo como uma amostra a cada hectare. Isso possibilitaria maior detalhamento do comportamento espacial das propriedades do solo ao longo da lavoura. Com base nesse primeiro ano de amostragem, nas safras subsequentes seria possível ajustar a densidade amostral de acordo com as necessidades identificadas pela modelagem da dependência espacial feita pela geoestatística, podendo resultar em menor ou maior densidade amostral.

O alcance, destacado no semivariograma da Figura 6, representa a distância em que considera-se que não há mais dependência espacial (correlação) entre dois pontos distintos, ou seja, coletas com espaçamento entre amostras maiores que o alcance não são praticáveis para a realização de uma análise espacial do atributo do solo. Para tal, as amostras devem ser coletadas com espaçamento igual ou inferior à metade do valor do alcance; logo, no caso da Figura 6, o espaçamento máximo seria de 200m. Alertamos que para essa finalidade, deve-se obrigatoriamente realizar a amostragem por ponto, uma vez que na amostragem por célula não é possível realizar a análise geoestatística, visto que está se amostrando toda a área e não apenas representando o ponto.

Figura 6 - Exemplo de um semivariograma, onde no eixo x está a distância entre pares de amostras e no eixo y a diferença (semivariância) entre elas. Destaque para o alcance de 400m nesse caso
Figura 6 - Exemplo de um semivariograma, onde no eixo x está a distância entre pares de amostras e no eixo y a diferença (semivariância) entre elas. Destaque para o alcance de 400m nesse caso

A questão central dessa estratégia de otimização é que quanto maior a variabilidade da propriedade do solo em análise, maior deve ser a densidade amostral para conseguir mapeá-la de forma adequada. Neste sentido, o uso de variáveis auxiliares destaca-se como uma alternativa para contribuir na otimização da amostragem do solo. Assim, partindo do pressuposto que variáveis obtidas por algum tipo de mapeamento alternativo podem apresentar distribuição espacial correlacionada com a propriedade do solo que se quer mapear, o uso dessa variável auxiliar permite que se infira sobre o comportamento espacial do atributo de estudo antes da realização da amostragem de solo. Isso pode ajudar na definição do espaçamento entre amostras.

A condutividade elétrica aparente do solo (CEa) se destaca como uma das variáveis auxiliares mais interessantes para a otimização do planejamento amostral. A CEa pode se correlacionar com diversos atributos físicos e químicos do solo, como sua umidade, capacidade de troca de cátions, textura, conteúdo de matéria orgânica, salinidade, dentre outros, e, com isso, permite que se tenha uma boa noção de como o solo varia ao longo da lavoura. A CEa é também muito vantajosa operacionalmente, pois sua coleta de dados é rápida, simples e barata, além de ser estável ao longo do tempo, sendo necessário apenas um mapeamento para entender o comportamento do solo (Figura 7).

Figura 7 – Mapa de condutividade elétrica aparente do solo e um exemplo de sensor de condutividade elétrica (EM38 – Geonics) sendo conduzido por um quadriciclo
Figura 7 – Mapa de condutividade elétrica aparente do solo e um exemplo de sensor de condutividade elétrica (EM38 – Geonics) sendo conduzido por um quadriciclo

Outras possíveis variáveis auxiliares para tal finalidade seriam: imagens de sensoriamento remoto e índices de vegetação, como por exemplo o NDVI, as quais podem mostrar alguma relação do vigor da cultura com as propriedades do solo; modelos digitais de elevação, fornecendo informações topográficas e que podem ter relação com as propriedades do solo; mapas de produtividade, dentre outros. A partir desses dados é possível identificar algumas manchas na lavoura que precisam ser melhor interpretadas. Assim, parte das amostras pode ser direcionada para essas manchas, aumentando o entendimento dos possíveis causadores da variabilidade ao longo das lavouras e, assim, melhorando a eficiência das decisões agronômicas. Ainda, tais manchas podem ser demarcadas, de forma a serem amostradas de maneira semelhante à amostragem por célula, ou seja, subamostras coletadas ao longo de toda a área dessa mancha; essa forma de amostragem tem sido chamada comercialmente de amostragem por zonas.

O uso de quadricíclos equipados com aparelhos de coleta de amostras facilita o mapeamento de grandes áreas
O uso de quadricíclos equipados com aparelhos de coleta de amostras facilita o mapeamento de grandes áreas

O alerta principal sobre essas abordagens de amostragem inteligente é que as variáveis auxiliares adotadas precisam ter relação espacial com as propriedades do solo que se quer mapear; caso contrário, não terão utilidade. Assim, o adequado conhecimento técnico do usuário continua sendo indispensável para garantir o retorno de tal prática. 

Gabriel Basso Pereira, Henrique Leal Varanda, Agda Loureiro Gonçalves Oliveira, Lucas Rios do Amaral, FEA/Unicamp

Fonte: Grupo Cultivar 

terça-feira, 22 de setembro de 2020

Uso de sistema de navegação global por satélites na agricultura

O uso do sistema de navegação global por satélites na agricultura possibilita um grande salto no modo de conduzir as culturas.


O instrumento mais antigo criado para ajudar o homem na localização e navegação foi a bússola, no século 11. Essa criação chinesa foi um marco para a navegação marítima. Outro momento muito importante para o desenvolvimento das técnicas de navegação foi durante a Segunda Guerra Mundial, quando o homem ampliou muito seu domínio sobre as ondas via rádio, desenvolvendo a radionavegação, porém os sistemas de localização dessa época ainda não permitiam obter o posicionamento global e mudanças no relevo ou interferências eletrônicas prejudicavam sua exatidão.

Após a criação de diversas tecnologias, surgiram na década de 1970 os primeiros sistemas de posicionamento por satélites com cobertura global, denominados de GNSS (Global Navigation Satellite Systems – Sistemas de Navegação Global por Satélites). O primeiro destes foi o Navstar GPS, ou apenas GPS (Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global), sistema americano, que por ser o primeiro e mais famoso, erroneamente utilizamos o termo GPS para descrever qualquer GNSS. Além do sistema americano, também na década de 1970, surgiu o sistema russo denominado Glonass (atualmente operante) e na década de 2000, o Galileo, da União Europeia, e o chinês BeiDou, ambos em fase final de desenvolvimento.

O GNSS é composto, de maneira geral, por três segmentos: 1) segmento espacial, composto por diversos satélites em órbita na Terra; 2) estações de controle em solo para monitoramento das órbitas dos satélites e seus relógios internos (atômicos), corrigindo ao menos duas vezes ao dia quaisquer divergências; e 3) segmento de usuários, o qual é composto pelos receptores usados para as mais diversas funções. Esses receptores têm a função de decodificar as informações oriundas dos satélites e, por meio de cálculos, fornecer a localização do usuário. Altamente difundidos, os equipamentos GNSS são muito utilizados na agricultura para a navegação a um determinado ponto na lavoura, gestão remota de máquinas, piloto automático e inúmeras outras funções.

Sistema RTK garante maior precisão da localização
Sistema RTK garante maior precisão da localização

FUNCIONAMENTO

No caso do sistema GPS, os satélites emitem ondas de rádio chamadas bandas “L1” e “L2”, de frequências 1.575,42MHz e 1.227,60MHz, respectivamente. A banda L1 é portadora dos códigos de “Aquisição grosseira” (Coarse Acquisition – C/A) e “Preciso” (Precise - P), enquanto L2 traz apenas o código “Preciso” (P). Ambas as bandas são moduladas de forma binária, contendo informações do satélite e o momento exato que foram emitidas, determinado pelos seus relógios atômicos internos. O receptor, com essas informações, calcula o tempo (t) que a onda demorou para chegar até sua antena receptora. Conhecendo a velocidade dessas ondas (c), a da luz, podemos calcular a distância (d) entre o receptor e o satélite (d = c * t).

Com a distância e a posição do satélite no espaço, forma-se uma esfera imaginária de raio R1, assim como visto na Figura 1, a qual o receptor pode estar em relação ao satélite. Com um segundo satélite tem-se outra esfera de raio R2 e então a intersecção das esferas R1 e R2 forma uma circunferência de possível posição do receptor. Adicionando um terceiro satélite, sua respectiva esfera R3 intercepta a circunferência, gerando dois pontos possíveis. Por fim, com um quarto satélite e sua esfera R4, encontra-se uma única posição onde o usuário deve estar, determinando assim sua longitude, latitude e altitude.

Cabe ressaltar que quanto mais afastados entre si os satélites, melhor a qualidade da triangulação realizada. A precisão associada a tal distanciamento é chamada de DOP (Dilution of Precision – Diluição da Precisão), podendo ser expressada de diferentes formas, como a HDOP que diz respeito à diluição da precisão horizontal, a VDOP relativa à precisão vertical e a PDOP, correspondente à precisão nas três dimensões.

EXATIDÃO NO POSICIONAMENTO

A exatidão da localização depende do receptor, pela qualidade de sua fabricação, pelo código digital que é utilizado, podendo ser somente (C/A) ou (C/A) junto de (P), além de seu uso, militar ou civil. Há ainda fatores que causam erros no posicionamento como a perda ou a degradação do sinal, erro nos relógios e desvio dos satélites de suas órbitas. A Ionosfera e a Troposfera, camadas da Atmosfera, possuem partículas carregadas eletricamente e partículas de água, respectivamente. Quando a onda de rádio encontra essas, sofre redução em sua velocidade, levando a erro no posicionamento.

O erro nos relógios faz com que haja um equívoco no cálculo do tempo percorrido pela onda, gerando uma distância satélite-receptor incorreta. As forças gravitacionais da Lua e do Sol “puxam” os satélites, desviando-os de sua órbita planejada; fatores esses que causam um erro no posicionamento de, segundo o governo americano, 3m horizontais e 5m verticais para receptores C/A, desconsiderando erros do próprio receptor. Por fim, edifícios e montanhas refletem as ondas e causam os mais variados erros no posicionamento, entretanto para a agricultura não costumam ser um problema, mas árvores, rios e lagos, sim.

 

Figura 1 - Triangulação a partir de 4 satélites permitem o cálculo da posição do receptor GNSS (ponto vermelho). (Fonte: dos autores)
Figura 1 - Triangulação a partir de 4 satélites permitem o cálculo da posição do receptor GNSS (ponto vermelho). 
Figura 2 - Dados de produtividade de parte de um talhão de cana-de-açúcar. (Fonte: dos autores)
Figura 2 - Dados de produtividade de parte de um talhão de cana-de-açúcar.
Figura 3 - Exemplo de grade amostral, onde cada ponto amarelo representa uma amostra de solo composta que será enviada para laboratório. (Fonte: dos autores)
Figura 3 - Exemplo de grade amostral, onde cada ponto amarelo representa uma amostra de solo composta que será enviada para laboratório. 

CORREÇÃO DE SINAIS

Em diversas operações agrícolas, como no direcionamento de máquinas, receptores comuns (código C/A), com erros de 3m (horizontais) no posicionamento, são indesejados. Por isso empregam-se receptores mais precisos que utilizam as duas frequências, L1(C/A e P) e L2(P), garantindo precisão submétrica e, se submetidos à correção diferencial de sinal, podem chegar a exatidão na ordem de 2cm a 3cm. A correção diferencial costuma ser empregada nos sistemas de piloto automático, principalmente, garantindo com que a máquina passe no local correto, evitando problemas como alteração do espaçamento entre linhas de semeadura, pisoteio de linhas de plantio, falhas de aplicação, entre outros.

O sistema mais famoso de correção é o RTK (Real-Time Kinematic), o qual utiliza uma antena móvel (denominada “base”), colocada em coordenadas conhecidas (marco geodésico ou estação móvel), a qual sintoniza os mesmos satélites do receptor e compara as coordenadas conhecidas com as calculadas pelo GNSS, enviando os dados de erro ao receptor (chamado de rover), o que aumenta sua exatidão na estimativa de sua posição no terreno. Geralmente essa informação de correção é transmitida por link de comunicação via rádio, o qual apresenta limitação de distância de 20km em visada direta.

Contudo, para reduzir problemas de comunicação devido ao relevo acidentado ou distâncias maiores entre base e rover, é possível a utilização de repetidores de sinal de rádio. Porém, ressalva importante é que quanto mais distante a base estiver do rover, menor será a eficiência do sistema de correção, uma vez que as condições atmosféricas e climáticas podem variar significativamente entre a posição da base e do rover, assim como diferentes satélites serem sintonizados por eles.

Sistema semelhante de correção de sinal pode utilizar satélites geoestacionários para transmitir a informação de correção da posição ao invés de um link de rádio, tecnologia esta que recebe o nome genérico de SBAS (Satellite based augmentation system). Esse tipo de correção é geralmente provido por empresas que comercializam receptores GNSS e podem ou não cobrar algum valor para liberar o código de correção nos diversos níveis disponíveis. A principal vantagem, nesse caso, é que o usuário (agricultor) não precisa se preocupar com a manutenção das bases de referência do RTK.

Aplicações de GNSS na agricultura

O GNSS é componente essencial das tecnologias para direcionamento de máquinas agrícolas comercialmente disponíveis, isto é, barra de luz e piloto automático. As barras de luzes apareceram em 1995 na aviação agrícola, principalmente para a aplicação de agroquímicos. Esse sistema consiste em um receptor GNSS que usa a definição de uma linha de trabalho a partir de uma primeira passada e da largura de trabalho da máquina, definindo, assim, linhas paralelas a serem seguidas pelo operador da máquina. Para tal, as luzes de uma barra de LEDs (daí o nome barra de luz) se acendem conforme a máquina desvia das linhas programadas, indicando ao operador a direção a se tomar para corrigir a trajetória. Tal sistema é muito utilizado em adubadoras a lanço e pulverizadores.

Tecnologia mais exata que a barra de luz é o direcionamento de máquinas por meio do sistema de piloto automático, uma vez que não depende do operador para direcionar a máquina durante a operação na lavoura. Esse controle pode ser feito por atuadores eletro-hidráulicos diretamente nas rodas, por um motor na coluna de direção ou mesmo por atrito, onde um motor encostado no volante rotaciona o mesmo. Com isso, o operador da máquina pode monitorar as outras funções e os ajustes da máquina, geralmente tomando o controle apenas nas manobras de cabeceira.

No âmbito da agricultura de precisão, o GNSS tem papel fundamental. Um exemplo disso é no monitoramento da produtividade das culturas. Em conjunto a sensores acoplados nas colhedoras, o GNSS permite georreferenciar a produção da cultura ao longo das áreas, permitindo a confecção de mapas de produtividade como o da Figura 2. Essa informação é importante para a identificação dos fatores limitantes à produção das plantas e pode ter papel fundamental na tomada de decisão de manejo localizado seguindo os preceitos da agricultura de precisão.

Outro grande uso de GNSS na agricultura de precisão é a amostragem georreferenciada de plantas, pragas ou solo. Ou seja, a coleta de amostras, geralmente em grade, ilustrada na Figura 3, as quais possuem localização definida por GNSS, possibilitando, para o caso da amostragem de solos, a geração de mapas de fertilidade do solo e, assim, a adubação em doses variadas. 

João Vítor Fiolo Pozzuto, Joaquim Pedro de Lima, Thiago Luis Brasco, Lucas Rios do Amaral, FEAGRI/UNICAMP

Fonte: Grupo Cultivar 

sexta-feira, 18 de setembro de 2020

SIMPÓSIO DIGITAL DEBATERÁ AVANÇOS NO MAQUINÁRIO AGRÍCOLA

 


Um dos principais eventos sobre maquinário agrícola e tecnologia do país, o 12º Simpósio SAE BRASIL de Máquinas Agrícolas, será realizado dia 7 de outubro, das 8h30 às 17h, em formato digital.

O simpósio, que visa compartilhar conhecimentos e promover novas tecnologias no agronegócio brasileiro, terá uma mostra virtual de produtos e serviços de empresas ligadas ao setor, como Aperam, Braslux,  CNH,  Hella Sinalsul, Jacto, Perkins, Produttare e Timken.

A abertura será com palestra do Presidente da CNH Industrial para América do Sul, Vilmar Firtarol, nomeado o chairperson do evento. Além disso, a ocasião também contará com a participação de vários nomes relevantes dos setores de agronegócio e tecnologia, que debaterão as perspectivas e os desafios do mercado de máquinas agrícolas.

O evento será estruturado em três eixos: o primeiro dedicado às perspectivas agroeconômicas e à visão dos principais fabricantes em relação ao mercado atual e ao próximo ciclo agrícola; o segundo às tecnologias, com destaque para os avanços em agricultura digital e eletrificação de máquinas, e, por fim, o terceiro, que será um debate vocacionado abordando aplicação de máquinas e implementos agrícolas no cultivo de cana-de-açúcar, grãos, fruticultura e pecuária.

O setor sucroenergético será central na sessão “Debates vocacionados: Os Avanços tecnológicos em Cana de Açúcar e Fruticultura – Inovação e Tendências no Cultivo Mecanizado da Cana-de-Açúcar”, com a participação de Gilberto José Ribeiro Alves, diretor de engenharia e desenvolvimento de colhedora de cana da CNH Industrial para América do Sul, Alexandre Vinícius de Assis, diretor de vendas Valtra da AGCO, e Alan Holzmann, diretor de estratégia da Volvo Trucks Latin America, com mediação de Alfred Szwarc, diretor da ADS Tecnologia e Desenvolvimento Sustentável.

Os interessados devem se inscrever através do link: https://saebrasil.org.br/eventos/12o-simposio-sae-brasil-de-maquinas-agricolas-secao-porto-alegre/


Fonte: UNICA 

sábado, 12 de setembro de 2020

Como reduzir custos na irrigação

Visto como um dos custos mais altos na implementação de uma lavoura, o projeto de irrigação deve observar diversos requisitos que podem auxiliar na diminuição do valor de implementação

A agricultura irrigada, em geral, é o sonho de consumo da maioria dos agricultores, simplesmente porque pode tornar suas culturas independentes da sazonalidade e relativa imprevisibilidade das chuvas e, assim, assegurar uma produtividade compensadora. Entretanto, um impasse ocorre ao solicitar um orçamento a uma empresa especializada, pois há consenso generalizado em admitir que a irrigação represente o insumo mais oneroso aplicado na produção agrícola. Por essa razão, antes de se envolver com a possibilidade de contratação de um projeto, várias providências podem ser tomadas com o objetivo de reduzir custos fixos e variáveis, contribuindo assim para evidenciar a viabilidade econômica desse importante recurso tecnológico.

A primeira providência que antecede um projeto de irrigação consiste em avaliar se os recursos hídricos da propriedade são satisfatórios, em termos de quantidade e qualidade
A primeira providência que antecede um projeto de irrigação consiste em avaliar se os recursos hídricos da propriedade são satisfatórios, em termos de quantidade e qualidade.

VOLUME DE ÁGUA NECESSÁRIO E VAZÃO REQUERIDA

A primeira providência que antecede um projeto de irrigação consiste em avaliar se os recursos hídricos da propriedade são satisfatórios, em termos de quantidade e qualidade, para satisfazer a demanda hídrica das culturas que serão desenvolvidas nas áreas pretendidas. Para tanto, basta executar um cálculo que, apesar de simples, requer uma estimativa responsável da demanda hídrica das culturas de interesse, para o período e o local onde a irrigação será executada. Em geral, os valores usuais adotados no dimensionamento de projetos variam entre 3mm/dia e 6mm/dia, sendo que os menores valores prevalecem nos meses com temperaturas mais baixas e menor incidência de radiação solar. Deve-se observar, entretanto, que o estádio de desenvolvimento das culturas deve ser considerado no manejo das irrigações, para racionalizar a aplicação de água, limitada pelos valores máximos de demanda previamente adotados no dimensionamento.

Assim, identificando-se um valor representativo de demanda hídrica, pode-se calcular o volume de água necessário em função da área a ser cultivada. Por exemplo, sendo a demanda hídrica da cultura (D) estimada em 4mm/d (que representa 4 litros por m2 de área cultivada por dia) e a área (A) 10 hectares, o volume de água necessário (V) será:

V = 10 × D × A = 10 × 4 × 10 = 400m3/dia

O número 10 nessa equação é apenas um fator para ajustar as unidades dimensionais utilizadas. Convém observar nesse exemplo, que cada milímetro incluído na equação corresponde a 100m3 de água por dia para uma área de apenas 10 hectares. Portanto, trata-se de um número que deve ser adotado com muito critério, pois deverá interferir em todo dimensionamento hidráulico e, consequentemente, no custo do projeto.

Em condições de escassez hídrica, existem alternativas que, mesmo admitindo dotações inferiores às necessárias, podem proporcionar produtividades satisfatórias e resultados econômicos compensadores. Essas alternativas são amplamente reconhecidas e estão identificadas por “irrigação deficitária” no contexto da agricultura irrigada.

Agora, pode-se calcular a vazão requerida (Q). Para tanto, basta fornecer o período diário de irrigação (T) em horas, e uma estimativa da eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação a ser adotado. É importante observar que quanto maior o período diário de operação, menor será a vazão requerida, com inúmeras vantagens no dimensionamento, como a menor potência do conjunto motor e bomba hidráulica e do transformador, menor diâmetro das tubulações e acessórios ou menor perda de carga hidráulica nas tubulações e acessórios, menor capacidade dos dispositivos de segurança operacional etc. Por outro lado, a eficiência de aplicação de água, em geral, depende do sistema de irrigação considerado.

Porém, a demanda atual da sociedade por melhores desempenhos dos sistemas de irrigação praticamente não admite eficiência inferior a 80%. Esse número significa que a cada 100m3 de água aplicada, 80m3 serão aproveitados pela cultura e 20m3 serão perdidos por percolação, escoamento superficial ou evaporação, isoladamente ou em conjunto. Alguns sistemas automatizados, bem dimensionados e operados, podem atingir 85% até 90% de eficiência. Outros, negligenciados, não conseguem ultrapassar 50%. Convém salientar que não existe um sistema de irrigação ideal, capaz de operar com uma eficiência absoluta, ou seja, sem perdas de água. Em resumo, adotando-se um período operacional diário (T) de 20h e uma eficiência (E) de 80%, convertida para decimal (80/100 = 0,8) na seguinte equação, resulta: Q = V/(T × E) = 400/(20 × 0,8) = 25m3/h. 

Caso o período operacional seja reduzido para 10h/dia, a vazão requerida será duplicada (50m3/h) com os inconvenientes já mencionados. A condição necessária para viabilizar a operação noturna consiste apenas em se disponibilizar dispositivos capazes de assegurar a condição operacional, que estão disponíveis a um custo relativamente reduzido.

Uma alternativa acessível em projetos de irrigação para culturas anuais consiste em se adotar uma capacidade de bombeamento inferior à demanda hídrica durante o período crítico de exigência da cultura. A proposta seria utilizar o solo como um reservatório de água disponível, cuja capacidade poderia suprir a demanda deficitária durante aquele período. Essa alternativa está graficamente representada a seguir. 

Alguns sistemas automatizados, bem dimensionados e operados, podem atingir de 85% a 90% de eficiência
Alguns sistemas automatizados, bem dimensionados e operados, podem atingir de 85% a 90% de eficiência.
Exceto no sistema por aspersão pivô central, cuja área é total ou parcialmente circular, a maioria dos sistemas de irrigação é favorecida em áreas retangulares
Exceto no sistema por aspersão pivô central, cuja área é total ou parcialmente circular, a maioria dos sistemas de irrigação é favorecida em áreas retangulares.

Assim, por exemplo, assumindo-se que a demanda hídrica média durante o período crítico esteja avaliada em 4mm/dia e adotando-se uma capacidade de bombeamento de 3,2mm/dia (20% de redução) pode-se concluir que existe uma demanda deficitária de 0,8mm/dia. Assumindo-se que a capacidade de água disponível no solo seja 32mm, um valor característico para a maioria dos solos classificados para irrigação, pode-se afirmar que esse valor poderia complementar a demanda hídrica da cultura durante 40 dias (32mm/0,8mm/dia = 40 dias). A amplitude desse intervalo deve, necessariamente, incluir o período crítico de exigência hídrica da cultura. A condição necessária nessa proposta é a reposição da capacidade de água disponível ao solo, através de chuva ou irrigação, nos períodos antecedentes, nos quais a demanda hídrica é inferior à capacidade de bombeamento adotada no projeto.

Verificada a quantidade, resta avaliar a qualidade da água face às exigências do sistema de irrigação pretendido. Nesse caso, a exigência de melhor qualidade da água é direcionada aos sistemas de irrigação localizada, microaspersão e gotejamento, principalmente este último, em função da reduzida dimensão dos condutos existentes nos gotejadores. Nesses sistemas, a exigência de um eficiente sistema de filtragem da água é mandatória. Além disso, a presença de concentrações excessivas de sais solúveis ou águas ferruginosas também requer cuidados especiais para evitar problemas de precipitação e deposição nos gotejadores, causando sua obstrução parcial ou total, uma condição muito difícil de ser revertida, e quase sempre determinando o descarte de todo equipamento comprometido.

Os sistemas por aspersão e superfície são menos dependentes da qualidade física e biológica da água. Na maior parte das instalações, apenas um crivo instalado na entrada da tubulação de sucção pode ser suficiente para evitar que os aspersores ou orifícios e sifões sejam obstruídos, simplesmente porque apresentam orifícios com maior diâmetro.

DIMENSÕES E FORMA DA ÁREA A SER IRRIGADA

Exceto no sistema por aspersão pivô central, cuja área é total ou parcialmente circular, a maioria dos sistemas de irrigação é favorecida em áreas retangulares. Nessas áreas, tanto o dimensionamento quanto o manejo das irrigações são facilitados. Muitas vezes é aconselhável descartar formas irregulares que podem dificultar o dimensionamento, encarecer o projeto e dificultar o manejo das irrigações.

A definição das dimensões das áreas deve também considerar as características do sistema de irrigação. Assim, por exemplo, uma tubulação de PVC DN 40, especificado para esgotamento sanitário, com 37,6mm de diâmetro interno, é capaz de abastecer simultaneamente 12 aspersores espaçados de 12m, com vazão média de 500L/h, o que corresponde a 1.728m2 de área efetiva irrigada. Admitindo-se outra linha lateral abastecida pela mesma linha de derivação, totaliza-se 288m de faixa irrigada com 3.456m2. Essa alternativa diminui o número de registros no início das linhas laterais e favorece a operação do sistema. Portanto, ao explorar a capacidade de condução de água da tubulação para definir as dimensões das áreas irrigadas, sempre ocorrerá uma redução nos custos de investimento e operacionais nos projetos de irrigação.

Existem situações particulares em irrigação por superfície nas quais a forma das áreas irrigadas é determinada pela topografia do terreno, predominantemente plana. A estrutura ou tubulação responsável pela dotação de água percorre um gradiente muito reduzido ou nulo, distribuindo a água que se movimenta pela ação gravitacional na superfície do solo. Nessas condições, em geral, a água não constitui um fator limitante ao dimensionamento e manejo das irrigações.

 CONSUMO DE ENERGIA

Raramente um sistema de irrigação opera sem consumir energia. Em geral, os mananciais mais utilizados, representados por reservatórios, riachos ou rios, localizam-se nas cotas mais reduzidas das propriedades, requerendo uma ação de recalque para disponibilizá-los em cotas mais elevadas nas áreas irrigadas. Alguns sistemas consomem grandes quantidades de energia, notadamente quando envolvem acentuados desníveis entre o manancial e as áreas irrigadas e operam com pressões elevadas. Nesse caso, a relação é diretamente proporcional, ou seja, quanto maior a altura manométrica requerida no bombeamento, maior será o consumo de energia.

Existem várias alternativas para reduzir o consumo de energia em irrigação. Em primeiro lugar, priorizar áreas que estejam próximas e com um pequeno desnível em relação ao manancial. A condição ideal seria localizar o recurso hídrico no centro geométrico da área irrigada. O sucesso do sistema pivô central iniciou-se quando foi possível retirar água de aquíferos subterrâneos no ponto central da área, ou ponto do pivô, para abastecer o equipamento.

Em segundo lugar, quando possível, optar por sistemas de irrigação por superfície, que não dependem de pressurização no processo de distribuição de água na área irrigada. Em seguida, considerar a opção por sistemas de irrigação localizada, principalmente o gotejamento, utilizando microtubos spaghetti como emissores pontuais. Microtubos com 1,5mm de diâmetro interno podem operar, em muitas condições, com cargas manométricas inferiores a 2m, o que poderia dispensar a pressurização por bombeamento, além de serem menos suscetíveis à obstrução que os gotejadores comerciais. Sendo aspersão, considerar a opção por aspersores com bocal único e diâmetro reduzido. Essas condições, além de reduzir a pressurização, oferecendo menor especificação na classe de pressão nominal dos tubos, diminuem a vazão nas tubulações que constituem as linhas laterais, favorecendo a redução do diâmetro e da perda de carga hidráulica, permitindo maiores comprimentos dessas tubulações.

CONDIÇÕES TOPOGRÁFICAS

A topografia da superfície desempenha um importante papel na economia e até mesmo na viabilidade de um projeto de irrigação. O aumento do gradiente topográfico acentua o rigor no dimensionamento exigindo, em sistemas pressurizados, um maior número de controladores de pressão. Em irrigação por sulcos, o aumento da declividade transversal acentua o risco de transbordamento da água, predispondo ao surgimento de processos erosivos superficiais, difíceis de serem corrigidos. Por essas razões, gradientes transversais acima de 10% praticamente inviabilizam a irrigação por sulcos.

Uma topografia desuniforme também dificulta o dimensionamento e o manejo das irrigações, encarecendo os projetos. A condição ideal seria a manutenção de gradientes topográficos reduzidos em todas as direções, caracterizando uma condição relativamente plana e uniforme.

FERTIRRIGAÇÃO

Não há justificativa para um sistema de irrigação criteriosamente dimensionado prescindir da aplicação de fertilizantes hidrossolúveis juntamente com a água. A premissa de uma distribuição de água satisfatória na área irrigada resume a condição necessária para a incorporação desses fertilizantes no processo de aplicação. A estratégia de se incorporar com frequência quantidades suficientes de fertilizantes, tornando-os prontamente disponíveis ao sistema radicular das plantas cultivadas, é um importante benefício adicional que deve ser incorporado aos projetos de irrigação.

Cabe destacar a reconhecida versatilidade de fertirrigação em sistemas de irrigação por superfície, que podem aplicar, com sucesso, até fertilizantes orgânicos, praticamente impedidos ou limitados em outros sistemas de irrigação, tornando-os então prioritários em sistemas de produção orgânica.

Irrigação por sulcos com 0,5% de declive em culturas de milho e feijoeiro. A tubulação pode ser sucessivamente deslocada em áreas com declividade regular
Irrigação por sulcos com 0,5% de declive em culturas de milho e feijoeiro. A tubulação pode ser sucessivamente deslocada em áreas com declividade regular.

CONCLUSÕES

Em resumo, deve-se admitir a dificuldade em se encontrar as condições integradas que favorecem a economia dos projetos de irrigação. Assim, à medida que as condições se afastam daquelas mais favoráveis, os custos de investimento e operacionais serão inevitavelmente ampliados, justificando a opção por culturas mais valorizadas, capazes de tornar o empreendimento economicamente compensador. Em algumas situações, pode ser recomendável iniciar a irrigação nas condições mais favoráveis, objetivando acumular recursos financeiros para custear a incorporação futura das áreas com maiores restrições à agricultura irrigada. 

Figura 1 - Demanda hídrica de uma cultura anual hipotética durante o ciclo de desenvolvimento e capacidade de bombeamento do projeto de irrigação
Figura 1 - Demanda hídrica de uma cultura anual hipotética durante o ciclo de desenvolvimento e capacidade de bombeamento do projeto de irrigação.

Edmar José Scaloppi, Unesp 

Fonte: Grupo Cultivar 

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