Manejo de Irrigação Utilizando o Modelo de Hargreaves

CARTILHA
2013
MANEJO DE IRRIGAÇÃO
UTILIZANDO O MODELO
DE HARGREAVES
& SAMANI
REALIZAÇÃO:
Av. Francisco Lopes de Almeida
Bairro Serrotão | CEP: 58434-700
Campina Grande-PB
+55 83 3315.6400
www.insa.org.br
Salomão de Sousa Medeiros
Cláudia Facini Reis
José Amilton Santos Júnior
Márcio Roberto Klein
Maycon Diego Ribeiro
Flávio Daniel Szekut
Delfran Batista dos Santos
APOIO:
APRESENTAÇÃO
Governo do Brasil
Presidência da República
Dilma Vana Rousseff
Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação
Marco Antonio Raupp
Este material didático foi produzido
para apoiar a execução do projeto
Planejamento, Gerenciamento e Uso
Racional de Água em Áreas Irrigadas do
Semiárido Brasileiro, cujo objetivo é
introduzir e adaptar tecnologias de
planejamento, gerenciamento e uso
racional de água em áreas irrigadas do
Semiárido brasileiro, visando à conservação
dos recursos hídricos, prevenção da
salinidade do solo e aumento da
produtividade das culturas, mediante
capacitação e treinamento de pessoal
envolvido em pólos de irrigação estando
essa atividade em consonância com a Lei Nº
12.787, de 11 de janeiro de 2013, que trata
da Política Nacional de Irrigação.
Instituto Nacional do Semiárido
Diretor
Ignacio Hernán Salcedo
Assessores Técnicos
Salomão de Sousa Medeiros
Aldrin Martin Perez-Marin
Assistente Técnico
Vinícius Sampaio Duarte
Projeto Gráfico e Editoração Eletrônica
Wedscley Oliveira de Melo
Ignacio Hernán Salcedo
Diretor
O projeto conta com apoio
financeiro do Banco do Nordeste do Brasil –
BNB, através do Fundo de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico – FUNDECI, e apoio
logístico operacional da Companhia de
Desenvolvimento dos Vales do São Francisco
e do Parnaíba – CODEVASF.
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
O manejo de irrigação tem como finalidade a promoção do uso racional da água no
setor agrícola, em especial nas áreas localizadas no Semiárido brasileiro que apresenta
disponibilidade hídrica reduzida, permitindo assim uma maior eficiência no consumo
de água e a sustentabilidade econômica, social e ambiental da prática de irrigação.
RESUMO DAS ETAPAS PARA ESTIMATIVA DA LÂMINA DE IRRIGAÇÃO
Variáveis Meteorológicas
Tméd , T máx e T min
Seleção da R a
Para estimativa da lâmina de irrigação é necessário calcular a evapotranspiração da
cultura e conhecer e/ou determinar a eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação.
A eficiência de aplicação de água de irrigação depende do tipo de sistema utilizado
(aspersão, localizada e superfície), estado de conservação e modelo de operação adotado. Os
valores utilizados para Ei devem ser oriundos da avaliação do próprio sistema, contudo, na
falta deste, e para fins de estimativa da lâmina de irrigação pode-se considerar os valores da
Tabela 1.
Tabela 1. Eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação (Ei)
(Tabela 3)
i
Seleção do K C
Cálculo da ETo
(Equação 3)
(Tabela 2)
Seleção da E i
Cálculo da ETC
(Equação 2)
(Tabela 1)
Cálculo da L i
(Equação 1)
i
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Tempo de Irrigação
(Equação 6)
CÁLCULO DA LÂMINA DE IRRIGAÇÃO
Cálculo da L i
Cálculo da ETc
Seleção da E i
CÁLCULO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO DA CULTURA
Lâmina de irrigação é a
quantidade de água que deverá
ser aplicada a cultura em cada
evento de irrigação objetivando
o suprimento das necessidades
hídricasdas plantas (Equação 1).
Cálculo da ETc
Cálculo da ETo
Seleção do K C
Evapotranspiração da cultura é
o somatório da quantidade de
água evaporada pelo solo e
t ra n s p i ra d a p e l a p l a nta ,
podendo ser estimada através
da Equação 2.
Fluxograma para cálculo da ETc.
Fluxograma para cálculo da Li.
x
(Equação 1)
Em que,
Em que,
Li= Lâmina de irrigação, mm/dia;
Etc= Evapotranspiração da cultura, mm/dia; e
Ei= Eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação, %.
Eto= Evapotranspiração de referência, mm/dia; e
Kc= Coeficiente de cultivo, adimensional.
(Equação 2)
O coeficiente de cultivo – Kc é específico para cada cultura explorada, sendo influenciado
pelas características da planta, data de plantio, estádio de desenvolvimento e duração, condições
climáticas e frequência de irrigação. Na literatura especializada existem valores de Kc tabelados
para várias culturas, e na Tabela 2 encontram-se reunidos valores para algumas frutíferas.
Tabela 2. Coeficiente de cultivo para diferentes culturas
84 107
VARIÁVEIS METEOROLÓGICAS
As variáveis meteorológicas (temperaturas máxima, mínima e média) necessárias
na estimativa da ETo podem ser obtidas diretamente de uma estação meteorológica
automatizada, convencional e/ou utilizando um termômetro de máxima e mínima.
ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS
No Brasil existe uma extensa malha de estações meteorológicas automatizadas
(Figura 1) e convencionais (Figura 2), que monitoram as condições climáticas em
todas as regiões do País, cujos dados podem ser acessados via internet no site do
Instituto Nacional de Meteorologia – INMET (www.inmet.gov.br).
ESTAÇÕES AUTOMÁTICAS
Nas estações meteorológicas automáticas as leituras das variáveis de temperatura
são realizadas a cada hora; contudo, para obter a temperatura média diária é
necessário calcular o valor médio das temperaturas instantâneas. Já a obtenção dos
valores de temperatura máxima e mínima se dá através da localização do maior e
menor registro da temperatura instantânea, respectivamente.
CÁLCULO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA
UTILIZANDO VARIÁVEIS METEOROLÓGICAS
ESTAÇÕES CONVENCIONAIS
Cálculo da ETo
Variáveis Meteorológicas
Tméd , T máx e T min
Fluxograma para cálculo da ETo.
http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=estacoes/estacoesAutomaticas
Seleção da R a
Evapotranspiração de referência é
resultado do somatório da
quantidade de água evaporada
pelo solo e da transpirada por
uma cultura hipotética (grama),
podendo seu valor ser estimado
utilizando o modelo proposto por
Hargreaves & Samani (1982)
(Equação 3).
(Equação 3)
Em que,
Tméd = Temperatura média, °C
Tmáx= Temperatura máxima, °C
Tmin= Temperatura mínima, °C
Ra= Radiação extraterrestre, MJ/m2 por dia
Nas estações meteorológicas convencionais as leituras das variáveis de
temperatura máxima, mínima e média podem ser obtidas diretamente, visto que
seus registros são realizados 3 vezes ao dia nos horários de 09, 15 e 21h.
http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=estacoes/estacoesConvencionais
TERMÔMETRO DE MÁXIMA E MÍNIMA
O termômetro de máxima e mínima registra as variações das temperaturas
ocorridas em um dado local e em um período de tempo pré-estabelecido, cujos valores
podem ser obtidos através de leituras diárias registradas em um termômetro (Figura 3). Após
obtenção das leituras de temperatura é necessário acionar o dispositivo de reset para
obtenção dos registros das temperaturas do dia subsequente.
Como o termômetro de máxima e mínima não registra a temperatura média o seu
valor pode ser estimado através da Equação 4.
(Equação 4)
Em que,
Tméd= Temperatura média do ar, °C;
Tmáx= Temperatura máxima do ar, °C; e
Tmín= Temperatura mínima do ar, °C.
Figura 1. Estação meteorológica automatizada.
Figura 2. Estação meteorológica convencional.
O termômetro de máxima e
mínima deve ficar protegido
em um abrigo meteorológico.
Figura 3. Termômetro de máxima e mínima analógico.
RADIAÇÃO EXTRATERRESTRE
No sistema de irrigação localizada o cálculo pode ser realizado utilizado a Equação 6.
A radiação extraterrestre – Ra pode ser obtida para cada localidade em função da
latitude e do mês de referência, conforme Tabela 3.
=
Tabela 3. Radiação extraterrestre para diferentes latitudes sul (graus).
(Equação 6)
Em que,
Ti= Tempo de irrigação, h;
Np= Número de plantas por hectare;
Ne= Número de emissor por planta;
qe= Vazão do emissor, L/h.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALLEN, R.G.; PEREIRA, L.S.; RAES, D.; SMITH, J. Evapotranspiracion del cultivo: guias para la
determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. Roma: FAO, 2006. 298 p.
(Estudio Riego e Drenaje, Paper, 56).
FERREIRA, M.N.L. Distribuição radicular e consumo de água de goiabeira (Psidium guajava
L.) irrigada por microaspersão em PetrolinaPE. 2004. 106p. Tese (Doutorado em Agronomia,
Área de Concentração Irrigação e Drenagem), Escola Superior de Agricultura “Luiz de
Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2004.
MIRANDA, F. R. Manejo da irrigação do coqueiro anão. Circular Técnica, 25. EMBRAPA. 2006.
8p.
Adaptado de Allen et al. (2006).
CÁLCULO DO TEMPO DE IRRIGAÇÃO
O tempo de irrigação refere-se ao tempo necessário que o sistema de irrigação deverá
permanecer funcionando para aplicação da lâmina de irrigação.
Em sistema de irrigação por aspersão o cálculo pode ser realizado utilizado a Equação 5.
(Equação 5)
Em que,
Ti= Tempo de irrigação, h; e
IAi= Intensidade de aplicação média dos emissores, mm/h.
MIRANDA, F. R.; OLIVEIRA, J. J. G.; SOUZA, F. Evapotranspiração máxima e coeficiente de
cultivo para a cultura da melancia irrigada por gotejamento. Revista Ciência Agronômica, v35,
p. 36-43, 2004.
MIRANDA, F. R. BLEICHER, E. Evapotranspiração e coeficientes de cultivo e de irrigação para a
cultura do melão (Cucumis melo L.) na região litorânea do Ceará. Boletim de Pesquisa e
desenvolvimento 2. Fortaleza, EMBRAPA, 2001, 17p.
MONTENEGRO, A. A. T.; GOMES, A. R. M.; MIRANDA, F. R.; CRISÓSTOMO, L. A.
Evapotranspiração e coeficiente de cultivo da bananeira para a região litorânea do Ceará.
Revista Ciência Agronômica, v39, p.203-208, 2008.
MONTENEGRO, A. A. T.; BEZERRA, F. M. L.; LIMA, R. N. Evapotranspiração e coeficiente de
cultura do mamoeiro para região litorânea do Ceará. Engenharia Agrícola , v24, p.464-472,
2004.