Dimensionamento de sistema de microirrigação através de programação não linear considerando-se diferentes demandas hídricas

Abstract

RESUMONeste trabalho é analisado o dimensionamento ótimo de sistemas de microaspersão, através de um modelo de otimização utilizando-se programação não linear, com o objetivo de minimizar os custos de investimento e operacional, para três cenários de demandas hídricas obtidas em duas localidades da Região Nordeste do Brasil: Iguatu, CE, com os balanços hídricos anual e mensal, e João Pessoa, PB, com balanço hídrico mensal. O modelo tem como variáveis de decisão: os comprimentos dos trechos de tubos com seus respectivos diâmetros, o tempo total diário de irrigação, a uniformidade de emissão, a freqüência de irrigação e a pressão média de operação do emissor. Os resultados evidenciaram que em regiões de clima semi-árido, como Iguatu, não há diferenças importantes no dimensionamento do sistema com as demandas obtidas através do balanço hídrico anual ou mensal. O custo de investimento não foi afetado pelas demandas, mas apenas os custos operacional e total do sistema. Regiões com menor requerimento hídrico diário e anual, como João Pessoa, permitem maior número de unidades operacionais do sistema e, portanto, maior redução dos custos de investimento, porém para um mesmo número de subunidades e de unidades operacionais as diferenças de demandas hídricas não afetam o dimensionamento. A máxima demanda hídrica diária da cultura tem maior efeito sobre a hidráu-lica do sistema do que a demanda hídrica anual. O sistema com dimensionamento ótimo depende da análise conjunta do número de subunidades e de unidades operacionais do sistema e não se pode desprezar o custo da energia.Palavras-chave: evapotranspiração, microaspersão, modelo de otimização, custos, hidráulica Microirrigation system design through non linear programming considering different water demands ABSTRACTIn this work the optimum microsprinkler system design is analyzed through optimization model using non linear programming, with the objective of minimizing operational and investment costs, for three sceneries of the water demand in two localities of the Northeast region of Brazil: Iguatu, Ceará State, with annual and monthly water balances, and João Pessoa, Paraíba State, with monthly water balance. The model has as decision variables: the lengths of the pipe sections with their respective diameters, the daily irrigation total time, the emission uniformity, the irrigation frequency and the emitter mean operation pressure. The results evidenced that in semi-arid climate areas, as Iguatu, there are not important differences in the design system with the demands obtained through the annual or monthly water balances. The investment cost was not affected by the demands, but just the operational and total system costs. Regions with smaller daily and annual water requirement, as João Pessoa, allow larger number of operational units of the system and, therefore, larger reduction of the investment cost. However, for same number of the subunit and operational units the water demands differences do not affect the design. The maximum daily water demand of the crop has l...