A decision support model for travelling gun irrigation machines

RESUMOExistem inúmeros fatores que afetam a uniformidade de distribuição de água pelos aspersores como, por exemplo, o tipo de aspersor e suas condições operacionais, o espaçamento e sua disposição no campo e a velocidade e direção do vento. Se os aspersores forem selecionados e utilizados adequadamente considerando-se os fatores supracitados, eles podem proporcionar maiores uniformidades de distribuição de água e menores custos do sistema de irrigação. Como a avaliação de todos esses fatores é uma tarefa complexa e morosa, a simulação computacional tem sido uma ferramenta útil no dimensionamento de sistemas de irrigação. Neste estudo objetivou-se determinar, com auxílio de simulação computacional, a uniformidade de distribuição de água do canhão hidráulico Plona-RL250, operando em diferentes condições de vento e espaçamentos e disposições de aspersores. Observou-se que a direção do vento exerceu pouca influência sobre os valores de CUC. Nenhuma vantagem foi encontrada para disposição triangular em comparação com a disposição retangular de aspersores, exceto quando foi usado um espaçamento menor que 40% do diâmetro molhado pelo canhão hidráulico, ao longo da linha principal.Palavras-chave: irrigação, canhão hidráulico, modelo semiempírico Simulation of water distribution under different conditions of wind and spacing between sprinklers ABSTRACT There are various factors that affect water distribution uniformity from sprinklers, such as sprinkler type and its operational conditions, spacing and sprinkler setup in the field and wind speed and direction. If sprinklers are selected and used appropriately considering the aforementioned factors, they can result in higher water distribution uniformities and lower costs. Since the evaluation of all the above-mentioned factors is a complex and time-consuming task, computational simulation is a useful tool for the designing of irrigation systems. This study had as objective to determine, with the aid of computational simulation, the water distribution uniformity of the Plona-RL250 gun sprinkler working under different wind conditions as well as spacing and layouts of gun sprinklers. It was observed that wind direction exerted little influence on the water distribution uniformity values. No advantage was found for the triangular spacing in comparison with the rectangular spacing, except when a spacing less than 40% of the wetted diameter by the sprinkler was used along the main pipeline.

Section: Introductionunclassified

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

Faria¹,

Prado²,

Colombo³

et al. 2013

“…O vento é fator relevante na eficiência da irrigação em sistemas de aspersão, pois influência na trajetória assumida pelo jato de água do aspersor (Granier et al, 2003;Smith et al, 2008). Desta forma, regulagens no ângulo de lançamento do jato de água do aspersor podem reduzir a deriva pelo vento e proporcionar uma eficiência melhor de irrigação.…”

Section: Introductionunclassified

Efeito do ângulo do jato nas características técnicas de um canhão hidráulico

Prado¹,

Faria²,

Oliveira

et al. 2013

Avaliaram-se os efeitos de diferentes ângulos de saída do jato de água de um canhão hidráulico, combinados com diferentes diâmetros de bocais e pressões de serviço, sobre o raio de alcance e perfil radial de distribuição de água. A caracterização técnica do canhão hidráulico foi realizada em bancada de ensaios de aspersores da Universidade Federal de Lavras, em Lavras, MG, totalizando 24 diferentes condições operacionais. O raio de alcance do aspersor foi estimado pelo ajuste de uma equação potencial em função do diâmetro do bocal (18 e 22 mm), da pressão de serviço (294, 392, 490 e 588 kPa) e do ângulo de lançamento do jato de água (16, 22 e 28º). Além disto, foi realizada uma análise percentual da distribuição do volume de água aplicado ao longo do raio de alcance do aspersor. As reduções no alcance horizontal do jato de água foram mais pronunciadas em condições de baixas pressões e para o ângulo de jato de 16º; ocorre uma redução no raio de alcance do aspersor de 3,4 a 4,0%, a cada 3º de redução do ângulo de lançamento de 28º; ângulos de lançamento do jato maiores que 22º, associados com pressões de serviço superiores a 392 kPa, resultam em maiores volumes de água aplicados entre 60 e 80% do raio de alcance do aspersor.

“…De acordo com Smith et al (2008) métodos empíricos requerem uma quantidade substancial de dados de distribuição de água para cada configuração operacional do aspersor enquanto a teoria balística pode ser empregada para simular uma gama maior de configurações sem a necessidade de coleta repetitiva de dados. Entretanto e segundo os mesmos autores, métodos baseados na teoria balística requerem equipamentos com alto custo agregado para coleta da distribuição do tamanho das gotas enquanto os modelos empíricos podem produzir resultados adequados sem a necessidade de realização deste tipo de teste.…”

Section: Introductionunclassified

“…No caso dos canhões hidráulicos o modelo de Richards & Weatherhead (1993) vem recebendo, nos últimos anos, a atenção de diversos pesquisadores interessados na simulação da distribuição de água desses aspersores operando em condições de vento (Granier et al, 2003;Newell, 2003;Smith et al, 2008;Faria et al, 2009). De acordo com Oliveira et al (2009) por ser classificado pelos autores como "semiempírico", em função da utilização de equações que têm forte embasamento teórico, o modelo de Richards & Weatherhead (1993) requer um número limitado de ensaios de campo para ajuste de seus parâmetros.…”

Section: Introductionunclassified

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

Oliveira¹,

Colombo²,

Faria³

et al. 2013

A maioria dos modelos matemáticos de simulação da aplicação de água por aspersores requer trabalhos laboriosos de calibração e validação, além de exigir, dos computadores, elevada capacidade de processamento. Este estudo foi realizado com o objetivo de calibrar e validar o modelo Simulação da Irrigação por Aspersão (SIA) no que se refere à operação de canhões hidráulicos em condições reais de campo. O método de otimização global Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) foi implementado no SIA com o intuito de ajustar os parâmetros de calibração baseados no modelo semiempírico de Richards & Weatherhead utilizando-se ensaios de campo do canhão Plona - RL250. Os parâmetros obtidos na calibração para determinada configuração do aspersor, foram mantidos constantes e posteriormente usados na validação para diferentes condições operacionais e de vento. O Método Shuffled Complex Evolution apresentou elevados índices de qualidade do ajuste além de rápida convergência. O modelo SIA foi capaz de prever a taxa de aplicação de água do canhão hidráulico Plona-RL250 e a uniformidade de distribuição de água do sistema, de forma adequada tanto no estágio de calibração quanto no de validação.