Methodology to Evaluate Dripper Sensitivity to Clogging due to Solid Particles: An Assessment

Abstract

Emitter clogging is a major problem in microirrigation systems, which may result from the isolated or combined effects of physical, chemical, and biological agents. Clogging caused by suspended solid particles is the most common plugging form of emitters. Water quality and emitter geometry are key aspects in clogging processes. Any suitable test procedure to assess the sensitivity of drippers to clogging should take into account the predominant factors that influence clogging and must reproduce the field conditions. This research set out to assess the performance and suitability of a laboratory clogging test procedure in order to validate a methodology and to provide scientific results that may support the standardization of a clogging test method. The evaluated methodology has been used by the IRSTEA laboratory since 1974 (Platform of Research and experiment on Science and Technology for Irrigation - PReSTI, formerly LERMI) and its contents are currently being discussed by the ISO TC23/SC18 committee. The aim is to define a standardized testing protocol to evaluate the sensitivity of emitters to clogging due to solid particles. Replications analyzing the clogging resistance of four models of emitting pipes were carried out in a laboratory. The clogging test procedure enabled an accurate assessment of the combinations of concentration and size of particles that caused clogging in each model of dripper. However, a significant variability in degree of clogging was identified when the results of replications for each model of dripper were compared. Several requirements, concerns, and improvements related to the clogging test protocol were discussed.

Relações entre características geométricas de gotejadores e dinâmica de obstrução

“…As partículas podem ser de origem inorgânica (areia, silte, argila e plásticos) e orgânica (organismos aquáticos, zooplâncton, caramujos, peixes, larvas de insetos, formigas e aranhas) (BUCKS; NAKAYAMA; GILBERT, 1979). Geralmente, as partículas encontradas na água de irrigação fazem parte da constituição do solo e podem ser separadas de acordo com o diâmetro médio das partículas como: areia (2 a 0,05 mm), silte (0,05 a 0,002 mm) e argila (menor que 0,002 mm) (BOUNOUA et al, 2016a;HILLEL, 2003 (LAVANHOLI et al, 2018;LI et al, 2006a;CHEN, 2013;PERBONI et al, 2018), e por isso deveria ser incluído na classificação de risco.…”

Sensibilidade à obstrução por partículas sólidas de emissores contínuos integrados à fita gotejadora

“…A obstrução de emissores quando ocorrida no campo tem relação com as características biológicas, químicas e físicas da água, sobretudo essa situação é causada pela combinação desses fatores, sendo que são poucas as situações de obstrução ocasionada apenas por uma dessas características (ZHOU et al, 2018;FENG et al, 2019). Porém, o entendimento sobre a ocorrência individual de cada um dos fatores em relação à obstrução de emissores se torna de suma importância, pois o estudo dessas características de forma independente poderá fornecer informações relevantes a estudos que posteriormente possam integrar essas características no âmbito de avaliação sobre obstrução de emissores (LAVANHOLI et al, 2018;PEREIRA, 2019). Na literatura podem ser encontradas várias metodologias utilizadas para avaliação de emissores submetidos a situações de obstrução física (FARIA, 2013;LAVANHOLI, 2016;NIU, LIU e CHEN, 2013;PEREIRA, 2019;WEI et al, 2008), pois ainda não se chegou a um consenso quanto a uso de um protocolo de ensaio padrão que forneça as condições de obstrução que ocorrem no campo, sobretudo devido as características complexas de obstrução de emissores (LAVANHOLI, 2016).…”

“…Os diversos procedimentos que estão na literatura são utilizados para verificar e avaliar as causas de obstrução física nos emissores e apresentam condições semelhantes às que ocorrem com os emissores funcionando em campo (PEREIRA 2019). Esses estudos diferem em relação ao diâmetro e concentração de partículas sólidas (LI et al, 2006;WEI et al, 2008;FARIA, 2013;NIU, LIU, CHEN, 2013;LAVANHOLI et al, 2018;OLIVEIRA et al, 2017). Em torno dessa abordagem, torna-se visível a relevância no uso de metodologias que possibilitem uma avaliação e comparação sobre a sensibilidade dos vários emissores existentes no mercado em relação à obstrução, pois só assim será facilitado o critério de escolha do sistema de filtragem de acordo com cada situação ocorrida no campo, além do manejo necessário em relação a água utilizada para irrigação (LAVANHOLI et al, 2018).…”

“…Além desses fatores, na literatura podem ser encontradas preocupações quanto aos procedimentos utilizados para ensaios de obstrução de emissores comerciais (FARIA et al, 2013;Lavanholi et al, 2018;Niu, Liu e Chen, 2013;Pereira et al, 2020), de tal maneira que os resultados encontrados em um determinado ensaio necessitam de reprodutibilidade e repetitividade, assim como também possam representar as situações em que os emissores são submetidos em campo.…”

Contribuição ao protocolo de normatização de ensaios para a avaliação da sensibilidade de gotejadores à obstrução causada por partículas sólidas

“…Na sequência são discutidas recomendações que tem por objetivo padronizar algumas condições de ensaio a fim de melhorar a repetitividade de resultados, minimizar a influência de contaminantes e, por fim, conferir confiabilidade ao protocolo de ensaios. As sugestões apresentadas complementam o que foi discutido porLavanholi et al (2018).1. O uso de motobomba com carcaça e rotor em inox se mostrou adequado para a realização de ensaios de obstrução, pois não se observou alterações na qualidade da água, provenientes da oxidação e abrasão de componentes do conjunto motobomba.…”