Embrapa Embrapa Uva e Vinho
Sistema de Produção, 10
ISSN 1678-8761 Versão Eletrônica
Dez./2005
Sistema de Produção de Uva de Mesa no Norte do Paraná
Marco Antônio Fonseca Conceição
Manejo da irrigação

Cálculo do Consumo de Água da Cultura
Determinação do Intervalo de Irrigação
Cálculo do Tempo de Irrigação
Cálculo da Uniformidade das Vazões

Cálculo do Consumo de Água da Cultura

    O consumo de água da cultura é também chamado de evapotranspiração da cultura (ETc), porque envolve a soma da evaporação da água do solo e da transpiração das plantas.

    O cálculo da ETc é feito, normalmente, empregando-se a seguinte expressão:

ETc = Kc. ETo .........................................................................................................(1)
    em que Kc é o coeficiente da cultura e ETo é a evapotranspiração de referência (mm/dia). A ETo representa o consumo hídrico de referência para a região, sendo utilizado para o cálculo da necessidade de água de todas as culturas.

Valores de Kc

    O valor de Kc varia conforme a cultura e com o seu período de desenvolvimento. Para a cultura da videira, conduzida no sistema de latada, pode-se utilizar os seguintes valores de Kc (esses valores podem ser reduzidos em até 20% quando a parreira utiliza cobertura com tela plástica):

  • Kcini (da poda ao florescimento) = 0,4 a 0,6
  • Kcmed (do florescimento à maturação) = 0,8 a 1,0
  • Kcfim (da maturação à colheita) = 0,6 a 0,8

    Essa variação apresentada nos valores de Kc deve-se a diferentes fatores. O Kcini é maior quando se usa cobertura vegetal do solo e quando o intervalo entre chuvas ou irrigações é menor (a superfície do solo permanece sempre úmida e aumenta a evaporação). Já os valores de Kcmed e Kcfim vão depender, principalmente, da cultivar utilizada, das condições atmosféricas e da área foliar da cultura.
    Por isso, recomenda-se ajustar os valores de Kc de acordo com o manejo da planta adotado na propriedade. Esse ajuste pode ser feito empregando-se o monitoramento da água no solo, como será discutido posteriormente.

Cálculo de ETo

    Os valores diários de ETo podem ser calculados empregando-se diferentes métodos . Um dos mais simples é o que utiliza as temperaturas máxima e mínima (método de Hargreaves-Samani) e que pode ser descrito utilizando a expressão:

ETo = F . (Tmax - Tmin) . (Tmax + Tmin + 35,6)
    em que F é um coeficiente que depende do dia do ano e Tmax e Tmin são os valores diários das temperaturas máxima e mínima, respectivamente (ºC). Os valores médios mensais de F para a região de Pirapora, MG, estão apresentados na Tabela 1.



Tabela 1. Valores médios mensais do coeficiente F para a região de Pirapora, MG.
Mês F Mês F Mês F Mês F
JAN 0,019 ABR 0,015 JUL 0,012 OUT 0,017
FEV 0,018 MAI 0,013 AGO 0,014 NOV 0,018
MAR 0,017 JUN 0,012 SET 0,016 DEZ 0,019
Fonte: Conceição, M. A. F. (2005)


Tabela 2. Valores médios mensais da evapotranspiração de referência (ETo) para a região de Pirapora, MG.
Mês ETo (mm/dia) Mês ETo (mm/dia) Mês ETo (mm/dia) Mês ETo (mm/dia)
JAN 5,2 ABR 4,4 JUL 3,6 OUT 5,2
FEV 5,0 MAI 4,0 AGO 4,5 NOV 5,1
MAR 4,9 JUN 3,7 SET 5,2 DEZ 5,1
Observação: 1,0 mm = 1,0 L/m2 = 10.000 L/ha
Fonte: Conceição, M. A. F. (2005)

    Exemplo de Cálculo de ETc

    Valores fornecidos:

  • Dia: 28/09   F= 0,016 (Tabela 1 - setembro)
  • Tmax = 32ºC
  • Tmin = 18ºC
  • Kc = 0,8

    Valores calculados:

  • ETo = F . (Tmax - Tmin) . (Tmax + Tmin + 35,6)
  • ETo = 0.16 . (32 - 18) . (32 + 18 + 35,6) = 5,1 mm
  • ETc = Kc . ETo
  • ETc = 0,8 . 5,1 = 4,1 mm
  • Como 1,0 mm = 10.000 L/ha   4,1 mm = 41.000 L/ha

Exemplo de planilha para cálculo de ETc

    Para se calcular diariamente a ETc pode-se utilizar uma planilha, como a que está apresentada abaixo. O valor de F é obtido na Tabela 1. Os valores de Tmax e Tmin devem ser obtidos no local utilizando um termômetro de máxima e mínima. A ETo é calculada usando a equação 2. O valor de Kc vai depender do período de desenvolvimento das plantas. No exemplo abaixo utilizou-se um Kcmed igual a 0,8. A ETc será calculada empregando-se a equação 1.

Tabela 3. Exemplo de planilha para registro da evapotranspiração da cultura (ETc)
Dia/Mês F *
(Tabela 1)
Tmax *
(ºC)
Tmin *
(ºC)
ETo **
(mm)
Kc * ETc *** (mm)
30/09 0,016 29,7 16,3 4,8 0,8 3,8
01/10 0,017 30,3 18,2 5,0 0,8 4,0
* Valores fornecidos
** Valor calculado pela equação 2: ETo = F . (Tmax - Tmin) . (Tmax + Tmin + 35,6)
*** Valor calculado pela equação 1: ETc = Kc. ETo
Fonte: Conceição, M. A. F. (2005)

Determinação do Intervalo de Irrigação

    O intervalo entre irrigações pode ser determinado de três maneiras:

  1. Turno de rega fixo: é normalmente adotado em áreas que apresentam baixa precipitação pluvial, onde a maior parte da água é suprida por meio de irrigação.
        Para sistemas de irrigação por aspersão e microaspersão pode-se irrigar de uma a duas vezes por semana, conforme a época do ano e o período de desenvolvimento da cultura. Deve-se, entretanto, evitar a irrigação diária ou a cada dois dias nesses sistemas, pois isso mantém a superfície do solo sempre úmida, aumentando as perdas por evaporação. Além disso, quando a irrigação é muito freqüente, só é umedecida uma pequena camada de solo, o que dificulta o desenvolvimento das raízes que, na maior parte, encontra-se até uma profundidade de 40cm a 60cm. Já em sistemas de gotejamento, o volume de solo com água disponível para a cultura é menor, havendo, assim, a necessidade de irrigações mais freqüentes.
        Na Tabela 4 é apresentado um exemplo de planilha com irrigações a cada sete dias. Observa-se que o valor da precipitação pluvial (P) ocorrida no intervalo entre irrigações deve ser descontado do valor da ETc acumulada (ETca).


    Tabela 4. Exemplo de planilha para registro do manejo da irrigação, considerando-se uma lâmina fixa de irrigação igual a 20mm.
    Dia ETo (mm) Kc ETc (mm) P (mm) ETca (mm) AVISO
    1 3,1 0,75 2,3 - 2,3 -
    2 4,2 0,75 3,1 - 2,3 + 3,1 = 5,4 -
    3 5,0 0,75 3,7 - 5,4 + 3,7 = 9,1 -
    4 5,1 0,75 3,8 - 9,1 + 3,8 = 12,9 -
    5 4,6 0,75 3,4 7,0 12,9 + 3,4 - 7,0 = 9,3 -
    6 5,1 0,75 3,8 - 9,3 + 3,8 = 13,1 -
    7 4,8 0,75 3,6 - 13,1 + 3,6 = 16,7 IRRIGAR
    8 4,7 0,75 3,5 - 3,5 -
    9 4,5 0,75 3,4 - 3,5 + 3,4 = 6,9 -
    10 4,7 0,75 3,5 - 6,9 + 3,5 = 10,4 -
    ETo é a evapotranspiração de referência; Kc é o coeficiente da cultura; ETc é a evapotranspiração da cultura (ETc = ETo . Kc); P é precipitação pluvial; e ETca é a evapotranspiração acumulada (soma dos valores diários de ETc menos o valor de P, quando houver chuva).
    Fonte: Conceição, M. A. F. (2005)


  2. Lâmina de irrigação fixa: nesse método, a irrigação é realizada sempre que a ETc acumulada (ETca) atinge um valor pré-estabelecido, que vai depender, principalmente, do tipo de solo. Quanto maior a capacidade de retenção de água apresentada pelo solo, maior poderá ser o valor de ETca. Para fins práticos, esse valor pode variar entre 10mm, para solos com alto teor de areia e baixa capacidade de retenção de água; até 30mm, em solos que apresentem uma maior capacidade de armazenar água. Quanto maior o valor de ETca adotado, maior será o intervalo de irrigação.
        Na Tabela 5, é apresentado um exemplo de planilha em que a irrigação é realizada sempre que a ETca atingir um valor próximo a 20mm. Como o valor da precipitação pluvial (P) ocorrida no intervalo entre irrigações é descontado do valor da ETc acumulada (ETca), quanto mais chuva houver maior será o intervalo entre irrigações e, conseqüentemente, menor o número de irrigações da cultura, o que representa uma economia de água e energia. Por essa razão, em regiões onde há precipitações pluviais mais freqüentes, recomenda-se utilizar intervalos com lâminas de irrigação fixas ao invés de turnos de rega fixos.

    Tabela 5. Exemplo de planilha para controle da irrigação, considerando-se um turno de rega fixo igual a sete dias.
    Dia ETo (mm) Kc ETc (mm) P (mm) Tensão (kPa) ETca (mm) AVISO
    1 3,1 0,75 2,3 - 6,2 2,3 -
    2 4,2 0,75 3,1 - 7,8 2,3 + 3,1 = 5,4 -
    3 5,0 0,75 3,7 - 9,1 5,4 + 3,7 = 9,1 -
    4 5,1 0,75 3,8 - 10,8 9,1 + 3,8 = 12,9 -
    5 4,6 0,75 3,4 7,0 9,3 12,9 + 3,4 - 7,0 = 9,3 -
    6 5,1 0,75 3,8 - 11,2 9,3 + 3,8 = 13,1 -
    7 4,8 0,75 3,6 - 12,5 13,1 + 3,6 = 16,7 -
    8 4,7 0,75 3,5 - 13,8 16,7 + 3,5 = 20,2 -
    9 4,5 0,75 3,4 - 15,3 20,2 + 3,4 = 23,6 IRRIGAR
    10 4,7 0,75 3,5 - 6,8 3,5 -
    ETo é a evapotranspiração de referência; Kc é o coeficiente da cultura; ETc é a evapotranspiração da cultura (ETc = ETo . Kc); P é precipitação pluvial; e ETca é a evapotranspiração acumulada (soma dos valores diários de ETc menos o valor de P, quando houver chuva).
    Fonte: Conceição, M. A. F. (2005)


  3. Irrigação com base na tensão da água no solo: é semelhante ao método da lâmina de irrigação fixa só que, ao invés de utilizar um valor pré-fixado da ETc acumulada (ETca), utiliza-se, como base da irrigação, um valor pré-estabelecido da tensão da água no solo. Essa tensão está diretamente relacionada ao teor de umidade do solo, pois quanto mais seco o solo maior a tensão com que a água é retida. Isso pode ser observado na Figura 1, onde é apresentado um exemplo de curva de retenção de água no solo. Para cada valor da tensão corresponde um valor da umidade do solo. Assim, nesse exemplo, para uma tensão de 10kPa (0,1atm) a umidade do solo é de 29,1% (291mm de água por metro de profundidade de solo) e para a tensão de 20kPa (0,2atm) a umidade é igual a 25,2% (252mm/m). Essas relações entre a tensão e a umidade variam entre os solos. Por isso, é necessário fazer uma curva de retenção específica para cada solo.

    Figura 1. Exemplo de relação entre a tensão da água e a umidade do solo.
    Fonte: Catálogo Soilmoisture

        A tensão da água no solo é medida empregando-se o tensiômetro (Figura 2) e o tensímetro (Figura3). Quando o valor da tensão registrada pelo tensiômetro atingir o valor pré-estabelecido, faz-se a irrigação.

    Figura 2. Representação de um tensiômetro colocado a uma profundidade "h" do solo. A rolha de borracha é feita de um material que permite várias perfurações com a agulha do tensímetro (Figura 2), sem que haja perda de vedação.
    Fonte: Catálogo Soilmoisture

    Figura 3. Modelo de tensímetro digital de punção. Observa-se que, de um lado faz-se o registro da tensão (em valores negativos) e do outro lado aparece um anel metálico que apresenta uma agulha dentro. Essa agulha perfura a rolha de borracha do tensiômetro (Figura 1) quando vai ser realizada a leitura. Um tensímetro pode ser empregado para fazer a leitura de diversos tensiômetros.
    Fonte: Catálogo Soilmoisture

        Os tensiômetros devem ser colocados na região intermediária do sistema radicular (de 20cm a 30cm de profundidade). Outro tensiômetro deve ser colocado a uma maior profundidade (60cm a 80cm) para verificar se há perdas por drenagem após as irrigações. Se houver, deve-se, ajustar o manejo da irrigação (reduzir o valor de Kc empregado, por exemplo).
        Para se calcular a lâmina a ser aplicada na irrigação pode-se utilizar a curva de retenção de água no solo. Na curva da Figura 1, por exemplo, se a tensão limite for igual a 20kPa e se deseja retornar-se a uma tensão igual a 10kPa, o volume de água a ser aplicado será igual a 39mm/m (291mm/m - 252mm/m). Considerando uma profundidade de raízes igual a 50cm (0,5m) a lâmina a ser aplicada será igual a 19,5mm (39mm/m x 0,5m). Nesse exemplo, o valor de 10kPa é a tensão correspondente à capacidade de campo, que é a umidade máxima que o solo consegue reter.
        Pode-se, também, fazer o monitoramento da água no solo e, quando for atingida a tensão limite, utilizar a ETc acumulada (ETca) para o cálculo da lâmina de irrigação. Na Tabela 5 é apresentado um exemplo em que a tensão da água do solo fica entre 6kPa e 15kPa, aproximadamente. Nesse exemplo, o valor de 6kPa corresponde à capacidade de campo.

    Tabela 6. Exemplo de planilha para registro do manejo da irrigação, considerando-se uma tensão limite igual a 15kPa.
    Dia ETo (mm) Kc ETc (mm) P (mm) ETca (mm) AVISO
    1 3,1 0,75 2,3 - 2,3 -
    2 4,2 0,75 3,1 - 2,3 + 3,1 = 5,4 -
    3 5,0 0,75 3,7 - 5,4 + 3,7 = 9,1 -
    4 5,1 0,75 3,8 - 9,1 + 3,8 = 12,9 -
    5 4,6 0,75 3,4 7,0 12,9 + 3,4 - 7,0 = 9,3 -
    6 5,1 0,75 3,8 - 9,3 + 3,8 = 13,1 -
    7 4,8 0,75 3,6 - 13,1 + 3,6 = 16,7 IRRIGAR
    8 4,7 0,75 3,5 - 16,7 + 3,5 = 20,2 -
    9 4,5 0,75 3,4 - 3,4 -
    10 4,7 0,75 3,5 - 3,4 + 3,5 = 6,9 -
    ETo é a evapotranspiração de referência; Kc é o coeficiente da cultura; ETc é a evapotranspiração da cultura (ETc = ETo . Kc); P é precipitação pluvial; e ETca é a evapotranspiração acumulada (soma dos valores diários de ETc menos o valor de P, quando houver chuva).
    Fonte: Embrapa Uva e Vinho

Cálculo do Tempo de Irrigação

    O tempo de irrigação (TI) é calculado dividindo-se o valor de ETc acumulada (ETca) pela intensidade de aplicação dos emissores. Deve-se acrescentar de 10% a 20% ao valor de ETca, para compensar a desuniformidade do sistema de irrigação. Quanto maior a desuniformidade, maior deve ser o acréscimo. A seguir é dado um exemplo de cálculo.

    Exemplo de cálculo de TI:

  • Vazão do emissor (microaspersor) = 75 L/h
  • Espaçamento entre emissores (não entre plantas) = 6,0 m x 5,0 m = 30,0 m2
  • Intensidade de aplicação = 75L/h + 30,0m2 = 2,5 mm/h
  • ETc acumulada (ETca) = 16,7 mm + 20% = 20,0 mm
  • Tempo de irrigação (TI) = 20,0mm + 2,5mm/h = 8,0 horas

Cálculo da Uniformidade das Vazões

    A uniformidade das vazões de um sistema de irrigação reflete as diferenças entre os volumes aplicados pelos emissores na parcela durante a irrigação. Baixos valores de uniformidade das vazões representam falhas no dimensionamento do sistema de irrigação ou problemas de manutenção dos emissores, como entupimentos e desgastes, por exemplo. Para se avaliar a uniformidade das vazões periodicamente no campo, pode-se amostrar aleatoriamente 18 emissores em cada parcela, determinando-se suas vazões. Com esses valores, obtém-se o (CUV) empregando-se a seguinte expressão:

CUV = 100 . {1 - [0,67 . (Qs - Qi) / (Qs + Qi)] }
em que CUV é o coeficiente de uniformidade das vazões (%), Qs é a soma das três maiores vazões (L/h), e Qi é a soma das três menores vazões (L/h). Os valores de CUV devem ser superiores a 80% para que o sistema apresente um bom desempenho.

    Para se determinar a vazão dos emissores pode-se utilizar um recipiente de volume conhecido e cronometrar o tempo que se leva para encher o recipiente. Se um microaspersor, por exemplo, leva 25 segundos para encher um recipiente de 0,5 litro, em uma hora (3600 segundos) ele encheria 72 litros (3600s . 0,5L 25s). Sua vazão será então de 72L/h.

Exemplo de cálculo de CUV

  • Vazões de 18 microaspersores (em L/h): 75,0; 67,0; 68,5; 71,0; 70,4; 64,0; 71,3; 68,0; 73,8; 61,2; 70,8; 69,0; 67,9; 70,5; 72,3; 75,0; 63,0; 70,1
  • Soma dos três maiores = 75,0 + 75,0 + 73,8 = 223,8
  • Soma dos três menores = 61,2 + 63,0 + 64,0 = 188,2
  • CUV = 100 . {1 - [0,67 . (Qs - Qi) / (Qs + Qi)] }
  • CUV = 100 . {1 - [0,67 . (223,8 - 188,2) ?(223,8 + 188,2)]}
  • CUV = 94,2%
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