Orientador: Dirceu Brasil Vieira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-12T00:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francescato_JoseAssisGalzerano_M.pdf: 2511298 bytes, checksum: 46fbea75af4c6fa18a9c70c0671f19df (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Com o objetivo de avaliar o desempenho das fórmulas de Hazen-Williams, Flamant e Universal, associadas aos coeficientes de correção de Christiansen e da distribuição em marcha (1/3 e 1/m+1), no cálculo da perda de carga em linhas laterais de irrigação localizada, conduziu-se este trabalho no campus de Limeira da UNICAMP. Utilizou-se de linhas laterais de irrigação localizada por microaspersão com micro-aspersores MA-70 e MA-120 da marca Dantas Irrigação Ltda, gotejamento "on-line" da marca Asbrasil Aspersão do Brasil S. A., gotejamento "inline" da marca Dantas Irrigação Ltda, e pelo sistema "xique-xique". Cada linha com cerca de cem metros de comprimento. As linhas foram instaladas em uma bancada de testes composta de uma bomba centrífuga, um registro de gaveta, uma válvula reguladora de pressão e uma câmara estabilizadora de fluxo. Determinou-se experimentalmente, a perda de carga ao longo da linha para a tubulação sem emissores inseridos e para a tubulação com emissores inseridos. Tais determinações foram feitas para cinco pressões no inicio da linha, sendoque para cadapressãomediu-sea vazão. Com base nos dados obtidos, determinou-se qual a fórmula associada aos coeficientes de correção, que melhor descrevesse o comportamento hidráulico do sistema. Através da avaliação dos resultados, verificou-se, que para o cálculo da perda de carga em tubulações sem emissores inseridos, a fórmula Universal apresentou melhores resultados, com desvio médio na ordem de 10% . Para a linha com emissores inseridos, micro-aspersão e gotejamento "on-line", a fórmula Universal associada aos coeficientes de distribuição em marcha apresentou os melhores resultados, com desvio máximo da ordem de 3% . A linha pelo sistema "xique-xique" apresentou desvios superiores, devido a variação da vazão nos eInlssores. A linha por gotejamento "in-line" apresentou desvios máximos de 1 %, com a utilização da fórmula Universal associada aos ceficientes de distribuição em marcha edo comprimento equivalente (le=l,Olm), determinado para o gotejador. Verificou-se que os coeficiente C de Hazen-Williams e b de Flamant, variaram com o numero de Reynolds. Os micro-aspersores embora classificados como bons conforme a ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, apresentaram variação de vazão superior a 10 %, para dois micro-apersores funcionando simultaneamente / Abstract: In order to avaluate the performance of Hazen-Williams, Flamant and Universal's equations, associated to Christiansen and distribution on the march's (1/m+1 and 1/3) coefficients in the head loss calculate in lateral lines of localized irrigation, this study was made in the Limeira campus of UNICAMP. Laterallines of localized irrigation was utilized for minisprinlding with minisprinklers MA-70 and MA-120 of Dantas Irrigação Ltda mark, drip irrigation "on-line" of Asbrasil Aspersão do Brasil S/A mark, Drip Irrigation of Dantas Irrigação Ltda mark, and with the, "xique-xique" sistem. Each line with around 100m of lenght. The lines were installed in a test unit fit out with : a centrifugal pump, a drawer valve, a regulate valve ofpressure and flow stabilizer chamber. Experimentaly was determinated ofhead loss trough the line for the pipe without insert emittings and for the pipe with insert emittings. These determinations was made for five pressures in the line beginning, and for each pressure was measured the flow rate. Embased on the data obtained, was determinated the right equation associated to correction coefficient tOOtdiscribe the hidraulic beOOveof sistem in a better way. Trough the avaliation of results, was notired tOOtfor the head loss calculation in pipe without inset emittings, the Universal's equation shoued better results with medial deviation around 10 %. For the line with insert emittings, minisprinkling and drip irrigation "on-line" the Universal's equation associated to distribution on the march coefficient showed better results, with maximum deviation around 3 %. The line for the "xiquexique" sistem showed superiors deviation because the variation in the emittings. The drip irrigation line "in-line" showed maximum deviations of 1% with the utilization of the Universal' s equation associated to distribuition on the march's coefficient and with the equivalent length (l,Olm), determined to the emitter. Was notied that the C ofthe Hazen-Williams and b ofthe Flamant varied with the Reynolds's number. The minisprinklers, although c1assificated good according as the ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, the flow rate variation between two minisprinklers working simultaneously was superior to 10% / Mestrado / Recursos Hidricos e Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Roberto Testezlaf, Edson Eiji Matsura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanon_EdsonRoberto_M.pdf: 2725880 bytes, checksum: 8897f53d014a8c9b6c7cfa984a1e1efe (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho teve como finalidade montar e avaliar um Sistema de Aquisição de Dados (SAD) para automatização de ensaios radiais de aspersores de média e baixa pressão em laboratório, utilizando células de carga para medição do volume de água captado nos coletores dispostos em dois raios únicos ao alcance do aspersor. Utilizou-se de uma configuração composta por um microcomputador PC/AT 386, uma placa de conversão AnalógicalDigital(AIO) de 32 canais diferenciais, três placas de condicionamento de sinais de 8 canais, 16 conjuntos Coletores-Transdutores (C-T) compostos por uma célula de carga, fonte de alimentação, um transdutor de pressão, um medidor de vazão, um conjunto motobomba e uma balança eletrônica de precisão. Realizaram-se quatro ensaios com o aspersor Naan 50l-V, bocal de 1,6 mm, com duração de duas horas a uma pressão de serviço de 195 kPa. Efetuaram-se as leituras do volume de água no coletor dos conjuntos (C-T) pelo SAD e por pesagem na balança para comparação entre os métodos. O sistema possibilitou realizar leituras do volume de águua precipitado nos coletores aos 30, 60, 90 e 120 minutos do ensaio, totalizando-se quatro curvas do perfil de distribuição de água nos coletores. O volume aderido aos coletores foi medido por pesagem na balança para verificar sua influência no resultado do volume de água aplicado. Estes resultados, obtidos tanto pelo SAD como pela pesagem na balança, foram utilizados para gerar uma malha quadrangular de 6x6 metros para cada repetição e raios correspondentes, fornecendo valores de lâmina média aplicada, lâmina média <25% e os Coeficientes AELQ, UD e CUCoAs leituras realizadas pelo SAD do volume de água aplicado nos coletores foram estatisticamente iguais às leituras obtidas por pesagem na balança digital segundo o teste de Tukey, ao nível de 5% de significância. Os resultados indiretos de Lâminas e Coeficientes gerados para uma malha de 6x6 m foram estatisticamente iguais para o teste de Tukey, a 5% de significância, quando calculados através dos volumes lidos pelo SAD(C-T) e pela balança digital, exceto para o coeficiente AELQ. O SAD apresentou um valor de desvio padrão máximo de 0,347 ml entre todas as medidas realizadas. O volume aderido aos coletores apresentou uma curva decrescente ao longo do raio com valores significativos em torno de 9% da lâmina média aplicada no coletor, sugerindo a necessidade de uso de antiaderente ou de aumento do volume médio coletado. Finalmente, o sistema utilizado não apresentou problemas de operação, é de fácil instalação, não necessitando de conhecimentos específicos para sua montagem / Abstract: The water distribution pattern is one of the most important sprinkIer caractheristics. This knowledge is necessary to develop researches, models, quality control and irrigation system designoTrying to obtain an automatized data collection, it was made tests with load cells to analyse their possible use as a water volume sensor applyed in sprinkIer tests. lt was used two load cells ofO.5 and 1.0 Kgfnominal capacity, a data acquisition system, formed by a XT 12 bits microcomputer, an analog-to-digital (A/D) converted board, and the AQDADOS program for the system management. The collector-transducer system was formaed by the load cell and the collectors. A test calibration for the cells was conduct. Other tests were made such as: response linearity, water satbilization in the collector and hysteresis. All these calibrations showed correlation in 100%. The stabilization of the water reading for both cells represented no significativetime when compared to the sample time and small collisions (impact) on the collector didn't affect the average reading. The cell's behavior was similar for hysteresis. The cells showed better precision than the manual reading of the water leveI collected. The results showed that the use of 0.5 and 1.OKgf load cells in the automatization of sprinklers tests is feasible / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador : Jose Euclides Stipp Paterniani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:08:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Airoldi_RogerioPereiradaSilva_M.pdf: 1392234 bytes, checksum: 103797af8c17e58e39b489b1f1f0398d (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-11T18:13:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1638554 bytes, checksum: 4f960eda5312d0e48d3cbf2b89f5d14a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T18:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1638554 bytes, checksum: 4f960eda5312d0e48d3cbf2b89f5d14a (MD5) Previous issue date: 2014-07-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atualmente e, provavelmente, no futuro, a agricultura irrigada terá que se adequar à realidade da escassez de água. A falta d’água para irrigação será a regra e não a exceção. O foco do manejo da irrigação será distinto do atual, enfatizando a produção por unidade de área, para a maximização da produção por unidade de água consumida, o que já ocorre em diversas áreas. Para avaliar os efeitos do estresse hídrico e otimizar o uso da água, em condições limitantes, melhorando a sustentabilidade e rentabilidade da produção agrícola serão cada vez mais utilizados os modelos de simulação e crescimento de culturas. A organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO), atenta à essa necessidade, desenvolveu um modelo de simulação de resposta de produção à necessidade hídrica das culturas (AquaCrop). No presente estudo, o AquaCrop foi parametrizado e validado para as cultivares RB92579, RB867515, RB93509, SP81-3250, SP79-1011 e CTC9 de cana-de- açúcar (Saccharum officinarum L.), utilizando o conjunto de dados de seis experimentos realizados em diferentes regiões do Brasil. Em Coruripe-AL, a cultura foi conduzida sob sequeiro e, em Carpina-PE, Rio Largo-AL e Juazeiro- BA, a cultura foi conduzida com irrigação, sendo que em Goianésia-GO, por sua vez, foram utilizados diferentes regimes hídricos: sequeiro com aplicação de 100 mm de salvamento, irrigação correspondente a 50% da ITN e 100% da ITN. A avaliação do modelo foi feita utilizando o coeficiente de determinação (r2), índice de Willmott (d), índice de eficiência de Nash-Suctlife (E) e a raiz do erro quadrático médio (REQM), como indicadores estatísticos. Bons resultados foram obtidos na parametrização e validação do modelo, apresentando pequenos erros na simulação da produção de biomassa seca da parte aérea e na biomassa final. Todavia, constataram-se os maiores erros na simulação da cobertura do solo pelo dossel, nas condições de sequeiro. O modelo não foi capaz de representar o fenômeno de aumento na produção de sacarose, no final do ciclo, com a acurácia e a precisão desejadas. A limitação do modelo advém do fato de que o mesmo não fornece a produção de colmo (TCH) nem a produção de sacarose, fazendo necessária a utilização de índices de umidade e particionamento da biomassa, para a conversão da biomassa seca total em TCH. Observou-se uma variação nos valores de produtividade da água (WP) entre cultivares, o que contradiz a premissa dos autores do modelo, de que este parâmetro pode ser aplicado a uma ampla gama de cultivares. A facilidade de uso do modelo AquaCrop, o pequeno número de parâmetros de entrada e os pequenos erros de estimativa da biomassa final fizeram o modelo atuar como uma valiosa ferramenta para estimar a produtividade da cultura sob condições de sequeiro e/ou irrigação com déficit, além de permitir diferentes estratégias de gestão da água na agricultura, visando a melhorar a eficiência do uso da água, pelas culturas. / Currently, and probably in the future, irrigated agriculture will need to fit the reality of water scarcity. The lack of water for irrigation will be the rule and not the exception. The focus of irrigation management will change, emphasizing the production per unit of area for maximizing production per unit of water consumed, ie, water productivity, which already occurs in several areas. Simulation and crop growth models will be increasingly used to evaluate the effects of water stress and optimize the use of water in limiting conditions, improving the sustainability and profitability of agricultural production. The organization of the United Nations for Food and Agriculture (FAO), attentive to this need, developed a simulation model of yield response to crop water requirement (AquaCrop). In the present study, AquaCrop was parameterized and validated for RB92579, RB867515, RB93509, SP81-3250, SP79-1011 and CTC9 of sugarcane (Saccharum officinarum L.) cultivars using the data set from six experiments in different regions of Brazil. In Coruripe-AL, the culture was conducted under rainfed and Carpina-PE-AL Rio Largo and Juazeiro-BA, the culture was conducted under irrigation, and in Goianésia-GO different water regimes were used: rainfed with application of 100 mm of water, irrigation corresponding to 50% of total irrigation needed (ITN) and 100% of ITN. The evaluation of the model was made using the coefficient of determination (r2), Willmott index (d), the efficiency index of Nash-Suctlife (E) and the root mean square error (RMSE) as statistical indicators. Good results were obtained in the parameterization and validation of the model, showing small errors in the simulation of dry above ground biomass of and in the final biomass, but found the biggest mistakes in the simulation of ground cover by the canopy, in rainfed conditions. The model has not been able to represent the phenomenon of the increase in sucrose production by the end of the cycle with the desired accuracy and precision. The limitation of the model is that it does not provide the production of stem (TCH) and the production of sucrose. Therefore, it is necessary the use of humidity indexes and the partitioning of biomass for conversion of total dry biomass in TCH. There was a variation in the values of water productivity (WP) among cultivars, which contradicts the premise of the authors of the model, that this parameter can be applied to a range of cultivars. The ease of use of AquaCrop model, the small number of input parameters and small errors of estimative final biomass made the model serve as a valuable tool for estimating crop yield under rainfed conditions and/or irrigation deficit that enables different strategies for water management in agriculture, to improve the efficiency of water use by crops.

Orientador: Edson Eiji Matsura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FlaviodeOliveira_M.pdf: 4215789 bytes, checksum: 3f257a0d928e48ff44db27f5a4865013 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: o selamento superficial é caracterizado por constituir uma fina camada de partículas com uma organização e adensamento que dificultam a infiltração da água no perfil do solo. É originado através do impacto de gotas da água das chuvas naturais ou dc irrigações. Alguns cfeitos negativos causados por este fenômeno são: a diminuição da infiltração e do volume armazenado d'água no solo, o aumento do escoamento superficial com conseqüente aumento da erosão, a diminuição da genuinação e menores trocas gasosas entre a atmosfera e o solo. Estes efeitos promovem a queda da produção e da produtividade das culturas, muitas vezes até inibindo a germinação de plantas e em graus mais acentuados, leva a inviabilização das terras para o cultivo. Neste trabalho avaliou-se cinco diferentes métodos aplicados na caractcrização dos efeitos provocados pela irrigação por aspersão no selamento superficial de um solo Podzólico Venuelho-Escuro Eutrófico da região dc Mococa (S.P.). Os seguintes métodos de avaliação foram utilizados: gcrminação, resistência à penctração, salpicamento e determinação da densidade através da transmissão direta de raios-gama e da tomografia computadorizada. A ocorrência do sclamcnto superficial foi analisado em amostras de solo dispostas em três diferentes distâncias do aspersor e com três diferentes lâminas de água aplicada. Os métodos dc determinação da densidade utilizados se apresentaram viáveis para a caracterização do selamento superficial, onde observou-se a necessidadc de melhorar a resolução utilizada. Os métodos da germinação, resistência à penetração e salpicamento não caracterizaram dirctamente o selamento superficial, mas permitiram quantificar os seus efeitos. Em todos os métodos utilizados, os maiores efeitos foram observados nas maiorcs distâncias, as quais apresentaram os maiores diâmetros de gotas dojato de irrigação / Abstract: Soil surface sealing is characterized as an organized fine particle layer with high density which can reduce the soil infiltration rate. It is caused by the impact of rainfall or irrigation water droplets. The occurrence of the soil surface sealing can result in negative effects, such as, reduction of soil water intake and soil-water holding capacity, inercasing of runoff volume associated with erosion risks, rcduction in seed germination and less soil-atmospherc gaseous exchange. These effects can promote a loss of production and yield reductions. Sometime the plant germination inhibition is so high that can limitcd the soil cultivation. The objective of this research was to evaluate five ditrerent methods to determine the occurrence of the soil surface sealing causcd by sprinkler irrigation water applications. It was used in this work a Dark-Red Podzolic soil from the Mococa region, state of Sao Paulo. The following methods were evaluatcd: seed germination percentage, soil penetration resistance, particles detachment, density determinations through gamma-rays attenuation and computerized tomography. The occurrence of the surface scaling were analyzcd in soil samples placcd in three different distances from the sprinkler. The density determination methods showcd to be suitable to characterize the surface sealing occurrence, but its resolution levei have to be improved. Thc other evaluated methods (seed germination, soil penetration resistance and particles detachment) were not able to direct quantify the surface scaling process but allowcd to quantify its effects. Ali five uscd methodologics found the soil surface scaling occurrence more pronounced with increasing distance from the sprinkler nozzle duc to the increasing of droplets diameters along the jet trajectory / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia

Orientadores: Miguel Taube Netto, Jose Antonio Frizzone / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-20T02:43:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soliani_Renato_D.pdf: 3675153 bytes, checksum: 1970a8f2345b008690770d957e4d41de (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O objetivo deste trabalho é desenvolver modelos de Programação Matemática que possam auxiliar no planejamento de projetos "sistemas de irrigação por aspersão tipo pivô-central", dimensionamento, enfoque localização com na operação. o modelo que determina o diâmetro econômico da adutora do pivô-central tem como objetivo minimizar a somatória do custo fixa total com o custo energético, tomados em base anual. As restrições estabelecidas envolvem perda de carga, velocidade do fluxo de água e vazão do sistema. São obtidas soluções trabalhando com perda de carga calculada pelas fórmulas Universal e de Hazen-Williams. Uma comparação com dados de fabricante também é feita. o modelo de localização de pivôs-centrais tem como objetivo maximizar área irrigada. Total São estudadas situações a envolvendo pequenas áreas de fronteira irregular, por ser esta a situação mais usual oferece problemas em relação e que localização. As restrições operacionais evitam a superposição da área irrigada pelos equipamentos. O modelo para elaborar o planejamento da irrigação para os setores de pivôs-centrais visa maximizar a eficiência dos mesmos ou de modo equivalente, a obtenção do máximo lucro em unidades monetárias por unidade de volume água de empregada. As Restrições controlam a umidade do solo entre valores pré-determinados ao mesmo tempo em que compatibilizam o volume de água disponível com as necessidades hídricas em cada setor. o modelo para gerenciar a água que é destinada à irrigação fornece um programa para o acionamento dos pivôs-centrais segundo os dias e turnos de operação num dado horizonte de planejamento, atendendo as restrições de disponibilidade, minimizando o custo total de operação. Neste trabalho são obtidos modelos de programação matemática com estruturas particulares tais como "packing problem" e "Dantzig-Wolfe". São utilizados programas computacionais comerciais na resolução, uma vez que a especialização de algoritmos ou desenvolvimento de heurísticas, não foi objeto deste estudo. / Abstract: The objective of this work is the development of models for Mathematical Programming to be utilized as tools in the planning of center pivot systems for irrigation. Emphasis is given on design, location and operation. The first model developed to evaluate the economic diameter of the center pivot main line has as objective to minimize the fixed cost plus energetic cost in annual basis. Established restrictions include head loss, velocity and flowrates. Solutions are based on the Universal and Hazen-Williams equations. Results are compared with those by catalogs. The second model developed to localize the center pivot has the objective of maximize the total irrigated area. The main application is for irregularly shaped fields which is the most common situation. Operational restrictions avoid the o overlapping of irrigated areas. The third model developed to plan the center pivot sectors aims to maximize efficiency. Restrictions are set to control soil humidity in a pre-determinated range. The last model has the objective management and gives a program for the of irrigation water center pivot system operation according to a established schedule and try to minimize the total cost operation. Also, particular structures of mathematical programming models like IIpacking problem" and IIDantzig-Wolfe" are obtained. Commercial softwares are utilized to solve the above models, since the initial objective was not to develop algorithms or heuristcs. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Roberto Testezlaf / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-15T18:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mesquita_Marcio_M.pdf: 2438272 bytes, checksum: 82069e6658df10bdc4e42bc8a5723a16 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Filtros de areia são equipamentos recomendados no tratamento de água de irrigação em sistemas localizados, na presença de materiais orgânicos e inorgânicos. Contudo, o pouco conhecimento disponível na literatura e as informações técnicas dispersas, que não chegam ao produtor, limitam a operação e manutenção desses filtros de forma apropriada às nossas condições de qualidade de água. Buscando contribuir com informações que alterem essa situação, o presente trabalho teve como objetivo determinar a influência da granulometria das partículas de areia e da altura do leito filtrante no comportamento hidráulico de três modelos nacionais de filtros de areia com diferentes componentes internos de difusão e de drenagem, utilizando água limpa. Inicialmente, realizou-se um levantamento dos principais equipamentos comercializados no Brasil, identificando a sua origem e caracterizando suas estruturas, componentes e padrões operacionais. Em seguida, foram realizadas visitas técnicas a propriedades rurais, analisando o nível de operacionalidade dos filtros de areia em campo, identificando os principais problemas e possíveis falhas de funcionamento e/ou critérios adotados durante a operação desses equipamentos, utilizando uma metodologia de campo desenvolvida especificamente para esse objetivo. Na etapa experimental, caracterizaram-se fisicamente três amostras de areia pertencentes a diferentes intervalos granulométricos, que foram utilizadas na caracterização hidráulica dos filtros. Essa caracterização constituiu-se na determinação da perda de carga em função da taxa de filtração para a condição de filtros vazios e para três alturas de leito filtrante. Finalizando, realizou-se a validação de um modelo matemático que explicasse o comportamento físico da presença dos difusores e drenos no processo de filtragem para os equipamentos avaliados. O levantamento realizado demonstrou que os filtros comercializados no Brasil apresentam diferentes projetos de componentes ou partes internas, com poucas informações sobre o seu dimensionamento e também para a sua operação. As visitas técnicas aos produtores rurais detectaram o pouco conhecimento que estes possuíam sobre a operação de filtragem e retrolavagem em filtros de areia. Os resultados experimentais obtidos demonstraram que a variação da perda de carga é inversamente proporcional ao diâmetro efetivo dos grãos de areia e diretamente proporcional à altura da camada filtrante. Adicionalmente, verificou-se que o tipo de componentes internos interage diferentemente com a granulometria e altura da camada filtrante, modificando as características hidráulicas de operação dos filtros. O modelo matemático composto, H¿ = (ßo.eQ. ß1) + [?L. (aFV + ßF V2)], explicou adequadamente a variabilidade do comportamento hidráulico dos filtros avaliados com a presença dos seus diferentes componentes internos / Abstract: Sand filters are recommended for water treatment in localized irrigation systems in the presence of organic and inorganic materials. However, due to the little knowledge available on literature and scattered technical information, which do not reach the farmers, there are some limitation in the operation and maintenance of these filters appropriated to our water quality conditions. In search of contributing to understand this problem, this study had the objective to evaluate the influence of sand particles size distribution and the media layer depth on the hydraulic behavior of three national models of sand filters with different internal components of diffusion plate and drainage outlets, using clean water. Initially, it was performed a survey of the major equipment brands traded in Brazil, identifying their origin and characterizing their structures, components and operating standards. In a second step, technical visits were done to farms, examining sand filters operation level in the field, identifying the main problems and possible malfunctions and/or the operation criteria used in such equipments, using a field methodology developed specifically for this purpose. In the experimental lab phase, three samples of sand belonging to different grain size distribution intervals were physically characterized to be used in the trials. Using these samples, it were performed the hydraulic characterization of three models of national commercial brands of sand filters, determining the head loss in function of the filtration rate for the following conditions: empty filters and for three media layer depths. Finally, it was developed a validation procedure of a mathematical model to explain the physical behavior of the diffusion plates and drains types on filtering process for the sand filters tested. The survey showed that the filters sold in Brazil have different designs of components and internal parts, with little information about its drawing and field operation. The technical visits to the farmers found that they had little knowledge about the filtration and backwash operations. The experimental results demonstrated that the head loss variation is inversely proportional to the sand grains effective diameter and directly proportional to the media layer depth. Additionally, it was verified that the internal filter parts interact differently to the particle size and the filter layer depth modifying the hydraulic operation. The proposed composed mathematical model: H¿ = (ßo.eQ. ß1) + [?L. (aFV + ßF V2)], adequately explained the variability of filter hydraulic behaviors considering the presence of theirs internal parts / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Roberto Testezlaf / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T15:27:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Deus_FabioPoncianode_D.pdf: 3789780 bytes, checksum: 28bcab8caeed4c093a51c402f46be203 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A dificuldade em definir parâmetros operacionais nos processos de filtração e retrolavagem em filtros de areia utilizados na irrigação localizada é causada pela complexidade de fixar adequadamente os valores da taxa de filtração e da vazão de retrolavagem a partir das características físicas da areia e dos componentes internos do equipamento. Neste contexto, o presente trabalho visou contribuir com informações técnico-científicas sobre o comportamento da eficiência de remoção nos processos de filtração e retrolavagem de um modelo comercial de filtro de areia para diferentes condições de operação e características físicas da areia, para um determinado nível de contaminação da água. Os ensaios experimentais, realizados em três filtros de areia de um mesmo modelo comercial, basearam-se na utilização combinada de três granulometrias de areia (fina, média e grossa) e quatro taxas de filtração (20, 40, 60 e 75 m3 m-2 h-1), em três ciclos de filtração (C1, C2 e C3). Os ensaios de filtração tiveram duração fixa de quatro horas, sendo os ensaios de retrolavagem realizados nos leitos contaminados pela filtração, com duração fixa de quinze minutos depois de atingida uma expansão de 25% do leito filtrante. Os parâmetros de perda de pressão e eficiência de remoção em ambos os processos foram avaliados ao longo do tempo de ensaio. De maneira geral, a filtração foi efetiva na remoção de partículas em suspensão na água a partir do tamanho correspondente à areia fina, com a retenção ocorrendo predominantemente na camada superficial do leito filtrante. O valor da eficiência de remoção na filtração aumentou com o incremento da taxa de filtração, com a diminuição da granulometria de areia, e reduzindo a sua efetividade com o tempo de filtração. Na retrolavagem, as velocidades superficiais utilizadas para a manutenção dos 25% de expansão do leito filtrante determinaram os maiores índices de sólidos removidos e de eficiência de limpeza nas camadas dos leitos filtrantes com maior nível de contaminação, com diminuição dos seus valores nos ciclos de filtração posteriores. A metodologia de avaliação da filtração utilizando informações de sólidos retidos na areia se mostrou com maior potencial de representatividade quando comparado à metodologia convencional de coleta pontual de amostras de água / Abstract: The difficulty in defining operating parameters in filtration and backwash processes of the sand filter used in localized irrigation is caused by the complexity to set suitably filtration rate and backwash flow from physical characteristics of the sand and of internal components of the equipment. In this context, this work aims to contribute with technical-scientific information about the behavior of the filtration and backwash processes removal efficiency in a commercial model of sand filter for different operation conditions and sand physical characteristics, for a defined water contamination level. Experimental trails, performed in three sand filter of the same commercial model, were based in the combined use of three sand particle sizes (fine, medium and coarse) and four filtration rates (20, 40, 60 e 75 m3 m-2 h-1), in three filtration cycles (C1, C2 e C3). The filtration tests had fixed period of four hours and the backwash trails were performed in the unclean beds produced by filtration, with 15 minutes duration, after reached an filtration bed expansion of 25%. The parameters of pressure loss and removal efficiency in both processes were evaluated over the experimental time. Usually, the filtration was effective to remove suspended water particles up to the size corresponding to fine sand, with predominant action on the surface filter layer The value of filtration removal efficiency increased with increasing values of the filtration rate, with decreasing of sand particle size and reducing its effectiveness with filtration time. In the backwash process, the superficial velocities used to maintain the filtration layer expansion of the 25% determined highest rates of removed solids and cleaning efficiencies in layers with higher contamination levels, with decreasing values along the cycles. The filtration assessment methodology using values of solids retained in the sand showed the greatest potential of the representativeness in the evaluation process when compared to conventional methods of point water samples collected over time / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Roberto Testezlaf, Edson Eiji Matsura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-23T17:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrarezi_RhuanitoSoranz_D.pdf: 5899539 bytes, checksum: e34ae1ed734a1ae34008af248708220d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A subirrigação tem potencial para reduzir as perdas de água e nutrientes em sistemas de produção de mudas cítricas por permitir a recirculação e o reuso da solução nutritiva (SN), promover economia de fertilizantes e reduzir o seu descarte inadequado no meio ambiente. O objetivo desse experimento foi estabelecer o manejo hídrico e nutricional para produção de porta-enxertos (PE) de limão Cravo em tubetes, na fase de sementeira, usando mesas de subirrigação automatizadas por sensores capacitivos para monitoramento da umidade e controle da irrigação. Os tratamentos testados foram quatro conteúdos volumétricos de água (CVA) do substrato para acionamento da irrigação (0,12; 0,24; 0,36 e 0,48 m3 m-3), três concentrações de nutrientes na SN (25%, 50% e 75% da recomendação de adubação para PE em tubetes) e um tratamento adicional (sistema de produção do viveirista, com irrigação manual por chuveiro), arranjados no delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial 4×3+1, com três repetições. A automação foi realizada conectando-se sensores capacitivos a um sistema de controle computacional formado por data logger, multiplexador e controladores de saídas, que acionavam bombas submersas de irrigação de acordo com valores de CVA estabelecidos como tratamentos. Ao longo do período experimental, houve monitoramento do CVA e do número de acionamentos da irrigação. Semanalmente, realizou-se a reposição e medição do volume total de SN aplicado, determinação de pH e condutividade elétrica (CE) dos substratos, avaliação da presença de pragas e doenças e do índice de área foliar (IAF). Aos 0, 30, 60 e 90 dias após o início do experimento, realizaram-se amostragens para análises de macro e micronutrientes nas plantas, substratos e SN, e determinação da altura das plantas, diâmetro de caule, massa seca de parte aérea e das raízes e área foliar total (AFT). Ao final do experimento, realizou-se análise fitopatológica para detecção de Phytophthora spp. no substrato e na SN, avaliação da diagnose nutricional visual e das perdas na produção, aparecimento de algas, determinação nas folhas das plantas da concentração intracelular de CO2 (Ci), transpiração (E), condutância estomática (gs), fotossíntese líquida (A) e da eficiência do uso da água (E.U.A.). Os resultados indicaram que os sensores foram eficientes no monitoramento da umidade e controle da subirrigação, sendo que os tratamentos com maior valor de CVA apresentaram maior umidade e número de acionamentos da irrigação (p < 0,0001). Houve aumento de aproximadamente 100% no volume total de SN aplicada à medida que se elevaram os valores de CVA a cada 0,12 m3 m-3 (p < 0,0001), decréscimo do pH e aumento da CE no substrato dos tratamentos com maior concentração de SN e maior CVA para acionamento da irrigação (p < 0,0001). As plantas apresentaram aumentos significativos do IAF, altura, diâmetro de caule, massa seca de parte aérea e das raízes e área foliar total (AFT) (p < 0,0001) à medida que os níveis de SN e CVA aumentaram. Houve resposta significativa aos diferentes tratamentos de SN e CVA de acionamento para concentração de nutrientes no substrato e na SN dos reservatórios de 121 L e para o teor de nutrientes na parte aérea e sistema radicular. Os tratamentos com CVA de 0,12 m3 m-3 promoveram a morte de diversas plantas por estresse hídrico. Os valores de Ci, E, gs, A e E.U.A. foram significativamente maiores nas plantas com maiores concentrações de SN e valores de CVA (p < 0,001). O tratamento com a concentração de SN 50% e CVA de 0,48 m3 m-3 promoveu maior crescimento em altura, diâmetro, massa seca e área foliar total dos PE de Limão Cravo. A subirrigação permitiu a antecipação no período de transplantio para realização da enxertia, possibilitando um ciclo de cultivo extra no viveiro por ano. O período de retorno da substituição do sistema convencional de irrigação manual por chuveiros obtido somente com o valor economizado pela redução do uso de mão de obra, redução da concentração de SN para 50% e eliminação do descarte de fertilizantes foi de 5,6 anos / Abstract: Subirrigation has the potential to reduce water and nutrients losses in citrus seedlings production systems due to the nutrient solution (NS) recirculation and reuse, promoting fertilizer savings and the reduction of its improper disposal into the environment. The objective of this study was to establish the water and nutritional management for Rangpur lime rootstock production in cone-tainers at the sowing stage, using subirrigation benches automated by capacitance sensors to monitor moisture and control irrigation. The applied treatments were four substrate volumetric water content (VWC) to trigger irrigation (0.12, 0.24, 0.36 and 0.48 m3 m-3), three nutrient concentrations of the NS (25%, 50% and 75% of the fertilizer recommendation for citrus rootstocks production) and an additional treatment (nursery production system with manual irrigation using a shower), in a completely randomized experimental design with three replications in a 4×3+1 factorial. Automation was accomplished by a capacitance sensor connected to a data logger, a multiplexer and relay drivers, which were plugged to submersible pumps. The irrigation was performed according to the VWC thresholds. Throughout the experiment, we monitored VWC and the number of irrigations. Weekly, we replenished the tanks and measured the total volume of NS applied, and determined the substrate pH and electric conductivity (EC), the presence of pests and diseases and the leaf area index (LAI). At 0, 30, 60 and 90 days after the experiment starting, we sampled plants, substrates and NS for macro and micronutrients analyzes, and determined plant height, stem diameter, shoots and roots dry mass and total leaf area (LA). At the end of the experiment, we performed phytopathological analysis to detect Phytophthora spp. in the substrate and NS, diagnosed visual symptoms of nutritional deficit, assessed the production losses, counted the number of benches contaminated with algae, and determined the leaf intracellular concentration of CO2 (Ci), transpiration (E), stomatal conductance (gs), net photosynthesis (A) and water use efficiency (WUE). The results indicated that the sensors were effective to monitoring the substrate moisture and controlling subirrigation, and the treatments with highest VWC had higher moisture and number of irrigations over time (p < 0.0001). There was an increase of approximately 100% in the total volume of water applied as VWC values increased 0.12 m3 m-3 (p < 0.0001), a decrease in substrate pH and an increase in the substrate EC in treatments with higher substrate concentration of NS and higher VWC to trigger irrigation (p < 0.0001). The plants showed significant increases of LAI, height, stem diameter, shoots and roots dry mass and LA as the levels of NS and VWC increased (p < 0.0001). There were significant responses to different treatments of NS and VWC to trigger irrigation in the concentration of nutrients in the substrate and in the NS of 121 L tanks, and in the nutrient content in shoots and roots. Treatments with VWC of 0.12 m3 m-3 promoted the death of several plants by drought. The values of Ci, E, gs, A and WUE were significantly higher in plants with higher concentrations of NS and VWC thresholds (p < 0.001). Treatment with NS concentration of 50% and VWC of 0.48 m3 m-3 promoted higher plant height, stem diameter, dry mass, and total leaf area of Rangpur lime rootstocks. Subirrigation permitted the anticipation of transplant for grafting, allowing another cultivation cycle in the nursery during the year. The payback period for the replacement of the manual overhead system by subirrigation only with the savings obtained for the labor elimination to perform irrigation, the reduction in the NS concentration of 50%, and the elimination of the fertilizer disposal was 5.6 years / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Roberto Testezlaf / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-15T11:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salvador_ConanAyade_M.pdf: 2153491 bytes, checksum: 07c1fb1dc7e368cb888cc1341cf07208 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O manejo hídrico-nutricional das plântulas na produção de porta-enxertos de mudas cítricas na fase sementeira, realizado por sistemas de aspersão operados manualmente, apresenta o problema ambiental do descarte da água ou solução residual proveniente da fertirrigação. O rejeito hídrico do sistema de produção tem como destino o próprio solo e pode, desta forma, atingir lençóis freáticos e contaminar os recursos hídricos da bacia hidrográfica onde está localizada a propriedade. Buscando uma solução para essa problemática, o presente projeto teve como objetivo desenvolver um equipamento de irrigação que aplique água por capilaridade para ser empregado na produção de porta-enxertos de mudas cítricas, na fase de sementeira e que possibilitasse o uso racional dos recursos hídricos nesse setor. Inicialmente, realizou-se um diagnóstico das características tecnológicas da irrigação utilizada pelos viveiristas, por meio do preenchimento de um questionário. Em uma segunda etapa do trabalho, avaliou-se o desempenho da irrigação empregada pelos produtores de mudas, estimando a eficiência da irrigação e as perdas de água e de sais, utilizando uma metodologia desenvolvida especificamente para esse objetivo. Com os resultados das etapas anteriores, foram desenvolvidas propostas de equipamentos, seguido da construção de protótipos e testes preliminares. Executou-se a caracterização hidráulica do protótipo escolhido, com e sem a presença de tubetes preenchidos com substratos, com a determinação das curvas características de vazão versus pressão para três pressões de serviço (10 kPa, 15 kPa e 20 kPa) e estimando-se o tempo e volume de enchimento. Monitorou-se, nos ensaios com substrato, a subsidência e perda de substrato e o armazenamento de água, entre as quatro aplicações de água. Por fim, realizou-se a simulação da operação deste equipamento em campo. Os resultados da pesquisa confirmaram que o produtor de porta-enxertos de mudas cítricas característico do estado de São Paulo, no ano de 2007, tinha uma área de produção entre 1001 m2 a 3000 m2; produzia até 80.000 mudas anualmente; utilizava casca de pinus como substratos; empregava chuveiros ou tubos perfurados como sistemas de irrigação juntamente com fertirrigação, não utilizando técnicas para o manejo da irrigação. As avaliações de desempenho da irrigação na produção de porta-enxerto de mudas cítricas na fase de sementeira confirmaram que esta atividade é realizada sem controle efetivo da lâmina aplicada gerando baixas eficiências de irrigação, com perdas significativas de água e fertilizantes. O equipamento desenvolvido demonstrou potencialidades no aprimoramento do manejo e na automação do processo, se mostrando uma alternativa tecnológica viável para esse sistema de produção / Abstract: The water and nutrition management in the production of citrus rootstocks in the seedling phase performed by sprinkler systems, manually operated, presents the environmental outcome of water or residual solution disposal from the fertigation. The generated wastewater is generally discarded directly in the soil with the risk to reach the groundwater and contaminate the watershed water resources where the property is located. Looking for a feasible technical alternative to solving this problem, this research aimed to develop an irrigation system that applied water by capillary action to be employed in the production of citrus rootstocks in the seedling stage that would allow the appropriate water resources use in this sector. Initially, it was carried on the assessment of the characteristics of irrigation used by citrus nurseries growers by fill in a feedback form. In the second stage of the study it was evaluated the irrigation system performance used by producers, estimating the efficiency of irrigation and water and salt losses, using a field methodology developed specifically for this purpose. With the results of the previous steps, it was developed and design equipment proposals, followed by construction of prototypes with preliminary testing. Afterwards, the chosen prototype was hydraulically characterized with the determination of the flow rate and pressure relationship for three operating pressures (10 kPa, 15 kPa and 20 kPa), estimating the time and filling volume of the equipment. The substrate subsidence and material loss were monitored during the hydraulic trails, estimating the substrate water storage in the four water applications. Finally, a field simulation of the equipment was performed to compare with the conventional irrigation. The survey results confirmed that the producer of citrus rootstocks characteristic of the state of Sao Paulo in 2007, had a production area from 1001 m2 to 3000 m2, producing up to 80,000 seedlings annually, used pine husk as substrates; employed showers or perforated pipes and irrigation with fertigation, not using techniques for irrigation. Performance appraisals of irrigation in the production of citrus rootstocks in the seedlings stage confirmed that the irrigation activity in the citrus rootstock production during the seedling phase is performed without effective control of the applied depth, generating low irrigation efficiencies with significant losses of water and fertilizers. The developed capillarity equipment, despite showing a low performance, has shown potential to improve the management and automation of the process, proving to be a viable alternative technology for this production system / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola