A ocorrência de ventos pode modificar a distribuição da água aplicada por microaspersores, comprometendo a eficiência e a uniformidade de aplicação. Os ensaios para avaliar essa distribuição são, geralmente, demorados sem que se consiga, muitas vezes, realizar as avaliações em todas as condições operacionais e ambientais necessárias. O uso de modelos matemáticos para simulações computacionais possibilita, assim, uma combinação mais diversificada e rápida das análises pretendidas. Apesar de ser considerada, normalmente, como um método de irrigação localizada, a microaspersão apresenta características hidráulicas e de operação mais próximas à aspersão do que ao gotejamento. Os modelos de simulação desenvolvidos para os sistemas de aspersão podem, assim, ser utilizados na microaspersão. O presente trabalho teve como objetivo geral, avaliar o desempenho de um modelo balístico, desenvolvido originariamente para sistemas de aspersão convencional, na simulação da distribuição de água aplicada por microaspersores operando sob condição de vento. As avaliações experimentais foram realizadas em condições de laboratório empregando-se microaspersores da marca Dan 2001, com diâmetros de bocais iguais a 0,84 mm (violeta), 1,00 mm (cinza), 1,10 mm (marrom), 1,25 mm (azul), 1,33 mm (verde), 1,48 mm (laranja) e 1,75 mm (amarelo). Os bocais violeta, cinza e marrom trabalharam com rotor preto e os demais bocais trabalharam com rotor azul. O efeito do vento foi provocado artificialmente empregando-se um conjunto de quatorze ventiladores de 200 W de potência e 0,50 m de diâmetro interno. Para as simulações da distribuição de água foi utilizado o programa computacional SIRIAS (SImulación de RIego por ASpersión), desenvolvido para aspersores convencionais e que se baseia na teoria balística das trajetórias de gotas. As simulações da distribuição de água na ausência de vento apresentaram desempenhos considerados ótimos para todos os bocais analisados. Por sua vez, o desempenho do modelo para simular a distribuição de água na presença de vento variou conforme o bocal e o rotor utilizado. Para os bocais que empregaram rotor preto, o desempenho foi classificado como péssimo para o de cor violeta e muito bom para os bocais cinza e marrom. Para os demais bocais que operaram com rotor azul o desempenho foi considerado regular. / Wind occurrence can modify water distribution by microsprinklers, reducing application efficiency and uniformity. Experimental tests to evaluate this distribution are, normally, cumbersome and frequently they can not be realized at all the operational and environmental conditions. The use of mathematical models for computational simulations permits, therefore, a more diversified and quickly combination of the intended analyses. Although it can be considered as a localized irrigation method, microsprinklers present operational and hydraulic characteristics closer to sprinkler than to drip irrigation. Simulations models developed for sprinkler systems can, therefore, be employed by microsprinklers. The present work had as a general objective the evaluating of a ballistic model, originally developed for sprinkler systems, on simulating water distribution by microsprinklers under windy condition. Experimental tests were carried out in laboratory using Dan 2001 microsprinklers with nozzle sizes of 0.84 mm (violet), 1.00 mm (gray), 1.10 mm (brown), 1.25 mm (blue), 1.33 mm (green), 1.48 mm (orange) and 1.75 mm (yellow). The violet, gray and brown nozzles operated using black spin and the others used blue spin. The wind effect was artificially simulated using fourteen fans (200 W power). Computational simulations were run employing the software SIRIAS, that is based on a ballistic model originally developed for sprinkler systems. Water distribution simulations in conditions of wind absence presented excellent performance for all the analyzed nozzles. In the other side, the model performance for windy condition varied according the nozzle and the utilized spin. For the black spin nozzles the performance was classified as very bad, for the violet one, and very good, for the gray and brown nozzles. For the others nozzles, that operated with blue spin, the performance was considered as regular.

O microtubo é um emissor simples, de baixo custo, com a grande vantagem de melhor adaptação em condições de topografias onduladas e montanhosas, onde a pressão na linha lateral varia consideravelmente. Este estudo constitui a elaboração de um modelo para dimensionamento hidráulico de microaspersores, cujo emissor é um microtubo de tamanho variável. O fundamento teórico do estudo baseia-se na premissa da compensação da perda de carga na linha lateral e das diferenças topográficas do terreno, através da variação do comprimento do microtubo. Os objetivos específicos deste trabalho foram: determinar as características hidráulicas do microtubo; desenvolver um modelo para dimensionamento do sistema de irrigação proposto e sugerir um defletor para o microaspersor; avaliar a uniformidade de vazão ao longo de linhas laterais experimentais em declive e desenvolver uma planilha eletrônica, para dimensionamento de microtubos. Dois microtubos de diferentes diâmetros foram utilizados neste estudo. Entre as características hidráulicas determinadas, estão o diâmetro interno real, relação vazão-pressão e pressão-comprimento. A determinação do diâmetro interno médio dos microtubos foi realizada em laboratório através da medida de fluxo sob regime laminar e pelo projetor ótico de perfil. Uma equação resultante da combinação das equações de energia desenvolvida por Bernoulli e Darcy-Weisbach além da equação de Hagen-Poiseuille para cálculo do fator de atrito (f), foi deduzida para cálculo do diâmetro. Uma bancada de ensaios foi montada para realização dos ensaios. Os experimentos foram realizados numa faixa de número de Reynolds entre 8000 e 17000, portanto regime de escoamento turbulento. A equação de Darcy-Weisbach foi utilizada para cálculo da perda de carga total e a equação de Blasius foi utilizada para cálculo do fator de atrito (f). Duas laterais foram dimensionadas e instaladas em diferentes declividades (0,5 e 2,3 %). Medidas de dispersão foram utilizadas para avaliar e classificar o sistema de irrigação. Dois modelos de defletores foram desenvolvidos em laboratório, e avaliados em termos de distribuição espacial da água e facilidade construtiva. A análise dos resultados experimentais foi realizada em bases empíricas e teóricas. A avaliação hidrodinâmica do diâmetro dos microtubos aproximou-se muito da determinação através do projetor ótico de perfil, o que indica ser uma alternativa viável para o dimensionamento. A estimativa da pressão de operação do microaspersor baseada nas equações propostas foi bem próxima à pressão observada. O modelo empírico estimou o comprimento do microtubo em função da pressão com bastante precisão, consequentemente a uniformidade de vazão ao longo da lateral foi classificada como excelente em ambas as situações de declive, com coeficientes superiores a 95 %. Uma análise de sensibilidade para estimar as implicações no desempenho hidráulico do sistema, dos erros ou das mudanças nas variáveis envolvidas no dimensionamento, mostrou que o desempenho do emissor é extremamente sensível ao diâmetro do microtubo. Baseado nos resultados obtidos com os ensaios de distribuição pode-se afirmar que é necessário um maior aprofundamento no projeto do defletor do microaspersor. Em geral, a metodologia proposta oferece a possibilidade de ajustar quaisquer variações na carga de pressão ou na topografia do terreno e assim, obter vazão constante ao longo da linha lateral. / The microtube is a simple and cheap emitter which has advantage of be suitable for undulating and hilly conditions, where pressure in the lateral line varies considerably. This study aims to develop an empirical approach to the design of a novel micro-sprinkler that uses microtube as the emitters whose length is variable. The theoretic concern is the irrigation system should be designed to compensate variations along lateral line as a function of the friction loss and elevation. General objectives were: hydraulic characterization of the microtube; empiric equations to design; to develop a kind of deflector; to evaluate application uniformity for micro-sprinkler and to do a worksheet to design this system. The relationship between discharge, pressure, and length for microtube emitters of two different diameters were done. The diameter was measured based on flow measurements under laminar flow condition and by accurate optical equipment. Combination of the energy (Bernoulli) and Darcy-Weisbach equations and Hagen-Poiseuille equation (friction factor laminar flow) gives the diameter. A test table to do tests was built. The range of Reynolds numbers during the experiment was 8,000 to 17,000, then turbulent flow. The friction head losses were calculated using the Darcy-Weisbach equation and the friction factor by Blasius equation. Two experimental lines were designed and laid on different slopes (0.5 % and 2.3 %). To evaluate the uniformity of application of water, dispersion measures are used. Two deflectors were created and tested in the laboratory by spatial distribution analysis and easily to manufacture. The data was analyzed by theoretical and empirical approaches. The diameter values of the microtubes were very close to those by optical equipment, then it is a good alternative method to determinate the diameter of the microtube. The pressure observed values were very close to estimated. The empirical approach determined the length required for the microtube emitters with high accuracy, consequently the flow rate uniformity along lateral line was excellent for both laterals, their uniformity coefficients were above 95%. A sensitivity analysis to estimate the implications of errors or changes in key variables on the hydraulic performance of this system showed that the emitter performance is particularly sensitive to the emitter diameter. The deflector tests results showed low spatial uniformity, so we can say that it is necessary more studies at this part of this micro-sprinkler. Finally, the methodology proposed allow adjust any head pressure or elevation variations to high uniformity along of lateral line.

A inovação tecnológica é o caminho mais viável para desenvolver uma agricultura sustentada no Brasil. Portanto, o país deve investir nos setores que possam produzir tecnologias inovadoras, adequadas as suas condições peculiares e de custo mais acessível, em substituição à dependência por produtos importados. Dentro desse contexto, este trabalho tem os objetivos de desenvolver anteparos de microaspersor com boa uniformidade de distribuição para trabalhar com sobreposição e adaptar a técnica desenvolvida por Almeida, Botrel e Smith (2008) para os microaspersores convencionais. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Hidráulica e na área experimental do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, onde foram desenvolvidos e avaliados os protótipos de microaspersores, e avaliado o desempenho da adaptação do microtubo aos microaspersores comerciais. Para o desenvolvimento dos protótipos de microaspersores foram testados diversos materiais e processos. Os materiais utilizados foram argila, gesso, biscuit, massa de modelar, pedra talco e os tarugos de PVC, technyl, teflon e polipropileno. Já os processos foram o torneamento mecânico, modelagem e a prototipagem rápida. O desempenho da adaptação dos microtubos aos microaspersores comerciais foi avaliado através de testes em laboratório e no campo. A relação comprimento de microtubo versus pressão de operação versus vazão foi determinada, em seguida, avaliou-se a uniformidade de distribuição de água na linha lateral. Utilizou-se os coeficientes de uniformidade de Christiansen, o da uniformidade de distribuição e o da uniformidade estatística na avaliação do desempenho dos emissores. O PVC e o tecnyl foram os materiais que apresentaram mais facilidade na construção das bailarinas, porém, o PVC foi o escolhido devido ao melhor acabamento. As melhores sobreposições ocorreram com o protótipo de 6 canaletas com 350 e duas canaletas diferenciadas. Os ajustes realizados nos protótipos iniciais que não funcionaram contribuíram significativamente para que o protótipo desenvolvido alcançasse resultados positivos. A geometria das bailarinas, ângulo e número de canaletas afetaram o desempenho do modelo, sendo que, os de maiores ângulos apresentaram uniformidade de distribuição de água mais satisfatórias. A utilização da técnica de microtubos se adapta a microaspersores convencionais, uniformizando a vazão ao longo da linha lateral. / The technology innovation is the way most feasible to develop a sustainable agriculture in Brazil. In this way, the country will have to invest in sectors which can produce innovation technologies, adequate to specific conditions and with cost more accessible, to replace the dependency from imported products. In this context, this work had to objective to develop microsprinkler spinner deflector with good distribution uniformity to work with overlap and adapt the microtubes techniques developed by Almeida, Botrel e Smith (2008) to commercial microsprinkler. Experiments in laboratory and field were carried out at Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, University of Sao Paulo, Brazil, where were developed and evaluated the microsprinkler prototypes and evaluated discharge uniformity along of lateral line with commercial micro-sprinklers and microtubes as emitter. In the development of the microsprinkler prototypes were tested a lot of materials and processes. The materials utilized were clay, biscuit, plaster, modeling mass, talc stone, PVC, technyl, teflon and polypropylene. The processes were mechanic tournament, modeling and the rapid prototyping. The performance of micro-sprinkler irrigation system with microtube emitters was evaluated both laboratory and field tests. Microtube pressure-length-discharge relationship was determinate and discharge distribution uniformity along of lateral line was evaluated. Uniformity Coefficient from Christiansen (CUC), Distribution Uniformity (DU) and Uniformity Statistic (Us) were used as indicators for evaluation of performance of emitters. Among the tested materials, the PVC and the technyl showed more facility in the deflector build, however, the PVC was choose due the better finish small channels. The rapid prototyping process provided the better finish in the deflector. In the proposed overlap, the better overlap arrangement occurred with the prototype of 6 channels with 350 and two channels differentiated. The developed prototypes which not worked and the adjustments did in them, contributed significantly to reach positive results in prototypes. The deflector geometric, angle and number of channels affected directly the performance of microsprinklers, nevertheless, the biggest angle showed water distribution uniformity more satisfactory. The utilization of microtubes techniques adapted well in conventional microsprinklers, and provided good uniformity in the discharge in lateral line.

Este trabalho teve como objetivo, desenvolver um programa computacional em linguagem Visual Basic Application® para dimensionamento da malha hidráulica de sistemas de irrigação localizada e simulação da operação em diferentes combinações de parcelas com funcionamento simultâneo (setores de operação), visando analisar o comportamento dos parâmetros dimensionais da malha hidráulica: vazão, velocidade da água, pressão real e nominal ao longo da tubulação, pressão de entrada no cavalete das parcelas e rendimento do conjunto moto-bomba. O modelo foi aplicado a um projeto hipotético de irrigação localizada por microaspersão com emissores autocompensantes na cultura de citros. As equações utilizadas para os cálculos da perda de carga foram Hazen-Williams e Darcy-Weisbach, podendo o usuário do aplicativo escolher entre as duas fórmulas para realizar as simulações desejadas. O aplicativo mostrou-se eficiente nos cálculos hidráulicos, permitindo ao usuário, por meio das simulações, escolher qual a combinação de parcelas de funcionamento associadas às características do conjunto moto-bomba e às necessidades do produtor em utilizar o sistema que melhor se ajusta ao projeto de irrigação. / This work aims to present, a computational tool, developed in Visual Basic Application® language, applied to trickle irrigation network design and to simulate different block combinations operation (set of parcels operated at the same time), in order to analyze the network parameters behavior: flow, water speed, real and nominal pressure along the pipeline, parcel input pressure and pump parameters. The model was applied to a trickle irrigation hypothetical citrus project. The equations proposed to calculate head loss are Hazen-Williams and Darcy-Weisbach; users can choose between them to accomplish the hydraulics simulations desired. The application was shown efficient in the hydraulic calculations, allowing to the user, through the simulations, to choose which combination of parcels operation that better adjusted to the irrigation project and water management.

Este trabalho teve como objetivo, desenvolver um programa computacional em linguagem Visual Basic Application® para dimensionamento da malha hidráulica de sistemas de irrigação localizada e simulação da operação em diferentes combinações de parcelas com funcionamento simultâneo (setores de operação), visando analisar o comportamento dos parâmetros dimensionais da malha hidráulica: vazão, velocidade da água, pressão real e nominal ao longo da tubulação, pressão de entrada no cavalete das parcelas e rendimento do conjunto moto-bomba. O modelo foi aplicado a um projeto hipotético de irrigação localizada por microaspersão com emissores autocompensantes na cultura de citros. As equações utilizadas para os cálculos da perda de carga foram Hazen-Williams e Darcy-Weisbach, podendo o usuário do aplicativo escolher entre as duas fórmulas para realizar as simulações desejadas. O aplicativo mostrou-se eficiente nos cálculos hidráulicos, permitindo ao usuário, por meio das simulações, escolher qual a combinação de parcelas de funcionamento associadas às características do conjunto moto-bomba e às necessidades do produtor em utilizar o sistema que melhor se ajusta ao projeto de irrigação. / This work aims to present, a computational tool, developed in Visual Basic Application® language, applied to trickle irrigation network design and to simulate different block combinations operation (set of parcels operated at the same time), in order to analyze the network parameters behavior: flow, water speed, real and nominal pressure along the pipeline, parcel input pressure and pump parameters. The model was applied to a trickle irrigation hypothetical citrus project. The equations proposed to calculate head loss are Hazen-Williams and Darcy-Weisbach; users can choose between them to accomplish the hydraulics simulations desired. The application was shown efficient in the hydraulic calculations, allowing to the user, through the simulations, to choose which combination of parcels operation that better adjusted to the irrigation project and water management.

A inovação tecnológica é o caminho mais viável para desenvolver uma agricultura sustentada no Brasil. Portanto, o país deve investir nos setores que possam produzir tecnologias inovadoras, adequadas as suas condições peculiares e de custo mais acessível, em substituição à dependência por produtos importados. Dentro desse contexto, este trabalho tem os objetivos de desenvolver anteparos de microaspersor com boa uniformidade de distribuição para trabalhar com sobreposição e adaptar a técnica desenvolvida por Almeida, Botrel e Smith (2008) para os microaspersores convencionais. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Hidráulica e na área experimental do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, onde foram desenvolvidos e avaliados os protótipos de microaspersores, e avaliado o desempenho da adaptação do microtubo aos microaspersores comerciais. Para o desenvolvimento dos protótipos de microaspersores foram testados diversos materiais e processos. Os materiais utilizados foram argila, gesso, biscuit, massa de modelar, pedra talco e os tarugos de PVC, technyl, teflon e polipropileno. Já os processos foram o torneamento mecânico, modelagem e a prototipagem rápida. O desempenho da adaptação dos microtubos aos microaspersores comerciais foi avaliado através de testes em laboratório e no campo. A relação comprimento de microtubo versus pressão de operação versus vazão foi determinada, em seguida, avaliou-se a uniformidade de distribuição de água na linha lateral. Utilizou-se os coeficientes de uniformidade de Christiansen, o da uniformidade de distribuição e o da uniformidade estatística na avaliação do desempenho dos emissores. O PVC e o tecnyl foram os materiais que apresentaram mais facilidade na construção das bailarinas, porém, o PVC foi o escolhido devido ao melhor acabamento. As melhores sobreposições ocorreram com o protótipo de 6 canaletas com 350 e duas canaletas diferenciadas. Os ajustes realizados nos protótipos iniciais que não funcionaram contribuíram significativamente para que o protótipo desenvolvido alcançasse resultados positivos. A geometria das bailarinas, ângulo e número de canaletas afetaram o desempenho do modelo, sendo que, os de maiores ângulos apresentaram uniformidade de distribuição de água mais satisfatórias. A utilização da técnica de microtubos se adapta a microaspersores convencionais, uniformizando a vazão ao longo da linha lateral. / The technology innovation is the way most feasible to develop a sustainable agriculture in Brazil. In this way, the country will have to invest in sectors which can produce innovation technologies, adequate to specific conditions and with cost more accessible, to replace the dependency from imported products. In this context, this work had to objective to develop microsprinkler spinner deflector with good distribution uniformity to work with overlap and adapt the microtubes techniques developed by Almeida, Botrel e Smith (2008) to commercial microsprinkler. Experiments in laboratory and field were carried out at Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, University of Sao Paulo, Brazil, where were developed and evaluated the microsprinkler prototypes and evaluated discharge uniformity along of lateral line with commercial micro-sprinklers and microtubes as emitter. In the development of the microsprinkler prototypes were tested a lot of materials and processes. The materials utilized were clay, biscuit, plaster, modeling mass, talc stone, PVC, technyl, teflon and polypropylene. The processes were mechanic tournament, modeling and the rapid prototyping. The performance of micro-sprinkler irrigation system with microtube emitters was evaluated both laboratory and field tests. Microtube pressure-length-discharge relationship was determinate and discharge distribution uniformity along of lateral line was evaluated. Uniformity Coefficient from Christiansen (CUC), Distribution Uniformity (DU) and Uniformity Statistic (Us) were used as indicators for evaluation of performance of emitters. Among the tested materials, the PVC and the technyl showed more facility in the deflector build, however, the PVC was choose due the better finish small channels. The rapid prototyping process provided the better finish in the deflector. In the proposed overlap, the better overlap arrangement occurred with the prototype of 6 channels with 350 and two channels differentiated. The developed prototypes which not worked and the adjustments did in them, contributed significantly to reach positive results in prototypes. The deflector geometric, angle and number of channels affected directly the performance of microsprinklers, nevertheless, the biggest angle showed water distribution uniformity more satisfactory. The utilization of microtubes techniques adapted well in conventional microsprinklers, and provided good uniformity in the discharge in lateral line.

O microtubo é um emissor simples, de baixo custo, com a grande vantagem de melhor adaptação em condições de topografias onduladas e montanhosas, onde a pressão na linha lateral varia consideravelmente. Este estudo constitui a elaboração de um modelo para dimensionamento hidráulico de microaspersores, cujo emissor é um microtubo de tamanho variável. O fundamento teórico do estudo baseia-se na premissa da compensação da perda de carga na linha lateral e das diferenças topográficas do terreno, através da variação do comprimento do microtubo. Os objetivos específicos deste trabalho foram: determinar as características hidráulicas do microtubo; desenvolver um modelo para dimensionamento do sistema de irrigação proposto e sugerir um defletor para o microaspersor; avaliar a uniformidade de vazão ao longo de linhas laterais experimentais em declive e desenvolver uma planilha eletrônica, para dimensionamento de microtubos. Dois microtubos de diferentes diâmetros foram utilizados neste estudo. Entre as características hidráulicas determinadas, estão o diâmetro interno real, relação vazão-pressão e pressão-comprimento. A determinação do diâmetro interno médio dos microtubos foi realizada em laboratório através da medida de fluxo sob regime laminar e pelo projetor ótico de perfil. Uma equação resultante da combinação das equações de energia desenvolvida por Bernoulli e Darcy-Weisbach além da equação de Hagen-Poiseuille para cálculo do fator de atrito (f), foi deduzida para cálculo do diâmetro. Uma bancada de ensaios foi montada para realização dos ensaios. Os experimentos foram realizados numa faixa de número de Reynolds entre 8000 e 17000, portanto regime de escoamento turbulento. A equação de Darcy-Weisbach foi utilizada para cálculo da perda de carga total e a equação de Blasius foi utilizada para cálculo do fator de atrito (f). Duas laterais foram dimensionadas e instaladas em diferentes declividades (0,5 e 2,3 %). Medidas de dispersão foram utilizadas para avaliar e classificar o sistema de irrigação. Dois modelos de defletores foram desenvolvidos em laboratório, e avaliados em termos de distribuição espacial da água e facilidade construtiva. A análise dos resultados experimentais foi realizada em bases empíricas e teóricas. A avaliação hidrodinâmica do diâmetro dos microtubos aproximou-se muito da determinação através do projetor ótico de perfil, o que indica ser uma alternativa viável para o dimensionamento. A estimativa da pressão de operação do microaspersor baseada nas equações propostas foi bem próxima à pressão observada. O modelo empírico estimou o comprimento do microtubo em função da pressão com bastante precisão, consequentemente a uniformidade de vazão ao longo da lateral foi classificada como excelente em ambas as situações de declive, com coeficientes superiores a 95 %. Uma análise de sensibilidade para estimar as implicações no desempenho hidráulico do sistema, dos erros ou das mudanças nas variáveis envolvidas no dimensionamento, mostrou que o desempenho do emissor é extremamente sensível ao diâmetro do microtubo. Baseado nos resultados obtidos com os ensaios de distribuição pode-se afirmar que é necessário um maior aprofundamento no projeto do defletor do microaspersor. Em geral, a metodologia proposta oferece a possibilidade de ajustar quaisquer variações na carga de pressão ou na topografia do terreno e assim, obter vazão constante ao longo da linha lateral. / The microtube is a simple and cheap emitter which has advantage of be suitable for undulating and hilly conditions, where pressure in the lateral line varies considerably. This study aims to develop an empirical approach to the design of a novel micro-sprinkler that uses microtube as the emitters whose length is variable. The theoretic concern is the irrigation system should be designed to compensate variations along lateral line as a function of the friction loss and elevation. General objectives were: hydraulic characterization of the microtube; empiric equations to design; to develop a kind of deflector; to evaluate application uniformity for micro-sprinkler and to do a worksheet to design this system. The relationship between discharge, pressure, and length for microtube emitters of two different diameters were done. The diameter was measured based on flow measurements under laminar flow condition and by accurate optical equipment. Combination of the energy (Bernoulli) and Darcy-Weisbach equations and Hagen-Poiseuille equation (friction factor laminar flow) gives the diameter. A test table to do tests was built. The range of Reynolds numbers during the experiment was 8,000 to 17,000, then turbulent flow. The friction head losses were calculated using the Darcy-Weisbach equation and the friction factor by Blasius equation. Two experimental lines were designed and laid on different slopes (0.5 % and 2.3 %). To evaluate the uniformity of application of water, dispersion measures are used. Two deflectors were created and tested in the laboratory by spatial distribution analysis and easily to manufacture. The data was analyzed by theoretical and empirical approaches. The diameter values of the microtubes were very close to those by optical equipment, then it is a good alternative method to determinate the diameter of the microtube. The pressure observed values were very close to estimated. The empirical approach determined the length required for the microtube emitters with high accuracy, consequently the flow rate uniformity along lateral line was excellent for both laterals, their uniformity coefficients were above 95%. A sensitivity analysis to estimate the implications of errors or changes in key variables on the hydraulic performance of this system showed that the emitter performance is particularly sensitive to the emitter diameter. The deflector tests results showed low spatial uniformity, so we can say that it is necessary more studies at this part of this micro-sprinkler. Finally, the methodology proposed allow adjust any head pressure or elevation variations to high uniformity along of lateral line.

A ocorrência de ventos pode modificar a distribuição da água aplicada por microaspersores, comprometendo a eficiência e a uniformidade de aplicação. Os ensaios para avaliar essa distribuição são, geralmente, demorados sem que se consiga, muitas vezes, realizar as avaliações em todas as condições operacionais e ambientais necessárias. O uso de modelos matemáticos para simulações computacionais possibilita, assim, uma combinação mais diversificada e rápida das análises pretendidas. Apesar de ser considerada, normalmente, como um método de irrigação localizada, a microaspersão apresenta características hidráulicas e de operação mais próximas à aspersão do que ao gotejamento. Os modelos de simulação desenvolvidos para os sistemas de aspersão podem, assim, ser utilizados na microaspersão. O presente trabalho teve como objetivo geral, avaliar o desempenho de um modelo balístico, desenvolvido originariamente para sistemas de aspersão convencional, na simulação da distribuição de água aplicada por microaspersores operando sob condição de vento. As avaliações experimentais foram realizadas em condições de laboratório empregando-se microaspersores da marca Dan 2001, com diâmetros de bocais iguais a 0,84 mm (violeta), 1,00 mm (cinza), 1,10 mm (marrom), 1,25 mm (azul), 1,33 mm (verde), 1,48 mm (laranja) e 1,75 mm (amarelo). Os bocais violeta, cinza e marrom trabalharam com rotor preto e os demais bocais trabalharam com rotor azul. O efeito do vento foi provocado artificialmente empregando-se um conjunto de quatorze ventiladores de 200 W de potência e 0,50 m de diâmetro interno. Para as simulações da distribuição de água foi utilizado o programa computacional SIRIAS (SImulación de RIego por ASpersión), desenvolvido para aspersores convencionais e que se baseia na teoria balística das trajetórias de gotas. As simulações da distribuição de água na ausência de vento apresentaram desempenhos considerados ótimos para todos os bocais analisados. Por sua vez, o desempenho do modelo para simular a distribuição de água na presença de vento variou conforme o bocal e o rotor utilizado. Para os bocais que empregaram rotor preto, o desempenho foi classificado como péssimo para o de cor violeta e muito bom para os bocais cinza e marrom. Para os demais bocais que operaram com rotor azul o desempenho foi considerado regular. / Wind occurrence can modify water distribution by microsprinklers, reducing application efficiency and uniformity. Experimental tests to evaluate this distribution are, normally, cumbersome and frequently they can not be realized at all the operational and environmental conditions. The use of mathematical models for computational simulations permits, therefore, a more diversified and quickly combination of the intended analyses. Although it can be considered as a localized irrigation method, microsprinklers present operational and hydraulic characteristics closer to sprinkler than to drip irrigation. Simulations models developed for sprinkler systems can, therefore, be employed by microsprinklers. The present work had as a general objective the evaluating of a ballistic model, originally developed for sprinkler systems, on simulating water distribution by microsprinklers under windy condition. Experimental tests were carried out in laboratory using Dan 2001 microsprinklers with nozzle sizes of 0.84 mm (violet), 1.00 mm (gray), 1.10 mm (brown), 1.25 mm (blue), 1.33 mm (green), 1.48 mm (orange) and 1.75 mm (yellow). The violet, gray and brown nozzles operated using black spin and the others used blue spin. The wind effect was artificially simulated using fourteen fans (200 W power). Computational simulations were run employing the software SIRIAS, that is based on a ballistic model originally developed for sprinkler systems. Water distribution simulations in conditions of wind absence presented excellent performance for all the analyzed nozzles. In the other side, the model performance for windy condition varied according the nozzle and the utilized spin. For the black spin nozzles the performance was classified as very bad, for the violet one, and very good, for the gray and brown nozzles. For the others nozzles, that operated with blue spin, the performance was considered as regular.

A agricultura irrigada, por se tratar do setor produtivo que mais demanda água, tem sofrido continuas pressões para garantir a produção de alimentos com uso eficiente da água. Diante disto, objetivou-se com este trabalho estudar: (i) o efeito de diferentes sistemas de irrigação localizada (microaspersão e gotejamento) sob diferentes configurações na produtividade da bananeira BRS Tropical; (ii) avaliar a distribuição de raízes das plantas irrigadas por esses sistemas; (iii) calcular a eficiência de aplicação de água desses sistemas na cultura da bananeira e (iv) definir o posicionamento de sensores de água no solo para monitoramento da irrigação sob os sistemas considerados. O experimento foi conduzido nos campos experimentais da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, no qual foram estudados diferentes sistemas de irrigação localizada na cultura da bananeira BRS Tropical. Verificou-se que não houve efeito das diferentes configurações dos sistemas de irrigação por microaspersão nas variáveis de produção da bananeira BRS Tropical, o mesmo ocorrendo com as plantas irrigadas por diferentes configurações de sistemas de gotejamento. Entretanto, a produtividade da bananeira foi maior quando irrigada por sistemas de microaspersão do que por sistemas de gotejamento. A profundidade efetiva das raízes da bananeira irrigada por microaspersão e gotejamento foram 0,5 e 0,3 m, respectivamente, com exceção dos sistemas com gotejadores distribuídos em faixa contínua e com quatro gotejadores por plantas, para os quais se registrou uma profundidade efetiva de 0,25m e 0,6m, respectivamente. Quanto à eficiência de aplicação de água, nos sistemas de microaspersão, para um mesmo volume de água aplicado, na medida em que a uniformidade de distribuição de água dos sistemas aumenta, diminui-se a percolação, aumenta-se a extração de água e a eficiência de aplicação de água torna-se mais elevada. Nos sistemas de gotejamento, o incremento no número de emissores na linha lateral promoveu o crescimento da área de distribuição de raízes no solo em relação a lateral da planta, aumentou as áreas de extração de água, reduziu as perdas por percolação e aumentou a eficiência de aplicação. Na definição do posicionamento de sensores no solo, para a microaspersão, verificou-se que os sensores podem ser localizados na região que compreende a distância do pseudocaule ao emissor de 0,1 m à 0,7 m, 0,1 m à 0,8 m e 0,4 m à 1 m, nos sistemas com um microaspersor de 32 L h-1 para quatro plantas, um microaspersor de 60L h-1 para quatro plantas e um microaspersor de 60L h-1 para duas plantas, respectivamente, sendo a profundidade de instalação limitada em 0,25 m. Nos sistemas de gotejamento, definiu-se que os locais ideais de instalação dos sensores nos sistemas que utilizam dois, quatro e cinco emissores de 4 L h-1 por planta, partindo-se do pseudocaule da bananeira na direção da fileira de planta, às regiões limitadas pelas distâncias horizontais e profundidades de 0,2 m e 0,4 m; 0,5 m e 0,35 m; 0,55 m e 0,35 m, respectivamente. / Irrigated agriculture is the part of the productive section that demands more water, as a consequence, it has been under continuous pressure in order to guarantee food production with efficient water use. This work had as objective, studies about: (i) effects of different trickle irrigation systems (sprayer and drip) configurations on yields of banana cv BRS Tropical; (ii) evaluation of root distribution of plants which were under these systems; (iii) application efficiency of these systems on banana crop and (iv) soil water sensor placement definition for irrigation scheduling of the evaluated systems. The experiment was carried out on the experimental fields of Embrapa Cassava & Tropical Fruits, where studies about different trickle irrigation systems on banana crop were accomplished. There was no effect of the different sprayer or drip irrigation systems configurations on the production variables of banana cv BRS Tropical, however yields of banana irrigated by sprayer were larger than those of banana irrigated by drip. The effective root depth of banana irrigated by sprayer and drip systems were 0.5 and 0.3 m, respectively, except for drip systems with drippers distributed as line source and systems with four drippers per plant. In those cases the effective root depths were 0.25 m and 0.6m, respectively. Concerning water application efficiency and the same volume of water applied for all sprayer systems, the larger the water distribution uniformity, the larger the root water extraction and the water application efficiency and the smaller the deep percolation. The increase of emitters on the lateral lines provided growth of root distribution area and root water extraction area around the plant, reduced deep percolation losses and increased water application efficiency. Concerning definition of sensor placement around plants for sprayer system, it was noticed that sensors may be placed in zones limited by distances between plant and emitter of 0.1 m to 0.7 m, 0.1 m to 0.8 m and 0.4 m to 1 m for systems of one 32 L h-1 sprayer for four plants, one 60 L h- 1 sprayer for four plants and one 60 L h-1 sprayer for two plants, respectively. In all cases, the depth for sensor installation was 0.25 m. In case of drip irrigation systems, the ideal zones for sensor placement for systems that use two, four and five 4 L h-1 emitters per plant were limited by horizontal distances and depths of 0,2 m and 0,4 m; 0,5 m and 0,35 m; 0,55 m and 0,35 m, respectively.

O presente trabalho teve como objetivo básico determinar o consumo de água em um pomar de goiabeiras (Psidium guajava L.), cultivar Paluma, com 2,5 anos de idade, plantada no espaçamento de 6 x 5 m e irrigada por microaspersão, no Campo Experimental da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Embrapa Semi-Árido, município de Petrolina - PE, com base na metodologia do balanço hídrico no solo com dados de umidade do solo medidos pela sonda de nêutrons e pelo TDR, e o padrão de distribuição espacial do sistema radicular da cultura de goiabeira. Assumiu-se a hipótese que ambos os métodos de medida de umidade do solo poderiam proporcionar resultados similares, o que levaria à semelhantes estimativas da evapotranspiração de uma cultura. A obtenção do consumo de água ou evapotranspiração de cultivo (ETc) pelo balanço hídrico foi relacionada com a evapotranspiração de referência (ETo) obtida pelos métodos do tanque classe "A" e Penman-Monteith-FAO para determinar os coeficiente de cultura (Kc) da goiabeira para a região de Petrolina - PE. Os resultados mostraram que 80% das raízes encontram-se na profundidade de 0,94 m e numa distância do tronco de 1,23 m, porém foram encontradas raízes até 1,20 m de profundidade a uma distância de 2,4 m do tronco da planta. Do total de raízes coletados nos monolitos distantes até 0,6 m do tronco da planta, 92,1% das raízes apresentaram diâmetro menor que 2 mm, 4,8% apresentaram diâmetro entre 2-5 mm, 2,7% entre 5-10 mm e apenas 0,4% com diâmetro maior que 10 mm. Para o monitoramento da água no solo e aplicações da fertilizantes e matéria orgânica, recomenda-se que seja realizado a uma distância do tronco e profundidade do solo até 0,6 m. O consumo total de água da goiabeira durante o ciclo de 200 dias foi de 691,38 e 679,17 mm determinado pelo balanço hídrico com valores de umidade obtidos pelo TDR e pela sonda de nêutrons, apresentando um valor médio de 3,70 mm/dia e 3,63 mm/dia, respectivamente. Os valores médios de Kc determinados pelo balanço hídrico no solo com dados de umidade do TDR e com valores de ETo segundo o tanque classe A e Penman-Monteith FAO foram de 0,71 e 0,79, enquanto que com a ETc obtida com resultados de umidade da sonda de nêutrons, os valores foram de 0,70 e 0,78, respectivamente. Para todas as fases fenológicas, ocorreu uma variação nos valores de Kc de 0,58 a 1,03, considerando-se todas as combinações de fonte de dados analisadas. Os valores de umidade do solo medidos pela sonda de nêutrons e pelo TDR seguiram a mesma tendência ao longo do ciclo da cultura e, conseqüentemente, proporcionaram estimativas próximas da variação de armazenamento, um dos termos da equação do balanço hídrico no solo. / A field experiment was carried out to estimate the crop water consumption in a guava cv. Paluma orchard, with two and half year-old plants in a 6 x 5 grid spacing irrigated by microsprinkler, at the Brazilian Agricultural Research Corporation - Agricultural Research Center of the Semi-Arid Tropic in Petrolina, Pernambuco State, Northeastern Brazil, based on the soil water balance method and the root distribuition pattern in the soil profile (digital image analysis). The soil water content was measured by two methods, the time domain reflectometry (TDR) and the neutron scattering (neutron probe). It was assumed that both soil water measuring methods provide similar values and, consequently, similar estimations of crop evapotranspiration would be obtained. The reference evapotranspiration (ETo) was measured by the class A evaporation pan and by the Penman-Monteith-FAO method. The crop coefficient (Kc) was obtained by the ETc/ETo ratio taking in account the method used to estimate the reference water consumption. Around 80% of total roots were found in the 0.94 m soil depth and until the 1,23 m distance from the trunk, although roots were observed until 1.2 m depth and 2.4 m distance from the plant row. Most of the roots sampled by the monolith method in the 0.2-0.6 m distance from the trunk presented a diameter (d) &#8804; 2 mm (92,1%), while 4.8, 2.7 and 0.4% of roots were within the 2 < d &#8804; 5 mm, 5 < d &#8804; 10 mm, and d > 10 mm intervals. Soil water monitoring and application of fertilizer and manure should be performed at a 0.6 m distance from the trunk and until 0.6 m depth. Total crop water consumption was 691.38 mm and 679.17 mm in a 200 days growing season, using the TDR and neutron probe equipments, which leaded to an average daily water consumption of 3.70 mm and 3.63 mm, respectively. Using the ETc from soil water content measured by TDR, average Kc values were 0.71 and 0.79 with ETo from pan and Penman-Monteith-FAO methods, while using the ETc from neutron probe data, average values were 0.70 and 0.78, respectively. A range from 0.58 to 1.03 was observed in all source of data combinations throughout the phenologic phases. The soil water content measured by TDR and neutron presented close values. Consequently, it was obtained close values of soil water storage changing, which is accounted in the soil water balance method.