Dentre os fatores que afetam a uniformidade de aplicação de água, cita-se a variação de pressão no sistema, causada principalmente pela topografia do terreno e pela inexistência ou operação inadequada de reguladores de pressão. Nesse sentido, têm-se empregado válvulas reguladoras de pressão nos projetos de irrigação com variações topográficas. Contudo, a pressão de saída na válvula nem sempre será correspondente a apresentada no catálogo do fabricante. Com o avanço da eletrônica e a modernização da agricultura irrigada, justifica-se a busca para o aperfeiçoamento das técnicas de controle de pressão em sistemas de irrigação, visando à redução das perdas e o atendimento dos preceitos da irrigação sustentável. Portanto, a automação de reguladores de pressão deve torná-lo capaz de manter constante a pressão de saída, independente da pressão de entrada, além de possibilitar estabelecer a pressão de saída de acordo com as necessidades específicas de cada sistema de irrigação. De acordo com o que foi exposto, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um regulador de pressão microprocessado. O sistema de regulação desenvolvido foi composto por uma válvula hidráulica, um transdutor de pressão, duas válvulas solenóides, um aspersor e um circuito microprocessado. Baseado na leitura do transdutor de pressão de saída, o controlador eletrônico acionava as válvulas solenóides para pressurizar ou para aliviar o diafragma da válvula hidráulica. O tempo de abertura da válvula solenóide era função da pressão instantânea na tubulação. Avaliou-se o equipamento atuando até uma diferença entre pressão de entrada e de saída de 250 kPa. As pressões de entrada foram alteradas em intervalos de 49,03 kPa a cada 60 segundos, sendo estas avaliadas em um primeiro momento de forma crescente, e posteriormente de forma decrescente. As pressões de ajuste avaliadas foram de 98,06 kPa, 196,13 kPa, 294,19 kPa e 392,26 kPa. A faixa de vazão avaliada foi de 0,75 m3 h-1 a 3,74 m3 h-1, tendo o respectivo intervalo de velocidade de 0,42 m s-1 a 2,12 m s-1. Os resultados mostraram um tempo de ajuste entre 10 s e 20 s nos ensaios com pressão de entrada crescente e de 15 s e 30 s nos ensaios com pressão de entrada decrescente. Ao se avaliar a atuação do regulador eletrônico operando em toda a faixa de vazão estudada, verifica-se que este foi capaz de manter a pressão ajustada dentro dos limites aceitáveis ao valor estabelecido no dispositivo eletrônico, enquadrando-se, em um contexto geral, como controlador com nível de exatidão A (± 10% de desvio). Dessa forma, pode-se concluir que o controlador, operando nas condições definidas acima, apresentou um bom desempenho ao regular à pressão de saída. / The pressure variation is an important factor that affects the uniformity of water application in irrigation systems. This variation is caused by topography, the lack or improper operation of pressure regulators. Pressure regulating valves have been used in irrigation projects where there are problems of uneven topography. However, the output pressure on the valve will not be always corresponding to the manufacturer\'s catalog. Researches on techniques improvement for pressure controlling in irrigation systems are necessary to reduce losses in accordance with sustainable irrigation. The automation of pressure regulators must assure a constant outlet pressure independent of input pressure, and flexibility to set output pressures according to different conditions. Based on the previous content, the aim of this study was to develop a microprocessed pressure regulator. The developed system has a hydraulic valve, a pressure transducer, two solenoid valves, a sprinkler, and a microprocessed circuit. Based on data gathered from pressure transducer, the electronic controller triggered solenoid valves for pressurizing or relieving the hydraulic valve diaphragm. The opening time of the solenoid valve was a function of the instantaneous pressure in the pipe. We evaluated the operating equipment in a difference up to 250 kPa between input and output pressure. The inlet pressures were tested at intervals of 49.03 kPa every 60 seconds. We performed tests increasing and decreasing inlet pressure. The desired and evaluated output pressures were 98.06, 196.13, 294.19, and 392.26 kPa. The flow rate evaluated range was from 0.75 m3 h-1 to 3.74 m3 h-1, which the respective speed range was from 0.42 m s-1 to 2.12 m s-1. The results presented a required adjustment time between 10 to 20 seconds in tests with increasing inlet pressure, and from 15 to 30 seconds in tests with inlet pressure decreasing. The pressure regulator was able to maintain the preset output pressure within desired limits, when evaluating the performance of the electronic regulator operating in the flow range specified. Considering the results, the electronic developed device can be considered a controller that belongs in accuracy level A (± 10% deviation). Thus, we conclude that the controller was successful on controlling the output pressure, when operating under the conditions defined above.

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

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2017-04-11T11:52:39Z No. of bitstreams: 1 2012 - Daniel Gomes de Souza.pdf: 1472024 bytes, checksum: 3385d5348a94adf1522e1283bb01b3b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-11T11:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Daniel Gomes de Souza.pdf: 1472024 bytes, checksum: 3385d5348a94adf1522e1283bb01b3b8 (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / Funda??o Carlos Chagas Filho de Amparo ? Pesquisa do Estado do RJ - FAPERJ / The family farm is the category of the food production sector with the largest number of productive and responsible for seventy percent of food for domestic consumption in Brazil. For this reason, the development of technologies adapted to the conditions experienced by this action is of very important for the development of rural areas. This study aimed to assess the feasibility of using bamboo in the composition of an alternative system of irrigation for the cultivation of pepper in the city of Serop?dica - RJ. The study was conducted at two different times, and consisted in: a thorough laboratory analysis of hydraulic characteristics of Bambusa tuldoides ducts, and the assembly and qualitative analysis of an alternative irrigation system consists of pipelines of bamboo species Bambusa vulgaris and Bambusa tuldoides, used to irrigate an organic cultivation of pepper Capsicum baccatum L. var. pendulum. Coefficients were determined for Fd C and ducts Bambusa tuldoides, empirical equations used in the design of hydraulic networks and the uniformity of water application of a system composed of bamboo pipes and connections of strips of inner tubes, and crop production Pepper before the variation of the irrigation schedule when irrigated by it. With the data obtained is intended to increase knowledge about food production using this technology, allowing its use in small areas of cultivation by poor farmers, thereby providing an improved growing conditions, reflected in increased production and consequent improvement in quality of life of the producer / A agricultura familiar ? a categoria do setor de produ??o de alimentos com o maior n?mero de unidades produtivas e respons?vel por setenta por cento dos alimentos destinados ao consumo interno no Brasil. Por este motivo, o desenvolvimento de tecnologias adaptadas as condi??es vivenciadas por esse segmento ? de suma import?ncia para o desenvolvimento do meio rural brasileiro. O presente trabalho teve como objetivo, avaliar a viabilidade da utiliza??o do bambu na composi??o de um sistema alternativo de irriga??o, para a cultura da pimenta no munic?pio de Serop?dica ? RJ. Este foi desenvolvido em dois momentos distintos, e constou em: uma minuciosa an?lise laboratorial das caracter?sticas hidr?ulicas de dutos de Bambusa tuldoides; e a montagem e an?lise qualitativa de um sistema de irriga??o alternativo composto por dutos de bambu das esp?cies: Bambusa vulgaris e Bambusa tuldoides. O de irriga??o proposto foi utilizado na irriga??o de um cultivo org?nico da pimenta Capsicum baccatum L. var. pendulum. Foram determinados os coeficientes C e Fd para dutos de Bambusa tuldoides, utilizados nas equa??es emp?ricas de dimensionamento de redes hidr?ulicas; a uniformidade de aplica??o de ?gua de um sistema composto por dutos de bambu e conex?es de tiras de c?maras de ar, e a produ??o da cultura da pimenta Cambuci frente a varia??o do turno de rega quando irrigada pelo mesmo. Com os dados obtidos pretende-se ampliar o conhecimento sobre a produ??o de alimentos com a utiliza??o desta tecnologia, permitindo sua aplica??o em pequenas ?reas de cultivo por agricultores descapitalizados, propiciando assim uma melhoria das condi??es de cultivo, que se reflete no aumento da produ??o e conseq?ente melhoria na qualidade de vida do produtor

In this study a setup is designed and constructed in the Hydromechanics Laboratory of Middle East Technical University in order to observe the flow through grate inlets under different flow and geometry conditions. The rate of interception of flow is determined over a rectangular channel through preliminary experiments run on the tilting flume. The performance of the new set setup has been examined and grate efficiency is obtained both in terms of longitudinal slope and the Froude number. The results which are obtained show that the setup can be used to conduct experiments to obtain a general expression for grate efficiency.

In the final paper of master studies there is analyzed exploitation efficiency of drainage systems. The methods of mathematic statistics were used in the research – filing of the data, clustering, and methods of the graphical expression of the research data. By the research of the efficiency of the maintenance of the drainage in Kaunas district it was determined how the efficiency of the maintenance of the drainage is changing when planting various agricultural plants in the drained land. The structure of the crop according to the specific constitution is fluctuating each year. It is stated that fastest pay off of the invested finances into the maintenance of the drainage in the repaired area, when growing sugar beets or potatoes. The profit got from these plants covers maintenance expenses within one year. Quite good results are got when growing flax. Reconstruction works of the drainage system in Kaunas district were started in 1964. The biggest part of reconstruction was done in 1996 4311ha. Reconstruction works were fast performed until 1999 afterwards because of the lack of the finances these works get slower.

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

Orientador: Roberto Testezlaf / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:34:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_MayconDiego_M.pdf: 3280137 bytes, checksum: 9c253671fd642a329f3232738ee0af37 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No cultivo em ambientes protegidos, o uso da irrigação é necessário, requerendo alta frequência e gerando dependência tecnológica do produtor na aplicação de água e fertilizantes. Irrigações inadequadas potencializam problemas, trazendo prejuízos financeiros pela baixa produtividade e desperdício de solução nutritiva (SN) e energia. Adicionalmente, o descarte inadequado desses insumos pode contaminar o solo e, consequentemente, o lençol freático. Estudos mostram que os sistemas de subirrigação têm potencial para obter altas eficiências na irrigação nesses ambientes, principalmente, quando há a recirculação da solução nutritiva. Porém, os equipamentos existentes atualmente no mercado foram desenvolvidos sem critérios de engenharia e produzidos em pequena escala para atender condições específicas de produção resultando em elevado custo inicial. Adicionalmente, a falta de conhecimentos sobre a sua aplicabilidade para diferentes sistemas de produção e sobre recomendações do manejo hídrico e nutricional para culturas distintas, proporciona outra limitação na sua aplicação, desencoraja sua adoção pelos produtores. O projeto e construção de uma mesa de subirrigação utilizando critérios de engenharia, que permitam o reuso da SN e o controle automático do manejo hídrico nutricional para diferentes culturas, disponibilizará um equipamento com potencial para ser inserido no mercado nacional de produção em ambientes protegidos. O objetivo desse trabalho foi projetar uma mesa de subirrigação automatizada com reuso da SN, a partir da aplicação de critérios de projeto de engenharia. Essa pesquisa foi dividida nas seguintes etapas: levantamento de informações sobre sistemas de subirrigação existentes no mercado, avaliação de campo de um sistema em operação, estabelecimento de parâmetros de dimensionamento por simulação, e a construção e avaliação de protótipo de equipamento. Os levantamentos realizados não localizaram fabricantes nacionais de equipamentos de subirrigação, e mostraram que os equipamentos em operação apresentavam projetos desenvolvidos empiricamente e construídos a partir de demanda específica do produtor. O sistema de subirrigação em operação avaliado apresentou baixa eficiência de irrigação e aplicação de água devido a perdas e ao descarte de SN. Os critérios adotados para o projeto da mesa de subirrigação foram ergonômicos e de segurança, funcionalidade e aplicabilidade, a escolha do material construtivo. A aplicação dos critérios adotados possibilitou o estabelecimento das seguintes características da mesa de subirrigação: largura de 1,58 m, comprimento variável, altura da borda de 0,06 m, chapa de poliestireno de alto impacto para a mesa e perfis de alumínio para a estrutura. A variação da combinação da vazão e do diâmetro do orifício de dreno associado ao controle automático do nível da lâmina na mesa de subirrigação atendem as exigências de manejo hídrico de diferentes culturas possibilitam a redução do uso de mão de obra e evita descartes com a recirculação da SN. Os resultados de avaliação da mesa de subirrigação construída permitiram identificar diferentes combinações de manejo associada à variação da altura e tempo de permanência da SN no interior da mesa. Concluiu-se que a mesa de subirrigação construída a partir de critérios de projeto de engenharia, com controle automático da reutilização da SN, tem potencial para ser inserido no mercado de ambiente protegido, tendo a opção de ser empregada em diferentes recipientes de produção, cultura e manejo / Abstract: Irrigation is a mandatory practice in greenhouse production, requiring high frequency and generating farmer technological dependency in water and fertilizers application. Low irrigation efficiencies increase production problems, bringing financial losses due to low yield and nutrient solution (NS) waste and energy cost. Additionally, the unsuitable disposal of these inputs can contaminate the soil and hence, the water resources. Studies showed that subirrigation systems have the potential for high efficiencies in greenhouse irrigation, especially when the recirculation of the nutrient solution is employed. However, subirrigation equipments currently available on the Brazilian market were designed without engineering criteria and produced on a small scale to meet specific production conditions, determining high initial investment cost. Furthermore, the lack of knowledge about its applicability to different production systems and water and nutritional management for distinct crops, provides another restriction in its application, and discourages producers in adopting this system. The design and construction of a subirrigation bench based on engineering criteria, enabling the NS reuse and the automatic control of water and nutrient management for different crops will provide a device with the potential to be introduced in the domestic market of greenhouse production. The objective of this work was to design an automated subirrigation bench with NS reuse, applying the fundamentals of engineering design criteria. This research was divided into the following steps: an information survey on commercial subirrigation systems, a subirrigation system field evaluation, and establishment of parameters for sizing simulation and the construction and evaluation of prototype equipment. The survey results do not tracked national companies that manufacture detailed subirrigation equipment, and shown that equipment found in farm operations was designed and developed empirically and constructed from specific producer demands. The evaluated subirrigation system revealed low values of irrigation and water application efficiencies due to NS losses and frequent disposal. The criteria adopted for the subirrigation bench design were based on ergonomic and safety, functionality and applicability issues, and the manufacture material selection. The implemented design criteria enabled the establishment of the following subirrigation bench features: width 1.58 m, length adjustable, edge height of 0.06 m, high impact polystyrene sheets for the bench frame and aluminum sheets for the supporting structure. The combinations of operation flow rate and drain orifice diameters, associated to the automated level control, allowed to establish water and nutrient management for different crops, reducing manpower needs and avoiding NS disposal due to the recirculated practice. The evaluation results of the assembled subirrigation bench showed that different management combinations can be performed by varying the NS depth and its residence time inside the equipment. It was concluded that the subirrigation bench constructed based on engineering design criteria, with automated management system and NS reuse, has the potential to be introduced in the greenhouse production market, with the option to be implemented to various crops and containers / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

As ornamental container nurseries face diminishing water allocations, many are looking to automated irrigation solutions to increase their water application efficiency. This thesis presents the findings of a study conducted at a commercial container nursery to determine 1) whether a capacitance or load cell sensor was better suited for monitoring volumetric water content in the substrate; 2) if the actual irrigation distribution conformed to the expected pattern, how uniform were the weights of plants, and how these combined with plant canopy affected the leaching fraction; and 3) the reliability of the wireless network used to transmit the data to a central database. It was found that 1) the load cells outperformed the capacitance-based sensors because the load cells took an integrated measure; 2) the actual irrigation pattern followed the expected pattern, the variation of irrigation sections were low (C.V. = 0.06) and similar (C.V. ranging from 0.029 to 0.12), and unpruned plant canopies produced greater leaching fraction than pruned canopies (P < 0.18); and 3) wireless network transmission reliability was low (75.2%), suggesting that the system was not suitable for real-time irrigation control, but was sufficient for calculating irrigation length and monitoring net effective irrigation application and evapotranspirative consumption. / Graduation date: 2012