A obstrução de emissores por causas químicas, em sistemas de irrigação localizada, é um problema crucial enfrentado pelos irrigantes, que em muitos casos, dependendo da gravidade, são obrigados a substituir o sistema existente. Isso se deve à presença de íons específicos, que em determinadas condições precipitam, provocando a obstrução dos emissores e tubulações. No entanto, pode-se intervir nas condições propícias a esse processo, de modo a preveni-lo. Uma forma de intervenção é a injeção de ácido, uma vez que este processo ocorre com maior proporção quando a água de irrigação apresenta valores de pH acima de 7. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho desenvolver um dispositivo eletrônico de controle do pH da água para irrigação localizada. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia de Biossistemas (LEB) da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/USP). O sistema de controle apresenta de um dispositivo de injeção de ácido (atuadores) controlado através de uma válvula solenóide, comandada por pulsos elétricos, enviados pelo processador, que está associado a um circuito de leitura de um sensor, que detecta o pH da água em tempo real. A lógica de controle é baseada na diferença entre as entradas e as saídas do controlador, de modo que, as decisões futuras são baseadas nas respostas proporcionadas pelas ações anteriores. O ciclo de cada ação sobre os atuadores tem uma duração média de 3 s, que compreende o tempo entre 2 leituras consecutivas do pH e injeção de ácido na água. O sistema foi testado em águas de diferentes valores iniciais de pH (variando de 6,2 a 9,2) sob vazão constante (264 L h-1) e variável. Além disso, foi instalada uma linha lateral de irrigação com comprimento de 44 m, composta de microtubos (emissores) espaçados de 1 m, aonde foi verificado os valores de pH da água na saída dos emissores ao longo da linha lateral (início, 1/3, 2/3 e fim) e em diferentes intervalos de tempos a partir do início dos testes. Os resultados obtidos comprovam a eficiência do dispositivo em manter o pH da água na faixa desejada, tanto para a condição de vazão constante, quanto variável. Em relação ao pH da água medido na saída dos emissores, não foi verificado variações significativas, tanto temporal quanto espacial, sempre se mantendo dentro da faixa desejada. / The clogging of emitters by chemical causes, in drip irrigation systems, is a crucial problem faced by the irrigators that in many cases, depending of the gravity, are ordered to replace the existent system. This is occurring due to the presence of the specific ions, which it precipitates in determined conditions, causing the clogging of emitters and pipes. However, it can intervene in the conditions for these processes to prevent them. A way of intervention is the acid injection, since this process occurs in major proportion, when the irrigation water shows values of pH above 7. In this context, the aim of this work was to develop an electronic device of control of the pH water for irrigation drip. The work was developed in the Laboratory of Hydraulic of Department of Biossystems Engineering (LEB), at Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/USP). The system of control shows a device of acid injection (actuators) controlled though a solenoid valve, commended by electrics pulse that it sent by the processor, that is associated with a reading circuit of sensor, that it detects the pH of water in the real time. The logical control is based on the difference between the input and output of controller, so that the future controller decisions are based on answers caused by early actions. The cycle of each action on the actuator has the medium duration of 3 s, that it meaning the time between 2 consecutive reading of pH and acid injection in the water. The system was tested in waters of different values of pH (ranging 6.2 to 9.2) under constant (264 L h-1) and variable flow. Moreover, it was installed a lateral line of irrigation with length of the 44 m, it was composed of microtubes (emitters) spaced 1 m, where it was verified the pH of water in outlet of emitters along of lateral line (begin, 1/3, 2/3 and end) and in different intervals of time after starting of tests. The results obtained proved the efficiency of the device to maintain the water pH in the desired range, for the both conditions, constant as variable flow. In relation to the water pH in the outlet of emitters, it wasnt verified meaningful variations, both temporal and spatial, it always maintained into the desired range.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-21Bitstream added on 2014-06-13T19:58:01Z : No. of bitstreams: 1 silva_er_me_jabo.pdf: 2805002 bytes, checksum: 1edb5322d15c1af6d99d144fbc53004c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho de um sistema de aeração, decantação e filtragem, quanto à prevenção de entupimento dos emissores e avaliar uniformidade de distribuição da água no sistema de irrigação por gotejamento na época de sua implantação e após um ano de utilização do sistema de prevenção. O trabalho foi realizado na Fazenda Estância Tropical, no município de Barretos – SP, no período de março de 2008 a fevereiro de 2009, realizando-se determinações físicas e químicas da água, ao longo do sistema de aeração, decantação e filtragem, que foi eficiente para a melhoria da qualidade de água, reduzindo os níveis de risco de entupimento de severo para médio e de médio para baixo. Todas as variáveis analisadas diferenciaram a qualidade da água entre os pontos de amostragem do sistema de tratamento, com exceção do Fe+2. Para sólidos em suspensão, turbidez, sólidos dissolvidos e ferro total, os valores reduziram-se pelo uso do sistema proposto, melhorando a qualidade da água. Após um ano de funcionamento do sistema de prevenção, os coeficientes utilizados para determinar a uniformidade de distribuição de água apresentaram valores acima de 80%, sendo classificados como excelente, bom e muito bom / The research aimed to evaluate the performance of aeration, sedimentation and filtration system for the prevention of emitters clogging and evaluate the water distribution uniformity of one drip irrigation system at the time of its implementation and after a year using the prevention system. The research was conducted in the Estancia Tropical farm, in the municipality of Barretos – SP, Brazil, from March 2008 to February 2009, carrying out physical and chemical determinations of water along the aeration, sedimentation and filtration system, which was efficient for improving water quality by reducing levels of risk of clogging of severe to medium and medium to low. All variables differed water quality between the collection points of the treatment system with the exception of Fe+2. For suspended solids, turbidity, dissolved solids and total iron values were reduced by the use of the proposed system, improving water quality. After a year of prevention, the coefficients used to determine the uniformity of water distribution had values above 80%, being classified as excellent, good and very good

Resumo: A pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho de um sistema de aeração, decantação e filtragem, quanto à prevenção de entupimento dos emissores e avaliar uniformidade de distribuição da água no sistema de irrigação por gotejamento na época de sua implantação e após um ano de utilização do sistema de prevenção. O trabalho foi realizado na Fazenda Estância Tropical, no município de Barretos - SP, no período de março de 2008 a fevereiro de 2009, realizando-se determinações físicas e químicas da água, ao longo do sistema de aeração, decantação e filtragem, que foi eficiente para a melhoria da qualidade de água, reduzindo os níveis de risco de entupimento de severo para médio e de médio para baixo. Todas as variáveis analisadas diferenciaram a qualidade da água entre os pontos de amostragem do sistema de tratamento, com exceção do Fe+2. Para sólidos em suspensão, turbidez, sólidos dissolvidos e ferro total, os valores reduziram-se pelo uso do sistema proposto, melhorando a qualidade da água. Após um ano de funcionamento do sistema de prevenção, os coeficientes utilizados para determinar a uniformidade de distribuição de água apresentaram valores acima de 80%, sendo classificados como excelente, bom e muito bom / Abstract: The research aimed to evaluate the performance of aeration, sedimentation and filtration system for the prevention of emitters clogging and evaluate the water distribution uniformity of one drip irrigation system at the time of its implementation and after a year using the prevention system. The research was conducted in the Estancia Tropical farm, in the municipality of Barretos - SP, Brazil, from March 2008 to February 2009, carrying out physical and chemical determinations of water along the aeration, sedimentation and filtration system, which was efficient for improving water quality by reducing levels of risk of clogging of severe to medium and medium to low. All variables differed water quality between the collection points of the treatment system with the exception of Fe+2. For suspended solids, turbidity, dissolved solids and total iron values were reduced by the use of the proposed system, improving water quality. After a year of prevention, the coefficients used to determine the uniformity of water distribution had values above 80%, being classified as excellent, good and very good / Orientador: José Renato Zanini / Coorientador: Jairo Osvaldo Cazetta / Banca: Luiz Carlos Pavani / Banca: Rubens Duarte Coelho / Mestre

A obstrução de emissores por causas químicas, em sistemas de irrigação localizada, é um problema crucial enfrentado pelos irrigantes, que em muitos casos, dependendo da gravidade, são obrigados a substituir o sistema existente. Isso se deve à presença de íons específicos, que em determinadas condições precipitam, provocando a obstrução dos emissores e tubulações. No entanto, pode-se intervir nas condições propícias a esse processo, de modo a preveni-lo. Uma forma de intervenção é a injeção de ácido, uma vez que este processo ocorre com maior proporção quando a água de irrigação apresenta valores de pH acima de 7. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho desenvolver um dispositivo eletrônico de controle do pH da água para irrigação localizada. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia de Biossistemas (LEB) da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/USP). O sistema de controle apresenta de um dispositivo de injeção de ácido (atuadores) controlado através de uma válvula solenóide, comandada por pulsos elétricos, enviados pelo processador, que está associado a um circuito de leitura de um sensor, que detecta o pH da água em tempo real. A lógica de controle é baseada na diferença entre as entradas e as saídas do controlador, de modo que, as decisões futuras são baseadas nas respostas proporcionadas pelas ações anteriores. O ciclo de cada ação sobre os atuadores tem uma duração média de 3 s, que compreende o tempo entre 2 leituras consecutivas do pH e injeção de ácido na água. O sistema foi testado em águas de diferentes valores iniciais de pH (variando de 6,2 a 9,2) sob vazão constante (264 L h-1) e variável. Além disso, foi instalada uma linha lateral de irrigação com comprimento de 44 m, composta de microtubos (emissores) espaçados de 1 m, aonde foi verificado os valores de pH da água na saída dos emissores ao longo da linha lateral (início, 1/3, 2/3 e fim) e em diferentes intervalos de tempos a partir do início dos testes. Os resultados obtidos comprovam a eficiência do dispositivo em manter o pH da água na faixa desejada, tanto para a condição de vazão constante, quanto variável. Em relação ao pH da água medido na saída dos emissores, não foi verificado variações significativas, tanto temporal quanto espacial, sempre se mantendo dentro da faixa desejada. / The clogging of emitters by chemical causes, in drip irrigation systems, is a crucial problem faced by the irrigators that in many cases, depending of the gravity, are ordered to replace the existent system. This is occurring due to the presence of the specific ions, which it precipitates in determined conditions, causing the clogging of emitters and pipes. However, it can intervene in the conditions for these processes to prevent them. A way of intervention is the acid injection, since this process occurs in major proportion, when the irrigation water shows values of pH above 7. In this context, the aim of this work was to develop an electronic device of control of the pH water for irrigation drip. The work was developed in the Laboratory of Hydraulic of Department of Biossystems Engineering (LEB), at Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/USP). The system of control shows a device of acid injection (actuators) controlled though a solenoid valve, commended by electrics pulse that it sent by the processor, that is associated with a reading circuit of sensor, that it detects the pH of water in the real time. The logical control is based on the difference between the input and output of controller, so that the future controller decisions are based on answers caused by early actions. The cycle of each action on the actuator has the medium duration of 3 s, that it meaning the time between 2 consecutive reading of pH and acid injection in the water. The system was tested in waters of different values of pH (ranging 6.2 to 9.2) under constant (264 L h-1) and variable flow. Moreover, it was installed a lateral line of irrigation with length of the 44 m, it was composed of microtubes (emitters) spaced 1 m, where it was verified the pH of water in outlet of emitters along of lateral line (begin, 1/3, 2/3 and end) and in different intervals of time after starting of tests. The results obtained proved the efficiency of the device to maintain the water pH in the desired range, for the both conditions, constant as variable flow. In relation to the water pH in the outlet of emitters, it wasnt verified meaningful variations, both temporal and spatial, it always maintained into the desired range.

The Coalfields of the Republic of South Africa (RSA) discharge approximately 360 Ml d-1 of mine impacted water, referred to as Acid Mine Drainage (AMD), requiring neutralization to reduce risk to the environment. High Density Sludge Process (HDSP) is commonly used to treat AMD, and neutralization is typically with either limestone (CaCO3) alone to save costs, or with limestone plus hydrated lime (Ca(OH)2) to effectively reduce acidity and improve metal removal. This water either needs to be further treated to reduce metal content and salinity, or a potential option is to use it for irrigation. Since, it would be possible to lime a soil and irrigate directly with AMD as this would be potentially easy to manage than an HDS plant and save costs on the plant. The treatment process produces a circum-neutral mine water that requires further treatment with reverse osmosis to potable water. Suitability of these waters for irrigation can be evaluated with the Irrigation Water Quality Decision Support System (IWQDSS) for RSA. This study therefore evaluated the two specific mine impacted waters for irrigation. The treatment process also generates gypseous products, referred to as High Density Sludges (HDS), which may be classified as hazardous, based on metal (Mn, Ni, Pb) content, in which case expensive waste storage is required. However, these sludges may have some value for use in agriculture since they are gypseous. Four out of six sludges considered in this study were investigated for potential use in agriculture since their chemical characteristics depend on the quality of AMD and the treatment process. If hazardous, a potential approach was to add phosphate to them since this has been shown before to immobilize metals. The influence of phosphate on the availability of elements in sludges was therefore investigated. Hence, the objectives were to investigate; 1) the fitness for use of AMD and circum-neutral mine impacted waters for irrigation with IWQDSS, 2) chemical and physical properties of sludges, 3) hazardous status of sludges using the RSA waste classification system including those of the United States Environmental Protection Agency (USEPA), Australia, China and Canada, 4) phosphate potential in reducing the solubility of metals in sludges, 5) crop and soil response to sludges applied on their own as soil amendments and when co-applied with phosphate, 6) the influence of phosphate co-applied with sludges to the phyto-availability and uptake of Ni and Pb, including food safety. Assessment with IWQDSS showed that both waters were not fit for irrigation because of some quality issues. However, AMD can only be used if the soil can be limed and used as a reactor and further showed that there would be no leaf scorching. The circum-neutral mine water was found to be not effectively saline. Micro irrigation should not be considered for these waters due to suspended solids they contain. Four of the six sludges assessed for agricultural use included; a Ferriferrous Gypseous sludge (GypFeMnNi) with Fe, Mn and Ni from a limestone process, and three others generated from three stages of a limestone plus hydrated lime process; Ferriferrous Gypseous sludge with Mn (GypFeMn), Gypseous sludge with Brucite (GypB) and Gypseous sludge (Gyp) with Fe removed. Chemically, the sludges, GypFeMn, GypB and Gyp showed pH values of 8.2, 9.4 and 9.5, exhibiting CaCO3 equivalents (CCE) of 510, 601, 617 mg kg-1. The sludge, GypFeMnNi, had a pH of 5.5 and a CCE of 250 mg kg-1. All four sludges showed to be largely gypsum (72 – 95 %) composed. Physically, all sludges had particle sizes falling between 0.4 to 906 µm. These four sludges were further considered for hazardous assessment, including two sludges; GypFeNi and GypFe from a different limestone process. USEPA rated all six sludges non-hazardous, while Canada and China found GypFeNi as hazardous based on Ni solubility, Australia found GypFeMn as hazardous. RSA considered GypFeMnNi and GypFeNi hazardous, based on Ni and Mn solubility. Limestone was therefore less effective in reducing the solubility of Ni and Mn in the sludges than limestone plus hydrated lime. The sludges found hazardous (GypFeMnNi and GypFeMn) were then phosphated to reduce Mn and Ni solubility. Their solubility was reduced in both sludges. GypFeMnNi and Gyp, were further considered for use as soil amendments and selection was based on differences in the treatments that generates them. A pot trial was conducted where both were applied at 10 and 20 t ha-1 each to a soil with pH 3.75 and co-applied with phosphate at application rates of 40 and 100 kg ha-1. Maize (Zea mays) was planted and harvested at physiological maturity. Effect on soil showed that both sludges marginally increased pH, with Gyp at 20 t ha-1 and 100 kg ha-1 P increasing it the most by 0.46 units. This pH was still not suitable for plant growth. The sludge, Gyp increased soil salinity the most from 7.8 mS m-1 to 728 mS m-1, suitable only for salt tolerant crops. The effect on the maize showed that both sludges on their own marginally increased plant height and biomass, but co-application with phosphate increased these parameters. Grain was present only in treatments where phosphate was co-applied with either sludge. The highest grain yield was obtained when Gyp was applied at 20 t ha-1 with 100 kg ha-1 P. With food safety, Ni and Pb concentrations in the grain were below thresholds regarded as toxic. It is suggested that irrigation with AMD may be possible on condition that the soil is limed and used as treatment reactor to prevent the reduction of soil pH. Also, micro irrigation systems are to be avoided when irrigating with AMD and circum-neutral mine impacted waters because they contain suspended solids that can clog them. Irrigation should be with an appropriate leaching fraction to reduce accumulation of salts in the soil profile. It can also be concluded that two of the sludges from a limestone only HDSP were found to be hazardous by the RSA waste classification system due to Mn and Ni solubility., whereas international systems felt these materials were non-hazardous. The RSA waste classification system was found to be overly cautious compared to international systems and should be revisited. Sludges from HDSP can rather be used as soil amendments instead of being classified hazardous and destined to expensive waste management sites. If certain trace elements are excessively available, the study demonstrated that phosphating reduces mobility and toxicity, ensuring the safety of produce from soils treated with HDS. Keywords: AMD, HDS, Circum-neutral mine water, waste classification, amendment / Thesis (PhD (Soil Science)--University of Pretoria, 2020. / WRC / Plant Production and Soil Science / PhD (Soil Science) / Unrestricted

A atual crise mundial de abastecimento hídrico e os conseqüentes problemas relativos ao uso da água são grandes problemas a serem enfrentados pela humanidade, levando à necessidade de se encontrar soluções para prevenir conseqüências negativas ao ambiente. A cobrança pelo uso da água na agricultura irrigada, baseada nos princípios de direito ambiental usuário-pagador e poluidor–pagador, a aplicação dos princípios protetor-recebedor e participação, bem como a educação ambiental, são ferramentas de gestão de recursos hídricos com efeito indutor do uso racional da água, fomentando a consciência de conservação nos usuários irrigantes. A importância desta abordagem holística na implementação da cobrança em uma dada bacia hidrográfica está baseada na integração dos aspectos técnicos das propriedades irrigadas, na legislação ambiental e nas necessidades da comunidade local, para se adequar a cobrança aos usuários irrigantes de forma que a mesma se torne uma aliada no combate ao desperdício e à melhor eficiência no seu uso. Os objetivos deste trabalho foram: i) realizar a avaliação qualitativa da irrigação em 11 propriedades rurais da Microbacia do Ribeirão dos Marins (BHRM); ii) fundamentar o instrumento de cobrança pelo uso da água na agricultura irrigada com base nos princípios de direito ambiental Poluidor-Pagador e Usuário-Pagador; iii) discutir o princípio da Participação; iv) fundamentar o sistema de pagamento por serviços ecossistêmicos (PSE); v) fornecer elementos para futuras intervenções de gestão na microbacia voltadas a elaboração de projetos de educação ambiental integrados ao gerenciamento de recursos hídricos. Foram aplicados aos irrigantes roteiros de entrevista semi-estruturada. Os resultados mostraram que o manejo da irrigação não é praticado, a preocupação com a escassez de água é presente; a cobrança pelo uso da água não é aceita, o controle da erosão não é feito e há concordância com a importância da preservação da mata ciliar. Além disso, os resultados forneceram elementos que indicam a ausência de compreensão dos impactos causados pelo manejo inadequado da água, o que pôde ser traduzido pelos graves problemas de degradação de água, solo e mata ciliar detectados. Conclui-se que para induzir mudanças nos usuários irrigantes, promovendo o uso eficiente dos recursos hídricos, através do mecanismo de cobrança pelo uso da água, é necessário conjugar o direito ambiental, a tecnologia de irrigação e a educação ambiental. / The current crisis in water supply worldwide and the associated water use problems are one of the great concerns for the humanity, leading to the necessity to find solutions to prevent harmful consequences in the environment. Charges for water use in agricultural irrigation, supported by principles of environmental law as "user-payer" and "polluting payer", the application of "protector-receiver" and "participation" principles as well as environmental education, represent tools in water management with inductive effects on rational water use, broadening the awareness of irrigation users for the sustainment of natural water resources. The carrying out of this holistic approach in the implementation process of water use charges in a given catchment basin is based on the integration of technical aspects of the irrigated areas, environmental legislation and the necessities of the local community to establish individually adapted charges for water use with the result to decrease wastefulness and increase the water use efficiency. The objectives of this work were: (i) a qualitative evaluation of irrigation use in 11 rural areas in the small catchment basin of river Marins; (ii) to base the charge system for water use in agricultural irrigation on basis of the environmental law principles "user-payer" and "polluting payer"; (iii) to argue the principle of "participation"; (iv) to base the payment for ecosystem services (PSE); (v) to provide a basis for future management interventions in the basin with the objective to design environmental education projects, integrated in the management activities of water resources. The study based on semi-structural interviews with irrigation users in the respective areas. The results showed that irrigation management is not practiced, the preoccupation with water deficiency exist, water use charges is not accepted, the monitoring of erosion processes is not done and there is an agreement with the importance to preserve the riverine vegetation. Moreover, the results indicated a lack of knowledge about the impacts caused by inadequate water management that is expected to be the reason for the already existing degradation of water, soil and riverine vegetation. It can be concluded, that for attitude changes of irrigation users in terms of more efficient use of water resources associated with charges for water use interdisciplinary collaborations of environmental law, irrigation management and environmental education are necessary.

Na agricultura irrigada, a qualidade da água utilizada é de fundamental importância para o perfeito funcionamento dos sistemas de irrigação e de seus componentes. A utilização de água contendo sedimentos em suspensão tem sido a causa de sérios problemas em sistemas de irrigação, reduzindo a vida útil de seus componentes, promovendo o entupimento de tubulações e emissores, ocasionando como conseqüência, irrigações não uniformes e queda na eficiência dos mesmos. A escolha do tipo e capacidade do sistema de filtragem é de fundamental importância, evitando-se assim, aumento nos custos de operação e manutenção do sistema de irrigação, devido a necessidade de limpeza e trocas freqüentes de seus componentes. Pré-filtros, como os hidrociclones, desempenham importante papel, pois se caracterizam por significativo poder de separação de partículas, maiores do que 100 mm, presentes na água; mantendo constante a perda de carga ao longo do tempo, o que não ocorre com os outros tipos de filtros normalmente utilizados nos sistemas de irrigação. Apesar de algumas referências feitas aos hidrociclones em literatura internacional, não se dispõe, no Brasil, de dados do desempenho dos hidrociclones, quando empregados em pré-filtragem da água utilizada nos sistemas de irrigação. Assim, um experimento conduzido no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, compreendeu a construção de quatro hidrociclones do tipo Rietema, com diâmetro de 50 mm, um com bocal de alimentação circular e os demais com bocais de seção retangular, cujas seções foram decrescentes. A avaliação do desempenho dos mesmos foi realizada utilizando-se suspensões de areia fina e solo argiloso, sob diferentes diferenciais de pressão, adotando-se como critério de comparação, a capacidade de vazão e o poder de separação, medido pela eficiência total e eficiência total reduzida. Os resultados obtidos mostraram que o hidrociclone dotado com bocal de alimentação circular apresentou os maiores índices nos critérios de comparação, tanto para a suspensão de areia, quanto para a de solo. / Good water quality is uppermost in irrigated agriculture for the perfect functioning of irrigation systems and their components. The use of water containing suspended sediments has caused serious problems to irrigation systems, reducing the useful life of their components, clogging pipes and emitters, consequently causing non-uniform irrigations and low efficiency. Choosing the right filtering system type and capacity is essential to avoid increases in operational and maintenance costs of irrigation systems due to the need for cleaning and frequent replacing of their components. Pre-filters, such as hydrocyclones, are important for their significant capability to retain particles larger than 100 mm present in water, keeping the head loss constant with the time, unlike other filters normally used in irrigation systems. Despite being present in the international literature, data on the performance of hydrocyclones used for pre-filtering irrigation water in Brazil are not available. Therefore, four Rietema type hydrocyclones (50 mm diameter) were construction in the Hydraulics Laboratory of the Rural Engineering Department - ESALQ/USP- one presenting circular-end feeding tube and the other three presenting rectangular-end feeding tubes with decreasing sections. The evaluation of the hydrocyclones performance was conducted by using suspensions of fine sand and clay soil under various pressure differentials. The comparison criteria used were the discharge and the separation capability, given by total efficiency and reduced total efficiency. Results showed that the hydrocyclone with circular-end feeding tube presented the highest indexes for the comparison criteria adopted, considering sand and soil suspensions.

Na agricultura irrigada, a qualidade da água utilizada é de fundamental importância para o perfeito funcionamento dos sistemas de irrigação e de seus componentes. A utilização de água contendo sedimentos em suspensão tem sido a causa de sérios problemas em sistemas de irrigação, reduzindo a vida útil de seus componentes, promovendo o entupimento de tubulações e emissores, ocasionando como conseqüência, irrigações não uniformes e queda na eficiência dos mesmos. A escolha do tipo e capacidade do sistema de filtragem é de fundamental importância, evitando-se assim, aumento nos custos de operação e manutenção do sistema de irrigação, devido a necessidade de limpeza e trocas freqüentes de seus componentes. Pré-filtros, como os hidrociclones, desempenham importante papel, pois se caracterizam por significativo poder de separação de partículas, maiores do que 100 mm, presentes na água; mantendo constante a perda de carga ao longo do tempo, o que não ocorre com os outros tipos de filtros normalmente utilizados nos sistemas de irrigação. Apesar de algumas referências feitas aos hidrociclones em literatura internacional, não se dispõe, no Brasil, de dados do desempenho dos hidrociclones, quando empregados em pré-filtragem da água utilizada nos sistemas de irrigação. Assim, um experimento conduzido no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, compreendeu a construção de quatro hidrociclones do tipo Rietema, com diâmetro de 50 mm, um com bocal de alimentação circular e os demais com bocais de seção retangular, cujas seções foram decrescentes. A avaliação do desempenho dos mesmos foi realizada utilizando-se suspensões de areia fina e solo argiloso, sob diferentes diferenciais de pressão, adotando-se como critério de comparação, a capacidade de vazão e o poder de separação, medido pela eficiência total e eficiência total reduzida. Os resultados obtidos mostraram que o hidrociclone dotado com bocal de alimentação circular apresentou os maiores índices nos critérios de comparação, tanto para a suspensão de areia, quanto para a de solo. / Good water quality is uppermost in irrigated agriculture for the perfect functioning of irrigation systems and their components. The use of water containing suspended sediments has caused serious problems to irrigation systems, reducing the useful life of their components, clogging pipes and emitters, consequently causing non-uniform irrigations and low efficiency. Choosing the right filtering system type and capacity is essential to avoid increases in operational and maintenance costs of irrigation systems due to the need for cleaning and frequent replacing of their components. Pre-filters, such as hydrocyclones, are important for their significant capability to retain particles larger than 100 mm present in water, keeping the head loss constant with the time, unlike other filters normally used in irrigation systems. Despite being present in the international literature, data on the performance of hydrocyclones used for pre-filtering irrigation water in Brazil are not available. Therefore, four Rietema type hydrocyclones (50 mm diameter) were construction in the Hydraulics Laboratory of the Rural Engineering Department – ESALQ/USP- one presenting circular-end feeding tube and the other three presenting rectangular-end feeding tubes with decreasing sections. The evaluation of the hydrocyclones performance was conducted by using suspensions of fine sand and clay soil under various pressure differentials. The comparison criteria used were the discharge and the separation capability, given by total efficiency and reduced total efficiency. Results showed that the hydrocyclone with circular-end feeding tube presented the highest indexes for the comparison criteria adopted, considering sand and soil suspensions.

A atual crise mundial de abastecimento hídrico e os conseqüentes problemas relativos ao uso da água são grandes problemas a serem enfrentados pela humanidade, levando à necessidade de se encontrar soluções para prevenir conseqüências negativas ao ambiente. A cobrança pelo uso da água na agricultura irrigada, baseada nos princípios de direito ambiental usuário-pagador e poluidor–pagador, a aplicação dos princípios protetor-recebedor e participação, bem como a educação ambiental, são ferramentas de gestão de recursos hídricos com efeito indutor do uso racional da água, fomentando a consciência de conservação nos usuários irrigantes. A importância desta abordagem holística na implementação da cobrança em uma dada bacia hidrográfica está baseada na integração dos aspectos técnicos das propriedades irrigadas, na legislação ambiental e nas necessidades da comunidade local, para se adequar a cobrança aos usuários irrigantes de forma que a mesma se torne uma aliada no combate ao desperdício e à melhor eficiência no seu uso. Os objetivos deste trabalho foram: i) realizar a avaliação qualitativa da irrigação em 11 propriedades rurais da Microbacia do Ribeirão dos Marins (BHRM); ii) fundamentar o instrumento de cobrança pelo uso da água na agricultura irrigada com base nos princípios de direito ambiental Poluidor-Pagador e Usuário-Pagador; iii) discutir o princípio da Participação; iv) fundamentar o sistema de pagamento por serviços ecossistêmicos (PSE); v) fornecer elementos para futuras intervenções de gestão na microbacia voltadas a elaboração de projetos de educação ambiental integrados ao gerenciamento de recursos hídricos. Foram aplicados aos irrigantes roteiros de entrevista semi-estruturada. Os resultados mostraram que o manejo da irrigação não é praticado, a preocupação com a escassez de água é presente; a cobrança pelo uso da água não é aceita, o controle da erosão não é feito e há concordância com a importância da preservação da mata ciliar. Além disso, os resultados forneceram elementos que indicam a ausência de compreensão dos impactos causados pelo manejo inadequado da água, o que pôde ser traduzido pelos graves problemas de degradação de água, solo e mata ciliar detectados. Conclui-se que para induzir mudanças nos usuários irrigantes, promovendo o uso eficiente dos recursos hídricos, através do mecanismo de cobrança pelo uso da água, é necessário conjugar o direito ambiental, a tecnologia de irrigação e a educação ambiental. / The current crisis in water supply worldwide and the associated water use problems are one of the great concerns for the humanity, leading to the necessity to find solutions to prevent harmful consequences in the environment. Charges for water use in agricultural irrigation, supported by principles of environmental law as "user-payer" and "polluting payer", the application of "protector-receiver" and "participation" principles as well as environmental education, represent tools in water management with inductive effects on rational water use, broadening the awareness of irrigation users for the sustainment of natural water resources. The carrying out of this holistic approach in the implementation process of water use charges in a given catchment basin is based on the integration of technical aspects of the irrigated areas, environmental legislation and the necessities of the local community to establish individually adapted charges for water use with the result to decrease wastefulness and increase the water use efficiency. The objectives of this work were: (i) a qualitative evaluation of irrigation use in 11 rural areas in the small catchment basin of river Marins; (ii) to base the charge system for water use in agricultural irrigation on basis of the environmental law principles "user-payer" and "polluting payer"; (iii) to argue the principle of "participation"; (iv) to base the payment for ecosystem services (PSE); (v) to provide a basis for future management interventions in the basin with the objective to design environmental education projects, integrated in the management activities of water resources. The study based on semi-structural interviews with irrigation users in the respective areas. The results showed that irrigation management is not practiced, the preoccupation with water deficiency exist, water use charges is not accepted, the monitoring of erosion processes is not done and there is an agreement with the importance to preserve the riverine vegetation. Moreover, the results indicated a lack of knowledge about the impacts caused by inadequate water management that is expected to be the reason for the already existing degradation of water, soil and riverine vegetation. It can be concluded, that for attitude changes of irrigation users in terms of more efficient use of water resources associated with charges for water use interdisciplinary collaborations of environmental law, irrigation management and environmental education are necessary.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:57:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2330.pdf: 2747102 bytes, checksum: 42b3374c620038a839a3f3c1d80f9df0 (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / Lettuce (Lactuca sativa) is the most consumed vegetable in Brazil, being classified as an important food, to be a rich source of vitamins. According to the practices adopted, its cultivation can be organic or conventional. However, lettuce can be a transmitter of pathogenic microorganisms to humans, as thermotolerant coliforms and Escherichia coli, since it is in contact with these contaminants often present in soil, water, in natural inputs (poultry litter) providing their development and survival. This research aimed to assess quantitatively the presence of thermotolerant coliforms and E. coli in water for irrigation and washing water, and the not washed and washed lettuce, grown under organic and conventional systems. The samples were collected in ten farms, five under organic and five under conventional systems, located at the cities of Ibiúna, Jaguariúna, Campinas e Morungaba - SP. In the laboratory, the samples were submitted to the analysis by the technique of counting the Most Probable Number. The results show that water for irrigation was considered one of the main factors responsible for contamination of lettuce, as showed by the presence ofhigh rate of thermotolerant coliforms and E. coli, independent of the cultivation system. However, the conventional system had been showing levels of contamination by thermotolerant coliforms and E. coli in water higher thanin organic system. In lettuce, pre washing contributed to the reduction of contamination by thermotolerant coliforms and E. coli in the product; however contamination by thermotolerant coliforms was considered high in the both cultivation systems. Moreover, others practices used in the farm such as personal hygiene, the inappropriate use of compost and the presence of animals in the areas of crops are source of contamination. / A alface (Lactuca sativa) é a hortaliça folhosa mais consumida no Brasil, sendo classificada como um importante alimento para a população por ser uma rica fonte de vitaminas. Em função das práticas adotadas, o seu cultivo pode ser orgânico ou convencional. No entanto, alface pode ser um veículo transmissor de microrganismos patogênicos ao homem, como coliformes termotolerantes e Escherichia coli, uma vez que se encontra em contato com esses contaminantes presentes freqüentemente no solo, na água, nos insumos naturais (cama de frango) propiciando o desenvolvimento e a sobrevivência dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi avaliar, quantitativamente, a presença de coliformes termotolerantes e de E.coli em água de irrigação e de pré-lavagem, assim como, o produto alface não lavada e pré-lavada, cultivada sob cultivo orgânico e convencional, em relação à recomendação da ANVISA. As coletas foram realizadas em dez propriedades, cinco de cultivo orgânico e cinco de cultivo convencional, localizadas nas cidades de Ibiúna, Jaguariúna, Campinas e Morungaba - SP. Em laboratório, as amostras foram submetidas à análise de tubos múltiplos e série bioquímica e procedeu-se a avaliação pela técnica de contagem do Número Mais Provável. Os resultados mostraram um alto índice de coliformes termotolerantes e E. coli na água de irrigação, sendo um fator importante pela contaminação da alface, independente do sistema de cultivo. Todavia, o cultivo convencional apresentou índices de contaminação por esses microrganismos na água superiores ao do cultivo orgânico. No produto alface, a pré-lavagem contribuiu para a redução da contaminação por coliformes termotolerantes e E. coli, entretanto a contaminação pelo primeiro foi mais alta em ambos os sistemas de cultivos. Além disso, outras práticas utilizadas nas propriedades como a higiene pessoal, o uso de adubos compostados inadequados e a presença de animais nas áreas de cultivo são fontes de contaminação.