Nowadays underwater gliders have become to play a vital role in ocean exploration and allow to obtain the valuable information about underwater environment. The traditional approach to the development of such vehicles requires a thorough design of each subsystem and conducting a number of expensive full scale tests for validation the accuracy of connections between these subsystems. However, present requirements to cost-effective development of underwater vehicles need the development of a reliable sampling and testing platform that allows the conducting a preliminary design of components and systems (hardware and software) of the vehicle, its simulation and finally testing and verification of missions. This paper describes the development of the HIL test bench for underwater applications. Paper discuses some advantages of HIL methodology provides a brief overview of buoyancy variation systems. In this paper we focused on hydraulic part of the developed test bench and its architecture, environment and tools. Some obtained results of several buoyancy variation systems testing are described in this paper. These results have allowed us to estimate the most efficient design of the buoyancy variation system. The main contribution of this work is to present a powerful tool for engineers to find hidden errors in underwater gliders development process and to improve the integration between glider’s subsystems by gaining insights into their operation and dynamics.

A busca por estratégias para otimizar a eficiência de aplicação de água tem sido objeto de estudo de vários pesquisadores. Neste sentido, destaca-se a utilização de sistemas de microirrigação com microtubos devido ao seu baixo custo e elevada uniformidade de aplicação de água, sendo uma boa alternativa para pequenos agricultores. O emissor utilizado neste trabalho foi denominado \"microtubo com múltiplas saídas\" (MMS) o qual, por se tratar de uma configuração inovadora, é um tipo de gotejador inexistente no mercado. Este sistema é caracterizado por possuir menor custo em comparação com os sistemas atuais, que utilizam microtubos, tendo em vista a menor quantidade de material necessário à sua implantação. O objetivo deste trabalho foi modelar, determinar as características hidráulicas do microtubo com múltiplas saídas e sua sensibilidade à obstrução por agentes físicos. A condução desta pesquisa dividiu-se em duas etapas. A primeira consistiu na determinação do diâmetro interno dos microtubos, em ensaios preliminares de verificação do modelo de dimensionamento dos MMS e na determinação do coeficiente de variação de fabricação, os quais foram realizados no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\"/USP, em Piracicaba - SP. A segunda consistiu na determinação das características hidráulicas, na modelagem do escoamento d\'água no interior do microtubo com múltiplas saídas e na avaliação da sensibilidade dos microtubos à obstrução por agentes físicos, as quais foram realizadas no Laboratoire d\'essais et de recherche des matériels d\'irrigation pertencente ao Institut national de recherche en sciences et technologies pour l\'environnement et l\'agriculture (LERMI/IRSTEA, Aix en Provence, Montpellier, França). A configuração do emissor proposto consiste em um microtubo regulador de pressão (MRP) ligado a um conector com disposição radial de onde derivam seis microtubos emissores (ME). Realizou-se simulações hidráulicas do escoamento nos MMS, utilizando o programa computacional ANSYS Fluent. Determinou-se a sensibilidade à obstrução do MMS e dos microtubos com diâmetro interno de 0,888 e 1,074 mm. O microtubo com múltiplas saídas foi menos sensível à obstrução que os outros microtubos testados, entretanto, o mesmo apresenta áreas críticas quanto à ocorrência de obstrução no interior do conector, principalmente em áreas onde a velocidade da água é próxima ou igual à zero. As diferenças máxima e mínima entre a pressão simulada e a pressão observada experimentalmente foram 13% e 0,2% respectivamente. Desse modo, a simulação não apresentou resultados totalmente satisfatórios em termos de previsão da perda de carga, entretanto, é uma importante ferramenta para identificação de pontos críticos quanto à dissipação da perda de carga e que favorecem a ocorrência de obstrução. Para microtubos, as equações utilizadas no cálculo do fator de atrito da equação de Darcy-Weisbach não apresentaram resultados satisfatórios, contradizendo às recomendações da literatura para tubos convencionais. Uma possível causa dessa discordância é que a definição da faixa do regime de escoamento para microtubos seja diferente dos tubos convencionais, sendo necessária a realização de estudos complementares para se obter resultados mais conclusivos. / The search for strategies to optimize the efficiency of water application has been studied by several researchers. In this sense, we highlight the use of microirrigation systems with microtubes due to its low cost and high uniformity of water application, being a good alternative for small farmers. The emitter used in this work was named \"microtube with multiple outlets\" (MMO) which is a kind of dripper non-existent in the market, because it is an innovative configuration. This system is characterized by having lower cost compared to existing systems that use microtubes, in view of the smaller amount of material required for its implementation. The objective of this work was to model, to determine the hydraulic characteristics of the microtube with multiple outlets and their sensitivity to clogging due physical agents. This research was divided into two stages. The first stage was determining the internal diameter of the microtubes, the lengths of the microtubes and the manufacturing coefficient of variation was conducted in the Hydraulics Laboratory, Department of Biosystems Engineering, School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ/USP) in Piracicaba - SP. The second stage was determining the hydraulic characteristics of the microtubes with multiple outlets, to model the flow of water within the microtube with multiple outlets and to evaluate a susceptibility of microtubes to physical agents. This tests were performed at the Laboratoire d\'essais et de recherche des matériels d\'irrigation belonging to the Institut national de recherche en sciences et technologies pour l\'environnement et l\'agriculture (LERMI/IRSTEA, Aix en Provence, Montpellier, France). The configuration of the proposed system consists of a supply microtube (SM) and six emitter microtubes (EM) that are connected to the supply microtube through a connector. The hydraulic simulations of flow in microtubes with multiple outlets was carried out using the software ANSYS Fluent. It was determined the MMO sensitivity to clogging and of microtubes with internal diameter of 0.888 and 1.074 mm. The microtube with multiple outlets was less sensitive to clogging than other tested microtubes, however, the MMO presents critical areas to occurrence of clogging within the connector, especially in areas where the water velocity is close or equal to zero. The maximum and minimum difference between the simulated pressure and experimentally observed pressure was 13% and 0.2 % respectively. The simulation did not provide fully satisfactory results in terms of predicting the head loss, however, it is an important tool to identify critical points of head loss and of critical points that favors the occurrence of clogging. For microtubes, the equations used to calculate the Darcy- Weisbach equation friction factor showed no satisfactory results, contradicting the recommendations from the literature for conventional tubes. One possible cause of this discrepancy is that the definition of the flow regime for microtubes is different from conventional tubes. More studies must be conducted to obtain more conclusive results are required.

District Cooling Systems (DCS) have been widely applied in large institutions such as universities, government facilities, commercial districts, airports, etc. The hydraulic system of a large DCS can be complicated. They often stem from an original design that has had extensive additions and deletions over time. Expanding or retrofitting such a system involves large capital investment. Consideration of future expansion is often required. Therefore, a thorough study of the whole system at the planning phase is crucial. An effective hydraulic model for the existing DCS will become a powerful analysis tool for this purpose. Engineers can use the model to explore alternative system configurations to find an optimal way of accommodating the DCS hydraulic system to the planned future unit. This thesis presents the first complete procedure for the use of commercial simulation software to construct the hydraulic model for a large District Cooling System (DCS). A model for one of the largest DCS hydraulic systems in the United States has been developed based on this procedure and has been successfully utilized to assist its master planning study.

A busca por estratégias para otimizar a eficiência de aplicação de água tem sido objeto de estudo de vários pesquisadores. Neste sentido, destaca-se a utilização de sistemas de microirrigação com microtubos devido ao seu baixo custo e elevada uniformidade de aplicação de água, sendo uma boa alternativa para pequenos agricultores. O emissor utilizado neste trabalho foi denominado \"microtubo com múltiplas saídas\" (MMS) o qual, por se tratar de uma configuração inovadora, é um tipo de gotejador inexistente no mercado. Este sistema é caracterizado por possuir menor custo em comparação com os sistemas atuais, que utilizam microtubos, tendo em vista a menor quantidade de material necessário à sua implantação. O objetivo deste trabalho foi modelar, determinar as características hidráulicas do microtubo com múltiplas saídas e sua sensibilidade à obstrução por agentes físicos. A condução desta pesquisa dividiu-se em duas etapas. A primeira consistiu na determinação do diâmetro interno dos microtubos, em ensaios preliminares de verificação do modelo de dimensionamento dos MMS e na determinação do coeficiente de variação de fabricação, os quais foram realizados no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\"/USP, em Piracicaba - SP. A segunda consistiu na determinação das características hidráulicas, na modelagem do escoamento d\'água no interior do microtubo com múltiplas saídas e na avaliação da sensibilidade dos microtubos à obstrução por agentes físicos, as quais foram realizadas no Laboratoire d\'essais et de recherche des matériels d\'irrigation pertencente ao Institut national de recherche en sciences et technologies pour l\'environnement et l\'agriculture (LERMI/IRSTEA, Aix en Provence, Montpellier, França). A configuração do emissor proposto consiste em um microtubo regulador de pressão (MRP) ligado a um conector com disposição radial de onde derivam seis microtubos emissores (ME). Realizou-se simulações hidráulicas do escoamento nos MMS, utilizando o programa computacional ANSYS Fluent. Determinou-se a sensibilidade à obstrução do MMS e dos microtubos com diâmetro interno de 0,888 e 1,074 mm. O microtubo com múltiplas saídas foi menos sensível à obstrução que os outros microtubos testados, entretanto, o mesmo apresenta áreas críticas quanto à ocorrência de obstrução no interior do conector, principalmente em áreas onde a velocidade da água é próxima ou igual à zero. As diferenças máxima e mínima entre a pressão simulada e a pressão observada experimentalmente foram 13% e 0,2% respectivamente. Desse modo, a simulação não apresentou resultados totalmente satisfatórios em termos de previsão da perda de carga, entretanto, é uma importante ferramenta para identificação de pontos críticos quanto à dissipação da perda de carga e que favorecem a ocorrência de obstrução. Para microtubos, as equações utilizadas no cálculo do fator de atrito da equação de Darcy-Weisbach não apresentaram resultados satisfatórios, contradizendo às recomendações da literatura para tubos convencionais. Uma possível causa dessa discordância é que a definição da faixa do regime de escoamento para microtubos seja diferente dos tubos convencionais, sendo necessária a realização de estudos complementares para se obter resultados mais conclusivos. / The search for strategies to optimize the efficiency of water application has been studied by several researchers. In this sense, we highlight the use of microirrigation systems with microtubes due to its low cost and high uniformity of water application, being a good alternative for small farmers. The emitter used in this work was named \"microtube with multiple outlets\" (MMO) which is a kind of dripper non-existent in the market, because it is an innovative configuration. This system is characterized by having lower cost compared to existing systems that use microtubes, in view of the smaller amount of material required for its implementation. The objective of this work was to model, to determine the hydraulic characteristics of the microtube with multiple outlets and their sensitivity to clogging due physical agents. This research was divided into two stages. The first stage was determining the internal diameter of the microtubes, the lengths of the microtubes and the manufacturing coefficient of variation was conducted in the Hydraulics Laboratory, Department of Biosystems Engineering, School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ/USP) in Piracicaba - SP. The second stage was determining the hydraulic characteristics of the microtubes with multiple outlets, to model the flow of water within the microtube with multiple outlets and to evaluate a susceptibility of microtubes to physical agents. This tests were performed at the Laboratoire d\'essais et de recherche des matériels d\'irrigation belonging to the Institut national de recherche en sciences et technologies pour l\'environnement et l\'agriculture (LERMI/IRSTEA, Aix en Provence, Montpellier, France). The configuration of the proposed system consists of a supply microtube (SM) and six emitter microtubes (EM) that are connected to the supply microtube through a connector. The hydraulic simulations of flow in microtubes with multiple outlets was carried out using the software ANSYS Fluent. It was determined the MMO sensitivity to clogging and of microtubes with internal diameter of 0.888 and 1.074 mm. The microtube with multiple outlets was less sensitive to clogging than other tested microtubes, however, the MMO presents critical areas to occurrence of clogging within the connector, especially in areas where the water velocity is close or equal to zero. The maximum and minimum difference between the simulated pressure and experimentally observed pressure was 13% and 0.2 % respectively. The simulation did not provide fully satisfactory results in terms of predicting the head loss, however, it is an important tool to identify critical points of head loss and of critical points that favors the occurrence of clogging. For microtubes, the equations used to calculate the Darcy- Weisbach equation friction factor showed no satisfactory results, contradicting the recommendations from the literature for conventional tubes. One possible cause of this discrepancy is that the definition of the flow regime for microtubes is different from conventional tubes. More studies must be conducted to obtain more conclusive results are required.

[pt] A utilização de PIG em oleodutos e gasodutos tem uma grande importância para a manutenção da integridade estrutural de tubulações, e pode ser utilizado para inspeção, limpeza e separação de interface. Neste contexto é importante que a passagem de PIG ocorra de modo controlado causando o menor impacto possível à operação, respeitando os limites operacionais da tubulação e dentro dos limites de velocidade de deslocamento do PIG. Caso o PIG possua uma velocidade baixa, ele pode ficar preso à tubulação, podendo ser difícil soltá-lo. Por outro lado, caso a velocidade seja elevada o PIG pode danificar a tubulação em função dos impactos gerados. Com o objetivo de atender os requisitos referente a velocidade recomendável de deslocamento do PIG referente aos limites operacionais existentes e não danificá-lo, foi desenvolvido um simulador termo hidráulico de deslocamento de PIGs. O simulador prevê escoamentos transientes isotérmico ou térmico acoplado ao deslocamento do PIG. Para controlar a velocidade do PIG, uma válvula de controle foi instalada no corpo do próprio PIG. Sua velocidade de deslocamento é função da abertura do furo de bypass, ou seja, quanto maior a velocidade de escoamento na tubulação, maior a abertura e maior o fluxo através do PIG para manter a velocidade controlada. As equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia, acopladas com um balanço de forças no PIG, foram discretizadas pelo método das diferenças finitas e resolvidas de forma acoplada. Para o controle da velocidade optou-se pelo método de controle PID. Investiga-se o deslocamento do PIG tanto para escoamento de líquido quanto de gás, considerando ou não a perda de calor para o ambiente. Diversos casos são apresentados demonstrando a eficácia do método de controle modelado. / [en] The use of PIG in oil and gas pipelines has great important to maintain the structural integrity of pipelines, and it can be used for inspection, cleaning and interface separation. In this context, it is important that the PIG displacement happen in a controlled way causing the lowest possible impact to the operation, respecting the operating limits of the pipe and within the limits of the PIG s speed of displacement. If the PIG has a low speed, it can be trapped in the tubing and it can be difficult to release it. On the other hand, if the speed is high the PIG can damage the tubing in function of the generated impacts. In order to respect the requirements for the recommended PIG velocity displacement, and operational pipelines limits requirements, a thermo hydraulic PIG simulator was developed. The simulator predicts isothermal or thermal transient flow coupled with the PIG displacement. To control the PIG velocity, a control valve is installed in the body of the PIG. The PIG speed is as a function of the bypass aperture inside the PIG s body, ie, the greater the flow velocity in the pipe, the greater is the opening and the greater the flow through the PIG. The conservation equations of mass, momentum and energy coupled with force balance at the PIG were discretized by the finite difference method, and solved in coupled manner. A PID control method was employed to control the PIG velocity. It is investigated the displacement of PIG in both liquid and gas flow, considering or not the loss of heat for the environment. Several cases are presented demonstrating the effectiveness of the control method modeled.

Nowadays underwater gliders have become to play a vital role in ocean exploration and allow to obtain the valuable information about underwater environment. The traditional approach to the development of such vehicles requires a thorough design of each subsystem and conducting a number of expensive full scale tests for validation the accuracy of connections between these subsystems. However, present requirements to cost-effective development of underwater vehicles need the development of a reliable sampling and testing platform that allows the conducting a preliminary design of components and systems (hardware and software) of the vehicle, its simulation and finally testing and verification of missions. This paper describes the development of the HIL test bench for underwater applications. Paper discuses some advantages of HIL methodology provides a brief overview of buoyancy variation systems. In this paper we focused on hydraulic part of the developed test bench and its architecture, environment and tools. Some obtained results of several buoyancy variation systems testing are described in this paper. These results have allowed us to estimate the most efficient design of the buoyancy variation system. The main contribution of this work is to present a powerful tool for engineers to find hidden errors in underwater gliders development process and to improve the integration between glider’s subsystems by gaining insights into their operation and dynamics.

<p>Severe floods caused by heavy autumn rains in year 2000 raised the question whether measures to reduce the damage from high water levels, in the area surrounding lake Glafsfjorden and along the river Byälven down to lake Vänern, are possible. One option is to reduce flow resistance along the river and thereby lower the maximum water level a given inflow would cause. Good knowledge of hydraulic and hydrological conditions is necessary in order to estimate the effect of such flow-reducing measures. In order to quantify such effect a 1-dimensional hydraulic flow model has been set up for the river Byälven using the software package MIKE 11. The model is more detailed, especially concerning topography and bathymetry, than earlier models used for studies of the river. Boundary conditions consist of measured inflows, the level of the lake Vänern and runoff calculated using the HBV-model. The model was calibrated for two different floods and a good fit to measured water levels was obtained for both these periods. Using the calibrated model critical sections, causing much flow resistance during high floods, were identified. With that knowledge different measures to reduce high water levels was adopted to the model both individually and combined with each other and the model was run with boundary conditions mainly from the flood in year 2000. The most radical measures simulated resulted in a lowering of the maximum water in the two largest reservoirs Glafsfjorden and Harefjorden with 78 and 97 cm respectively. A more modest combination of measures gave water levels 48 and 84 cm lower than a model run without changes. Some combinations of relatively small measures lowered the maximum water level by a few decimeters. The simulation results give good guidance to further investigations and decisions of actual changes. The model constitutes a useful tool when making flood maps of the area and if water level forecasts would be needed during future floods.</p> / <p>Allvarliga översvämningar i samband med höstregn år 2000 väckte frågan om det går att vidta åtgärder för att minska skadorna vid höga flöden i området runt Glafsfjorden och längs Byälvens sträckning ner till Vänern. Ett alternativ är att med åtgärder längs älven underlätta vattnets utflöde och på så sätt minska den högsta vattennivå ett givet flöde orsakar. God kunskap om hydrauliska och hydrologiska förhållanden behövs för att bedöma nyttan av olika åtgärdsalternativ. För att kunna avgöra effekterna av olika åtgärdsalternativ har en 1-dimensionell strömningsmodell satts upp för Byälven i programverktyget MIKE 11. Modellen är mer detaljerad, framförallt beträffande höjdinformationen, än tidigare modeller som använts för studier av Byälven varit. Randvillkor till modellen utgörs av registrerade inflöden, Vänerns vattenstånd och avrinning modellerad med HBV-modellen. Modellen har kalibrerats för två översvämningsperioder och god anpassning uppnåddes för de vattenstånd som dessa situationer representerar och med dess hjälp har sedan älven studerats och områden som bromsar flödet har kunnat identifieras. Med kunskap om vilka områden som begränsar flödet mest har ett antal olika åtgärder simulerats i modellen, både var för sig och kombinerade med varandra. Randvillkoren för översvämningen år 2000 behölls och förändringarna lades in i modellen. De extremaste åtgärderna som simulerats resulterade i minskningar av de högsta vattennivåerna i de två största vattenmagasinen Glafsfjorden och Harefjorden med 78 respektive 97 cm. Mer realistiska åtgärdspaket gav minskningar med i storleksordningen 48 respektive 84 cm och även relativt små ingrepp gav minskningar på några decimeter. Simuleringsresultaten ger god vägledning för vidare undersökningar av och beslut om konkreta åtgärder i Byälven. Dessutom utgör modellen ett bra verktyg för att ta fram översvämningskartor och för att prognostisera vattennivåer vid nya översvämningssituationer.</p>

Severe floods caused by heavy autumn rains in year 2000 raised the question whether measures to reduce the damage from high water levels, in the area surrounding lake Glafsfjorden and along the river Byälven down to lake Vänern, are possible. One option is to reduce flow resistance along the river and thereby lower the maximum water level a given inflow would cause. Good knowledge of hydraulic and hydrological conditions is necessary in order to estimate the effect of such flow-reducing measures. In order to quantify such effect a 1-dimensional hydraulic flow model has been set up for the river Byälven using the software package MIKE 11. The model is more detailed, especially concerning topography and bathymetry, than earlier models used for studies of the river. Boundary conditions consist of measured inflows, the level of the lake Vänern and runoff calculated using the HBV-model. The model was calibrated for two different floods and a good fit to measured water levels was obtained for both these periods. Using the calibrated model critical sections, causing much flow resistance during high floods, were identified. With that knowledge different measures to reduce high water levels was adopted to the model both individually and combined with each other and the model was run with boundary conditions mainly from the flood in year 2000. The most radical measures simulated resulted in a lowering of the maximum water in the two largest reservoirs Glafsfjorden and Harefjorden with 78 and 97 cm respectively. A more modest combination of measures gave water levels 48 and 84 cm lower than a model run without changes. Some combinations of relatively small measures lowered the maximum water level by a few decimeters. The simulation results give good guidance to further investigations and decisions of actual changes. The model constitutes a useful tool when making flood maps of the area and if water level forecasts would be needed during future floods. / Allvarliga översvämningar i samband med höstregn år 2000 väckte frågan om det går att vidta åtgärder för att minska skadorna vid höga flöden i området runt Glafsfjorden och längs Byälvens sträckning ner till Vänern. Ett alternativ är att med åtgärder längs älven underlätta vattnets utflöde och på så sätt minska den högsta vattennivå ett givet flöde orsakar. God kunskap om hydrauliska och hydrologiska förhållanden behövs för att bedöma nyttan av olika åtgärdsalternativ. För att kunna avgöra effekterna av olika åtgärdsalternativ har en 1-dimensionell strömningsmodell satts upp för Byälven i programverktyget MIKE 11. Modellen är mer detaljerad, framförallt beträffande höjdinformationen, än tidigare modeller som använts för studier av Byälven varit. Randvillkor till modellen utgörs av registrerade inflöden, Vänerns vattenstånd och avrinning modellerad med HBV-modellen. Modellen har kalibrerats för två översvämningsperioder och god anpassning uppnåddes för de vattenstånd som dessa situationer representerar och med dess hjälp har sedan älven studerats och områden som bromsar flödet har kunnat identifieras. Med kunskap om vilka områden som begränsar flödet mest har ett antal olika åtgärder simulerats i modellen, både var för sig och kombinerade med varandra. Randvillkoren för översvämningen år 2000 behölls och förändringarna lades in i modellen. De extremaste åtgärderna som simulerats resulterade i minskningar av de högsta vattennivåerna i de två största vattenmagasinen Glafsfjorden och Harefjorden med 78 respektive 97 cm. Mer realistiska åtgärdspaket gav minskningar med i storleksordningen 48 respektive 84 cm och även relativt små ingrepp gav minskningar på några decimeter. Simuleringsresultaten ger god vägledning för vidare undersökningar av och beslut om konkreta åtgärder i Byälven. Dessutom utgör modellen ett bra verktyg för att ta fram översvämningskartor och för att prognostisera vattennivåer vid nya översvämningssituationer.

A utilização de microtubos vem crescendo especialmente em países pobres da Ásia e África, onde organizações internacionais lutam pelo desenvolvimento dos pequenos agricultores por meio da implantação de tecnologias de baixo custo. Dentro desse contexto e com o intuito de oferecer embasamento técnico-científico para o desenvolvimento de uma irrigação de baixo custo e alto nível tecnológico, este trabalho teve como objetivos: desenvolver um modelo matemático para dimensionamento de microtubos em que a perda de carga localizada, a perda de carga no microtubo e a energia de velocidade estivessem explícitos na equação; desenvolver um software para dimensionamento de microtubos, com base no modelo proposto; apresentar os custos e verificar a viabilidade técnica da utilização de microtubos em duas condições de campo: irrigação localizada por gravidade para hortas e irrigação pressurizada para pomares; e realizar simulações hidráulicas para verificar a influência da temperatura no desempenho hidráulico do sistema com microtubos. O modelo matemático que considerou constante o coeficiente K da equação de perda carga localizada pode ser utilizado para representar o fenômeno de perda de energia no microtubo, o mesmo representou melhor este fenômeno do que o modelo que não considera a perda de carga localizada, portanto a perda de carga localizada é um fator que deve ser considerado. O software para o dimensionamento de linhas laterais com microtubos proporcionou precisão e rapidez nos cálculos. Em condição de campo o sistema de irrigação com microtubos apresentou bom desempenho técnico. A proposta de utilização do sistema de irrigação localizada com microtubos por gravidade demonstrou possuir também vantagens econômicas, devido ao baixo custo de investimento, mão-de-obra e operação do sistema. A proposta de utilização do sistema de irrigação localizada com microtubos em pomares apresentou uma redução de 45,7% no custo com linhas laterais e emissores em comparação com tubos-gotejadores. Dentro das condições estudadas, a vazão média foi o parâmetro que sofreu a maior influência com a variação de temperatura. A cada 5ºC de aumento na temperatura da água, a vazão média aumentou em 5%, já a Uniformidade de Distribuição de água sofreu um efeito reduzido, visto que um aumento de 5ºC reduziu em apenas 1,2% o seu valor. / The use of microtubes has been increasing especially in poor countries of Asia and Africa, where international organizations struggle for the development of small farmers through the insertion of low cost technologies. Within this context and with the intention of offering technical and scientific background for the development of a low cost and high technological level irrigation, this work presented the following goals: to develop a mathematical model for microtubes design in which the localized head loss, the head loss in the microtube and the velocity head are clear in the math equation; to develop a software for microtubes design based on the proposed model; to present the costs and to verify the technical viability of the use of microtubes in two field conditions: gravity drip irrigation for vegetable gardens and pressured irrigation for orchards; and to perform hydraulic simulations to verify the temperature influence in the hydraulic performance of the systems with microtubes. The mathematical model, that considered constant the K coefficient of the localized head loss equation, can be used to represent the phenomenon of the power loss in the microtube; it represented this phenomenon better than the model that does not consider the localized head loss, therefore the localized head loss needs to be consider in the phenomenon. The software for the laterals design with microtubes provided precision and swiftness. In the field condition the irrigation system with microtubes showed good technical performance. The proposition for the use of the gravity drip irrigation system with microtubes also showed economical advantages due to the low investment cost, labor and system operation. The proposition for the use of drip irrigation with microtubes in orchards showed a cost reduction of 45.7% with laterals and emitters compared to in line emitters. In the analyzed conditions, temperature variation influenced the average discharge rate of the system. With 5ºC of increase in the water temperature, the average discharge increased in 5%, but temperature variation had little influence in water distribution uniformity, because an increase of 5ºC reduced only 1,2% in your value.

A utilização de microtubos vem crescendo especialmente em países pobres da Ásia e África, onde organizações internacionais lutam pelo desenvolvimento dos pequenos agricultores por meio da implantação de tecnologias de baixo custo. Dentro desse contexto e com o intuito de oferecer embasamento técnico-científico para o desenvolvimento de uma irrigação de baixo custo e alto nível tecnológico, este trabalho teve como objetivos: desenvolver um modelo matemático para dimensionamento de microtubos em que a perda de carga localizada, a perda de carga no microtubo e a energia de velocidade estivessem explícitos na equação; desenvolver um software para dimensionamento de microtubos, com base no modelo proposto; apresentar os custos e verificar a viabilidade técnica da utilização de microtubos em duas condições de campo: irrigação localizada por gravidade para hortas e irrigação pressurizada para pomares; e realizar simulações hidráulicas para verificar a influência da temperatura no desempenho hidráulico do sistema com microtubos. O modelo matemático que considerou constante o coeficiente K da equação de perda carga localizada pode ser utilizado para representar o fenômeno de perda de energia no microtubo, o mesmo representou melhor este fenômeno do que o modelo que não considera a perda de carga localizada, portanto a perda de carga localizada é um fator que deve ser considerado. O software para o dimensionamento de linhas laterais com microtubos proporcionou precisão e rapidez nos cálculos. Em condição de campo o sistema de irrigação com microtubos apresentou bom desempenho técnico. A proposta de utilização do sistema de irrigação localizada com microtubos por gravidade demonstrou possuir também vantagens econômicas, devido ao baixo custo de investimento, mão-de-obra e operação do sistema. A proposta de utilização do sistema de irrigação localizada com microtubos em pomares apresentou uma redução de 45,7% no custo com linhas laterais e emissores em comparação com tubos-gotejadores. Dentro das condições estudadas, a vazão média foi o parâmetro que sofreu a maior influência com a variação de temperatura. A cada 5ºC de aumento na temperatura da água, a vazão média aumentou em 5%, já a Uniformidade de Distribuição de água sofreu um efeito reduzido, visto que um aumento de 5ºC reduziu em apenas 1,2% o seu valor. / The use of microtubes has been increasing especially in poor countries of Asia and Africa, where international organizations struggle for the development of small farmers through the insertion of low cost technologies. Within this context and with the intention of offering technical and scientific background for the development of a low cost and high technological level irrigation, this work presented the following goals: to develop a mathematical model for microtubes design in which the localized head loss, the head loss in the microtube and the velocity head are clear in the math equation; to develop a software for microtubes design based on the proposed model; to present the costs and to verify the technical viability of the use of microtubes in two field conditions: gravity drip irrigation for vegetable gardens and pressured irrigation for orchards; and to perform hydraulic simulations to verify the temperature influence in the hydraulic performance of the systems with microtubes. The mathematical model, that considered constant the K coefficient of the localized head loss equation, can be used to represent the phenomenon of the power loss in the microtube; it represented this phenomenon better than the model that does not consider the localized head loss, therefore the localized head loss needs to be consider in the phenomenon. The software for the laterals design with microtubes provided precision and swiftness. In the field condition the irrigation system with microtubes showed good technical performance. The proposition for the use of the gravity drip irrigation system with microtubes also showed economical advantages due to the low investment cost, labor and system operation. The proposition for the use of drip irrigation with microtubes in orchards showed a cost reduction of 45.7% with laterals and emitters compared to in line emitters. In the analyzed conditions, temperature variation influenced the average discharge rate of the system. With 5ºC of increase in the water temperature, the average discharge increased in 5%, but temperature variation had little influence in water distribution uniformity, because an increase of 5ºC reduced only 1,2% in your value.