Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A comunidade cientÃfica mundial, nos Ãltimos anos, tem intensificado os estudos para mensurar os impactos causados ao ambiente pela poluiÃÃo, principalmente os efeitos adversos ao ar e Ãgua. O fato de menos de 1% da Ãgua ser potÃvel e estar disponÃvel à superfÃcie da terra torna a mesma um bem de conflito. Segundo a FAO atà 2030 serà necessÃrio um incremento de 14% da Ãgua potÃvel, na irrigaÃÃo, a fim de suprir a demanda provocada pelo crescimento da populaÃÃo mundial. Um dos problemas clÃssicos, no manejo da irrigaÃÃo, à determinar quando e quanto irrigar e no intuito de sanar tal problema, profissionais da Ãrea de engenharia buscam cada vez mais, atravÃs de pesquisas, aumentar a eficiÃncia de irrigaÃÃo. O presente trabalho teve como objetivo avaliar um sensor de umidade, do tipo capacitivo, denominado TOPDEA, no manejo da irrigaÃÃo. A umidade do solo à o indicador mais bÃsico da Ãgua em uma amostra de solo. O monitoramento da umidade do solo à um dos fatores mais importantes para manejo correto da irrigaÃÃo, contribuindo de forma direta para a determinaÃÃo de quando e quanto irrigar. O experimento foi realizado no PerÃmetro Irrigado do Baixo Acaraà â CearÃ, em duas Ãreas distintas: A primeira com banana para ensaios preliminares de campo e avaliaÃÃo da equaÃÃo de calibraÃÃo do sensor e a segunda com melancia para o manejo da irrigaÃÃo propriamente dito. Os sensores foram calibrados atravÃs de anÃlise de regressÃo entre umidade e freqÃÃncia produzida pelos mesmos, partindo do ponto de saturaÃÃo atà aproximadamente 4% de umidade. A avaliaÃÃo da equaÃÃo de calibraÃÃo ocorreu atravÃs da comparaÃÃo entre os dados dos sensores e os dados da estaÃÃo meteorolÃgica, para tempo de irrigaÃÃo. O nÃmero de sensores por hectare foi analisado pela comparaÃÃo entre o nÃmero de sensores por hectare e seus respectivos tempos de irrigaÃÃo. O efeito geomÃtrico da distÃncia de instalaÃÃo dos sensores, em relaÃÃo aos emissores, foi analisado atravÃs do teste de mÃdias das leituras com as respectivas distÃncias de instalaÃÃo. A equaÃÃo de calibraÃÃo para a umidade foi do tipo potencial ( 1778371018 −2,3894213 q = f ). As maiores leituras de frequÃncia ocorreram com o sensor instalado a 25,3 cm do emissor, enquanto que as menores ocorreram a 19,85 cm. Os maiores tempos de funcionamento do sistema de irrigaÃÃo ocorreram utilizando-se dois sensores por hectares, enquanto os menores tempos ocorreram utilizando-se cinco sensores por hectare. A lÃmina total de irrigaÃÃo utilizando-se sensores foi de 377,96 mm, o que resultou em um volume total de Ãgua igual a 532,17 m para todo o ciclo da cultura. A produtividade foi de 36,0 t ha-1 e a eficiÃncia do uso da Ãgua foi de 0,068 kg L-1. A produtividade da Ãgua foi de 16,18 a 26,47% superior Ãquela obtida com o manejo da irrigaÃÃo local praticado no perÃmetro para a cultura da melancia. Dada a caracterÃstica de armazenamento do solo, deve-se fracionar a irrigaÃÃo com a primeira ocorrendo nas primeiras horas da manhÃ. Assim, a irrigaÃÃo noturna de uma grande lÃmina (prÃtica comum do PerÃmetro) conduz à ineficiÃncia da irrigaÃÃo. A distÃncia entre o sensor e o emissor tem influÃncia direta da resposta do mesmo. O sensor TOPDEA mostrou-se preciso e eficiente no manejo da irrigaÃÃo. / The scientific community, in recent years, has intensified studies to measure the impacts to the environment caused by pollution, mainly the adverse effects to air and water. The fact that less than 1% of the global water resources is comprised of drinking water and available at the surface of the earth makes it a commodity of conflict. According to the FAO by 2030 to meet the demand caused by the growth of the world population a 14% increase in available drinking water will be required for irrigation. To meet that expectation, the classical questions of when and how much to irrigate needs to be assessed. Thus, professionals in the fields of engineering have especially focused on practices to increase the efficiency of irrigation. This study aimed at evaluating a moisture sensor, a capacitive type, called TOPDEA, in irrigation management. The soil moisture is the most basic index to quantify water in a soil, expressed in units of mass or volume. The monitoring of the soil moisture is one of the most important factors for proper irrigation management. The experiment was carried out in the Irrigated Perimeter of the Lower Acaraà Basin â CearÃ, in two different fields: The first one cultivated with bananas where preliminary tests were conducted to evaluate the sensor calibration, and the second one with watermelon for irrigation scheduling. The sensors were calibrated by means of the regression analysis between moisture and frequency output of the sensors from saturation to approximately 4% moisture content. The calibration was validated by comparing resulting irrigation timing produced by scheduling the irrigation with sensors and with a weather station. The number of sensors per hactare was analyzed by analyzing the timing of irrigation for each additional sensor in the field. The effect of the placement of the sensors (position in relation to the dripper and plant) was evaluated. The calibration equation for the sensor was found to be potential ( 1778371018 −2,3894213 q = f ). The highest readings occurred with frequency of the sensor installed 25.3 cm from the emitter, while the lowest occurred at 19.85 cm. The largest irrigation time was found when two sensors were used for each hectare, while the lowest was found using five sensors per hectare. The total irrigation depth with the scheduling conducted with capacitive sensors was 377.96 mm, which resulted in a total volume of 532.17 m of water in the entire cycle of watermelon. Crop yield was 36.0 t ha-1 and the water efficiency of 0.068 kg L-1. Water productivity was 16.18 to 26.47% higher compared to the irrigation management commonly practiced in the irrigation district for watermelon. Given the characteristic of soil physics with low water storage capacity, the daily irrigation requirement must be fractioned into several irrigation pulses starting early morning and the application of the total daily requirement in one irrigation event during the night (practice commonly conduction in the district to reduce the electricity bill) should be avoided leading to inefficient of irrigation. The distance between the sensor and the emitter has direct influence on its output. The TOPDEA sensor has proven to be accurate and efficient in the management of irrigation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:3873 |
| Date | 27 February 2008 |
| Creators | AntÃnio Dimas SimÃo de Oliveira |
| Contributors | Adunias dos Santos Teixeira, Francisco Marcus Lima Bezerra |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia AgrÃcola, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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