Aula DEZ - Sistemas de irrigação para todos os fins

"Longe de ser a vilã na questão da água, a Agropecuária é perfeitamente sustentável do ponto de vista hídrico, e é a grande produtora de água para outros usos sociais, não sendo, de modo algum, fator de escassez de água. É um verdadeiro “Aquonegócio”, pelo qual não existe nenhuma remuneração!" (Eduardo Pires Castanho, 26/01/2015)

Pod Irrigar - Escolhendo um sistema de irrigação

Em tempos de crise por água em muitas regiões brasileiras a palavra irrigação também está cada vez mais presente nos noticiários e em diferentes conversas. Hoje trabalhamos com um conceito mais amplo ou para muitos, mais moderno para definir a técnica, não sendo mais irrigação apenas uma forma artificial de aplicar a água ao solo, mas sim, um conjunto de ações e conhecimento eclético que se bem operado, leva o produtor a viabilizar economicamente o negócio da produção de alimentos.

Com déficit hídrico histórico na maioria das regiões brasileiras e ampliado especialmente nos dois últimos anos, para se obter produtividades elevadas os sistemas de irrigação são imprescindíveis.

Mas qual é o melhor sistema de irrigação hoje no mercado? Dispomos de sistemas de irrigação com diferentes níveis tecnológicos e portanto que exigem diferentes valores de investimentos. Dispomos de sistemas fixos e móveis. Não existe um melhor sistema de irrigação e assim, a aquisição de um sistema de irrigação deve se iniciar pela escolha adequada do projeto, levando-se em consideração as condições locais de solo, topografia, clima, cultura, qualidade da água disponível e recursos financeiros.

Um sistema de irrigação bem projetado jamais deve ser confundido com inúmeros tubos ligados sequencialmente e intercalados por emissores, pois a resposta à água aplicada em termos de produtividade não será a mesma. Em tempos de crise hídrica passa a ser inaceitável a situação em que alguém compre tubos, emissores e moto-bomba separadamente, e na propriedade faz as ligações e chame esta estrutura, de sistema de irrigação. Sem um projeto, a ligação de canos pode apresentar vazamentos, aplicar água através de emissores com capacidade maior que a de infiltração da água no solo e aí sim, teremos muito provavelmente, o uso não racional da água. Identificar esta situação no campo e corrigi-la é fundamental.

Mas antes, é importante ao futuro irrigante distinguir a diferença entre investimentos e custos. E um bom projeto ou sistema de irrigação - independente se aplica água por superfície, por aspersão ou de forma localizada - é aquele que primeiramente atende as necessidades de evapotranspiração das culturas a serem cultivadas, aplica água de forma uniforme na área, permitindo inclusive a realização da fertirrigação, deve contar com bons materiais e por fim, deve ser bem instalado.

Sistemas de irrigação são a garantia da oferta de alimentos a população a preços acessíveis e portanto, no mundo todo, essenciais! Mas como toda atividade econômica, devem ser adquiridos e utilizados com profissionalismo! Pensem nisso! Esse foi o tema que desenvolvemos esta semana no Pod Irrigar - o Pod Cast da Agricultura Irrigada desta semana. Ouça também os anteriores.

Aula - Sistema de Irrigação Localizada e de Filtragem (Qualidade da Água)

Esta semana conhecemos os sistemas de irrigação localizada, onde a microaspersão e o gotejamento são os emissores mais utilizados. Conhecemos os detalhes do método de irrigação localizada (A) e as características dos emissores em relação ao comportamento da vazão em relação a pressão e assim reconhecemos em função do regime de fluxo (turbulento ou laminar) como se comportará o expoente da pressão na equação característica. Também souberam que existe os emissores auto-compensantes, que tem a vazão regulada por uma membrana. Ronaldo Santos em um dos seus trabalhos fez a avaliação de emissores, incluindo o gotejamento em sub-superfície, utilizado em culturas como por exemplo, a cana de açúcar ou o algodão. Também citamos o trabalho de Maurício Konrad que compara os de sistemas de irrigação localizada sobre a produção e qualidade da acerola na região da Nova Alta Paulista. Um bom video mostra as etapas da implantação e operação de sistema de irrigação por gotejamento em sub-superfície. Confira!

Dimensionamos uma adutora e assim pudemos relembrar os cálculos de perda de carga por Hazen-Williams e pela Equação Universal e ainda as limitações de cada equação. Definimos uma vazão de projeto e comparamos as equações de perda de carga, mas a escolha do diâmetro da tubulação deve ser pelos critérios de dimensionamento de adutoras e da tubulação de sucção que devem ficar em torno de 2,0 e 1,0 m/s a velocidade do fluido, respectivamente, por razões econômicas (vimos os impactos do diâmetro da tubulação sobre os custos e investimentos anuais) e também por não proporcionar condições favoráveis ao impacto do Golpe de Ariete. Importante relembrar os ensinamentos da disciplina de Hidráulica em relação a perda de carga localizada e as questões ligadas à cavitação, onde o NPSHd deve ser sempre maior que o NPSHe, o primeiro uma característica do local e o outro uma característica do equipamento. Importante deste ponto do curso para frente é sempre trazer a apostila de Hidráulica com os coeficientes técnicos utilizados nas equações e em casa, relembrar a escolha do conjunto moto-bomba a partir de catálogos dos diferentes fabricantes. 

Tanto a disponibilidade ou vazão, como a qualidade da água encontrada dependem de como tratamos o solo na bacia hidrográfica, que é a região delimitada por divisores de água, que são os pontos mais altos do terreno. Ausência de conservação do solo, que envolve, por exemplo, terraceamento, cobertura do solo, presença de matas ciliares, causa erosão e com as chuvas, resulta em assoreamento dos córregos e rios, e como isso afeta diretamente a qualidade da água que pode ser classificada em fatores físicos, químicos e biológicos e pode afetar o homem, a cultura de interesse ou os equipamentos de irrigação. Conforme o interesse pelo uso da água, cada elemento assume importância diferente. No caso da irrigação, os principais problemas decorrentes de uma água de má qualidade estão relacionados com a obstrução física de equipamentos, contaminação de alimentos e toxicidade iônica específica, popularmente chamada de “queima” das plantas.

Entre os fatores biológicos os coliformes provenientes de instalações industriais e esgotos urbanos e plantas aquáticas são as principais preocupações para o irrigante. Dentre os fatores físicos, os sólidos em suspensão e areia na água causam principalmente desgaste nos equipamentos. Uma concentração de ferro total na água superior a 0,75 mg/litro é a principal preocupação quando utilizamos sistemas de irrigação localizada, tanto no gotejamento como na microaspersão, sódio é um problema mais comum na regiões semi-áridas e “águas duras” com elevada concentração de cálcio e magnésio podem trazem entupimento de gotejadores. Estes são fatores químicos. Qualidade da água e seus efeitos sobre os sistemas de irrigação é bem abordado no livro de Nakayama e Bucks (1986). UCKER et al (2013) fizeram uma boa revisão sobre os elementos interferentes na qualidade da água para irrigação.

Nas aulas da semana analisamos cada característica acima e como afetam o desempenha dos sistemas de irrigação, os cultivos e o homem. Também vimos as estruturas de filtragem que compõem um cabeçal de controle, um reservatório intermediário ou ainda um canal de decantação. Utilizamos na aula prática um módulo completo de filtragem, composto por filtros hidrociclônico, de areia e de discos ou malhas como elemento filtrante. Também conhecemos os elementos que compõem o bombeamento, ou seja, o crivo, a válvula de pé, o mangote, vacuômetro, registro de gaveta, manômetro, tubulação de PVC e suas conexões e por fim o tubo de subida (com válvula) e o aspersor. Assim, conhecemos qual a função de cada elemento filtrante, a ordem em que devem ser instalados e ainda entendemos e praticamos a limpeza dos filtros de areia, prática chamada de retrolavagem, que foi registrada em vídeo no semestre anterior e mostra os nossos alunos "quebrando a cabeça" para acertar quais registros devem ser abertos e/ou fechados. Neste semestre o registro foi apenas fotográfico.

O Professor Roberto Testezlaf é o autor de um manual técnico sobre filtros de areia na irrigação localizada. Obra é uma referência na construção e manutenção deste tipo de filtros. recebe nossos parabéns pela iniciativa. CSEI financia a impressão dos livros.

A estação chuvosa traz a água tão necessária à vida, mas também em muitos locais deixa mais erosão e assoreamento, e uma coisa é certa, se desejamos contar com abundância de água e de qualidade, devemos nos preocupar mais com a conservação do solo, realizando em vários níveis, ações para protegê-lo. Consulte também ANA (2005), AYERS e WESTCOT (1985), CARVALHO et al (2000) e CRUCIANI (1980). Veja a ilustração das fontes difusas de contaminação da água (1), dos aquíferos confinados e das recargas dos mananciais e intrusão salina.

Nossos últimos artigos sobre o monitoramento da qualidade da água e a vazão em bacias hidrográficas de interesse sócio-econômico no noroeste paulista são: Uso do solo e monitoramento dos recursos hídricos no córrego do Ipê, Ilha Solteira (SP), Qualidade de água na microbacia do Coqueiro no noroeste do Estado de São Paulo, Qualidade da água para uso em Irrigação na Microbacia do Córrego do Cinturão Verde, Município de Ilha Solteira, Análise dos Riscos à Sistemas de Irrigação causados pela qualidade da água do Córrego do Coqueiro, Influência da precipitação na qualidade da água para fins de irrigação na microbacia do córrego do Ipê em Ilha Solteira e Influência do uso e ocupação do solo na qualidade de água para fins de irrigação no Córrego do Ipê, noroeste do Estado de São Paulo. Confira esses e outros artigos publicados pela AHI, que monitora microbacias de importância sócio-econômica no noroeste paulista, como a do Cinturão Verde, do Ipê, do Boi, do Três Barras e do Coqueiro. Confira também mais um exemplo de monitoramento da água, neste caso no rio Acaraú, em Ubatuba.

Usamos como exemplo pela busca da água em outras regiões e com isso viabilizar o desenvolvimento de toda uma região - além de mostrar o grau de excelência da engenharia brasileira - o Projeto Olmos no Peru, que além da transposição do Rio Huancabamba, contemplará a irrigação de uma área de 43,5 mil hectares e a construção de duas centrais hidrelétricas destinadas à geração de energia para abastecimento das terras irrigadas. "O túnel que foi construído Olmos talvez seja o espaço mais competitivo do Peru para levar a cabo uma agricultura de excelência. Pode parecer exagerado, mas é um dos poucos lugares no planeta onde, literalmente, pode-se cultivar de tudo”, diz o Engenheiro Agrônomo Fernando Cillóniz. Naquele pedaço de terra, situado nas proximidades da Cordilheira dos Andes, mais precisamente na região de Lambayeque, a 900 km de Lima, o solo é fértil, há incidência solar ao longo de todo o ano e a baixa umidade relativa ajuda a manter a ameaça de pragas distante. A produção de alimentos tem todos os recursos para se tornar o principal motor do desenvolvimento de uma das regiões mais necessitadas do Peru. Na verdade, quase todos. Falta a água. Apesar das condições favoráveis para a agricultura, o Vale do Olmos está situado em uma região desértica, onde não chove mais que 215 mm por ano, em média. O rio mais próximo, o Huancabamba, esbarra na geografia dos Andes, limitando seu curso à vertente Atlântica da cadeia de montanhas, exatamente no lado oposto. O desafio da irrigação em Lambayeque passa pela construção de um túnel de 20 km de extensão e 5,3 m de diâmetro, através da instável geologia dos Andes, por onde se pretende transportar, de uma vertente à outra, mais de 400 milhões de m3 de água por ano. A construção do túnel é uma das mais complexas obras de engenharia em execução no mundo, dadas a sua profundidade, que chega a 2 mil metros abaixo da superfície da montanha, e as características geológicas da Cordilheira dos Andes. A execução desta complexa obra pela Odebrecht repercutiu positivamente na imprensa (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 - Banco Mundial) e abriu portas para a execução de outras obras pela empresa. Assista o video sobre o projeto Olmos e o que se espera desta terra no futuro.

Em "Atividades Acadêmicas" há Catálogos Técnicos a disposição para o melhor entendimento deste assunto. Também há a aula prática com registro fotográfico e os dados coletados em campo, além de videos no Canal da AHI no YouTube sobre sistemas localizados, incluindo um feito na Itália. Na Fan Page da AHI no Facebook também registramos alguns momentos das nossas aulas, bem como em nosso álbum Aulas Práticas no Facebook. Os materiais disponibilizado pelos Professores José Antonio Frizzone, Luiz Antonio Lima (A, B), Rodrigo Otávio Rodrigues de Melo Souza, Roberto Testezlaf e Valber Mendes Ferreira são muito didáticos e ilustrativos, mas há vários livros na Biblioteca já elencados em aulas.

Mais sobre água

No UOL o especial sobre água "Tem, mas acabou" traz o tema de forma ilustrativa e mostra que São Paulo é praticamente uma cidade flutuante, construída sobre rios, mas pode ficar sem água e dá o alerta de "chegou a hora de a população enfrentar o vício da abundância". Concordamos! Sensibilização sobre rios invisíveis é tema do PodAcqua Unesp e para cada ponto de enchente em São Paulo, há um rio escondido, afirma geógrafo paulistano Luiz de Campos Júnior. O PodAcqua Unesp é um Podcast semanal voltado para gestão responsável dos recursos hídricos. O Pod Acqua é mais um canal de comunicação oferecido pela UNESP para a disseminação do conhecimento em ligado aos recursos hídricos. Neste canal, o ouvinte conhece um pouco do trabalho de pesquisadores dedicados ao tema que será, sem dúvida, um dos protagonistas deste século: a água. O [PodAcqua] traz trechos de entrevistas com especialistas da Unesp e de outras instituições, nas mais diferentes áreas do conhecimento, com atenção especialmente voltada à gestão responsável dos recursos hídricos. Tem a coordenação da Jornalista Cínthia Leone, que recebe os parabéns e os votos de sucesso pela iniciativa e o [Pod Acqua] pode ser acessado a partir de http://podcast.unesp.br/podacqua. Gravamos para o [PodAcqua] em 6 de fevereiro de 2015 sobre a crise hídrica.

Na busca pela água, várias obras de engenharia foram necessárias para desenvolver regiões e foram exemplificadas em aula. E quando se fala de recursos hídricos para se iniciar uma obra, 5 "engenharias" devem ser levadas em consideração: Técnica, Financeira, Ambiental, Institucional e Política. Conheça o Sistema Cantareira. E o Comitê e a Agência de Bacias do PCJ são ótimos exemplos de gestão dos recursos hídricos, que inclui um componente de comunicação muito forte, como exemplo há a TV PCJ, que disponibiliza inúmeros videos sobre a gestão dos recursos hídricos. Confira também o infográfico preparado pela EBC os dados e análises sobre o uso da água no Brasil e no mundo.

Minas Gerais dá exemplo e construiu um banco de dados - Atlas Digital das Águas de Minas Gerais - que comporta as regiões irrigadas no país, formado por meio de uma análise que durou duas décadas, trazendo demandas, vazões específicas. Por meio de acesso online é possível analisar a situação das áreas onde há conflito de obtenção do abastecimento de água e qualquer pessoa pode ter acesso por meio da localização geográfica pelo sistema de GPS, em um trabalho realmente muito bom.

O advogado Robert Glennon em seu livro "Unquenchable" (Insaciável) traz o relato da crise americana por água e exemplos de como estão superando o desafio do consumo cada maior por este insumo. "Água e desenvolvimento rural" de Aldo Rebouças e ainda "Potencial de reuso da água no Brasil: Agricultura, Industria, Municípios, Recarga de Aquíferos" de Ivanildo Hespanhol. Qualidade da água e seus efeitos sobre os sistemas de irrigação é bem abordado no livro de Nakayama e Bucks (1986). Consulte também ANA (2005), AYERS e WESTCOT (1985), CARVALHO et al (2000) e CRUCIANI (1980). Otávio Álvares de Almeida publica pela EMBRAPA o livro "Qualidade da Água para Irrigação", que está disponível para download. Valem a leitura!

Crise hídrica

Matheus Pichonelli bem escreve: "... A ânsia por entender a origem da crise nos transformou, da noite para o dia, em especialistas em recursos hídricos... Dias atrás, correu a informação na internet de que o aperto sobre o consumo residencial de água era nulo, já que a maior parte do recurso, algo em torno de 70%, era direcionada para a agricultura. Diante do fato, alguns gritaram eureka: basta fechar as torneiras da fazenda durante cinco dias da semana para podermos tomar banho em paz nas nossas cidades devidamente abastecidas de alimento, certo? Pois bem. Para alguns especialistas, é até possível reduzir esse consumo no campo com soluções inteligentes, como a proximidade das plantações aos mananciais. Mas uma coisa é água de beber, outra é água de irrigar... É a irrigação, além disso, o que permite extrair uma produtividade maior em uma área menor de cultivo...". Conheça o artigo na íntegra!

Vanessa Barbosa destaca que "qualquer pessoa com noções básicas de recursos hídricos sabe que tão importante quanto ter água em quantidade é ter água em qualidade. Apesar disso, em pleno século 21, o Brasil ainda deixa de coletar e tratar mais da metade dos esgotos que gera. Na ponta do lápis, apenas 48,6% dos brasileiros têm acesso à rede coletora de esgoto, enquanto somente 39% do total de efluentes gerados em todo o país recebe tratamento. Os dados, referentes ao ano de 2013, foram atualizados recentemente no Sistema Nacional de Informações de Saneamento Básico do Ministério das Cidades. O saldo dessa equação é simples: o esgoto que não é coletado nem tratado tem passe livre para poluir o meio ambiente, o que compromete a disponibilidade de água limpa e encarece os custos de tratamento." Leia mais...

Muito querem colocar na agricultura a culpa para a crise hídrica. Não imaginam a tamanha irresponsabilidade ao assim fazer. Mas não estamos sozinhos. O Pesquisador do Instituto de Economia Agrícola (IEA/Apta) da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo Eduardo Pires Castanho afirma que o debate técnico pode demonstrar que a Agricultura não só não é a responsável pela atual crise, mas uma das esperanças de saída. No artigo intitulado “Aquonegócio”, o pesquisador inicia a discussão afirmando que não se pode confundir Agropecuária com Agronegócio, sendo que este último se constitui de uma relação de produção, referente à cadeia produtiva agropecuária e florestal, e não as grandes empresas desses setores. Para demonstrar a importância do setor, o pesquisador lembra que o agronegócio representa de 25% a 30% do PIB brasileiro e, no comércio exterior, as cadeias produtivas ligadas ao agronegócio exportaram em 2013, perto de US$100 bilhões e importaram US$17 bilhões, incluindo até feijão, gerando um saldo de US$83 bilhões.