Resumo: A perda de carga nos filtros pode alterar a altura manométrica total de um sistema de bombeamento e consequentemente a pressão na entrada das parcelas de irrigação, podendo comprometer a uniformidade de aplicação e lâmina de irrigação. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo para simulação do efeito do incremento da perda de carga no sistema de filtragem na vazão de uma parcela de irrigação. Foram consideradas duas situações: a) o sistema de bombeamento apresenta um dispositivo para regulação da altura manométrica total; e b) o sistema de bombeamento não dispõe de tal recurso. Analisou-se diferentes valores de expoente de vazão dos emissores, diâmetros e/ou comprimentos de adutoras, pressão de trabalho e incremento da perda de carga no sistema de filtragem. Foram considerados uma motobomba com vazão nominal de 10 m3 h-1 e um sistema de filtragem com vazão nominal de 2 m3 h-1. A partir das simulações foi possível se determinar o limite de incremento da perda de carga que proporciona uma redução de vazão máxima admitida para cada cenário avaliado. Esses valores foram comparados com a perda de carga máxima admitida, sendo adotado o menor valor de perda de carga, entre esses dois critérios.
Introdução: Os principais filtros utilizados no processo de remoção de partículas presentes na água para fins de microirrigação são os de areia, de tela e de disco. Os filtros de areia são recomendados para remoção de contaminantes orgânicos e de algas (TESTEZLAF, 2008). Os filtros de tela ou disco são eficientes na retenção de partículas sólidas de pequenos diâmetros, porém quando submetidos a águas de baixa qualidade, com grande quantidade de impurezas, como algas ou matéria orgânica, são muito suscetíveis à obstrução, necessitando de limpezas frequentes. Além disso, quando o elemento filtrante obstruído é a tela, é possível ocorrer seu rompimento, caso não sejam realizados procedimentos de limpeza do mesmo (PIZARRO CABELLO, 1996).
A variável hidráulica sensível ao acúmulo de partículas nos filtros é a perda de carga, que para os filtros limpos normalmente varia de 9,8 a 29,4 kPa. Esta é usada como um dos critérios para se proceder a limpeza dos filtros. Esta limpeza, denominada de retrolavagem, é realizada mediante a mudança de sentido de fluxo no interior do filtro, podendo ser feita de forma manual ou automática (TESTEZLAF, 2008).
A limpeza dos filtros de tela e/ou disco pode ser efetuada diretamente pelo usuário, bastando retirar o elemento filtrante do corpo do filtro, visto que este é de pequeno porte, o que facilita este tipo de operação.
Apesar de existir alguns critérios para definição do momento da retrolavagem, Nakayama (1986) afirma que não existe uma regra universal para predizer com precisão o momento exato da limpeza do filtro. A maioria dos filtros são retrolavados manualmente, com intervalos de tempo predefinidos, ou se utilizando sistemas automáticos baseados em valores de perda de pressão, ocasionada pelo entupimento da camada filtrante. De modo geral, o critério prático indicado para se proceder a retrolavagem é quando a perda de carga atinge 58,9 kPa (BERNARDO; SOARES; MANTOVANI, 2006; PIZARRO CABELLO, 1996). Outro critério é a redução da vazão proveniente do aumento da perda de carga, sendo este o critério menos utilizado (MEDINA SAN JUAN, 2000). Já Silva, Mantovani e Ramos (2003) recomendam que a retrolavagem deve ser realizada a cada aumento de 10 a 20% da perda de carga em relação ao filtro limpo, entretanto, este critério provavelmente proporciona maior número de retrolavagens comparado com o critério anterior, recomendado pela maioria dos autores. Keller e Bliesner (1990) recomendam que a limpeza deve ser realizada quando a perda de carga aumentar em 35 kPa e, Zeier e Hills (1987) recomendam uma perda de carga máxima de 39 kPa.
A variação de vazão em uma subunidade de irrigação é um critério de dimensionamento de sistemas de irrigação (PRADO et al., 2014) e está relacionado com a uniformidade de aplicação de água. A uniformidade da irrigação pode ser afetada por outros fatores como obstrução dos emissores, velocidade do vento (no caso da aspersão) e distribuição de pressão dentro da subunidade (CAPRA; SCICOLONE, 1998; TARJUELO; MONTERO; CARRION, 1999). Segundo Camargo et al. (2013) alterações na vazão de uma linha lateral afeta o seu perfil
de pressão, afetando a uniformidade de aplicação. Além disso, caso a vazão seja reduzida, a lâmina aplicada também é reduzida o que pode proporcionar déficit hídrico a cultura. A vazão pode ser reduzida tanto por problemas de obstrução dos emissores (RESENDE et al., 2000) como pela redução da pressão de entrada dos emissores.
As alterações do desempenho dos sistemas de irrigação ocorrem em consequência da altura manométrica da instalação de bombeamento (MESQUITA et al., 2012), podendo ser influenciada pela variação da perda de carga no sistema de filtragem. Entretanto, a literatura não aborda a influência do aumento da perda de carga nos filtros na redução da vazão do sistema de irrigação, de modo que possibilite a adoção de critérios que leve em consideração fatores limitantes tanto estruturais como operacionais, bem como a influência hidráulica sobre o sistema de irrigação.
Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo para simulação do efeito do incremento da perda de carga devido ao acúmulo de partículas, sob a vazão e pressão de uma parcela de irrigação, e avaliar as condições mais limitantes entre os critérios de variação de vazão e de perda de carga para a limpeza dos filtros.
Autores: MARINALDO FERREIRA PINTO; DINARA GRASIELA ALVES; EZEQUIEL SARETTA e TARLEI ARRIEL BOTREL.
Leia o estudo completo: modelagem-da-reducao-de-vazao-em-parcelas-de-irrigacao-devido-ao-incremento-da-perda-de-carga-do-sistema-de-filtragem
