Resumen Con el objetivo de desarrollar un sistema de irrigación con ultra baja caudal (UBV) de 0,2 L h-1, utilizando microtubos con derivación y operando en régimen laminar, se inició este trabajo buscando irrigación eficiente y de bajo costo. El experimento se compuso de dos etapas. La primera parte experimental fue conducida en el laboratorio, siendo realizada la determinación del diámetro real de los microtubos y dimensionamiento del sistema de riego. La segunda etapa del experimento fue realizada en una huerta ubicada en el área experimental, donde se realizaron los ensayos para obtener la uniformidad de aplicación de agua a la cual fue evaluada por medio del coeficiente de uniformidad estadística que tuvo valor inicial superior a 90%. El sistema de riego propuesto presentó ventajas económicas para pequeños productores. Sin embargo, el mismo presentó problemas de acumulación de aire y obstrucción de emisores durante el período evaluado, ocasionando la reducción de la uniformidad estadística siendo, por lo tanto, necesaria la realización de más estudios para obtener resultados más concluyentes.

Abstract With the goal of developing an irrigation system with ultra low flow rate (ULF) of 0.2 L h-1, using microtubes with derivation and operating in a laminar regime, this work began by seeking efficient irrigation and low costs. The experiment consisted of two stages. The first experiment was conducted in the laboratory to determine the actual diameter of the microtubes and irrigation system design. The second stage of the experiment was conducted in an experimental area, where tests were carried out to obtain the uniformity of water application which was evaluated by the coefficient of uniformity statistic that had an initial value exceeding 90%. The proposed irrigation system had economic advantages for small-scale producers. However, the system evaluated presented problems with accumulation of air and emitters obstruction during the study period, causing a reduction in statistical uniformity. It is therefore necessary to conduct further studies to obtain more conclusive results.

Variable rate sprinklers (VRS) have been developed to promote localized water application of irrigated areas. In Precision Irrigation, VRS permits better control of flow adjustment and, at the same time, provides satisfactory radial distribution profiles for various pressures and flow rates are really necessary. The objective of this work was to evaluate the performance and radial distribution profiles of a developed VRS which varies the nozzle cross sectional area by moving a pin in or out using a stepper motor. Field tests were performed under different conditions of service pressure, rotation angles imposed on the pin and flow rate which resulted in maximal water throw radiuses ranging from 7.30 to 10.38 m. In the experiments in which the service pressure remained constant, the maximal throw radius varied from 7.96 to 8.91 m. Averages were used of repetitions performed under conditions without wind or with winds less than 1.3 m s-1. The VRS with the four stream deflector resulted in greater water application throw radius compared to the six stream deflector. However, the six stream deflector had greater precipitation intensities, as well as better distribution. Thus, selection of the deflector to be utilized should be based on project requirements, respecting the difference in the obtained results. With a small opening of the nozzle, the VRS produced small water droplets that visually presented applicability for foliar chemigation. Regarding the comparison between the estimated and observed flow rates, the stepper motor produced excellent results.

Este estudo apresenta o desenvolvimento de um medidor de vazão baseado na força de arraste que atua em um corpo imerso em uma corrente líquida. O principal objetivo foi o desenvolvimento de um Medidor de Vazão Eletrônico tipo Força (MVEF) utilizando célula de carga, bem como a avaliação do desempenho do equipamento. Esta pesquisa foi executada nas seguintes etapas: (i) desenvolvimento da estrutura mecânica do MVEF; (ii) desenvolvimento do sistema de aquisição de dados e do software embarcado; e (iii) avaliação dos parâmetros de desempenho do MVEF. O medidor de vazão desenvolvido possibilita a transmissão de dados via serial (RS-232) e possui rotinas para medição de vazão instantânea, calibração interativa e opções para ajuste de alguns parâmetros de funcionamento. O Teste de Grubbs foi utilizado no software embarcado com a finalidade de identificar e remover dados inconsistentes do conjunto amostral, sendo, portanto, um procedimento de filtragem digital de dados. A rotina de calibração do medidor de vazão consta de um algoritmo que utiliza o Método dos Mínimos Quadrados para determinação dos coeficientes de ajuste do modelo adotado. O medidor de vazão desenvolvido opera na faixa de 1,94 a 7,78 dm³ s-1 com incerteza de ± 5,7%. O coeficiente de perda de carga localizada característico do medidor de vazão foi de aproximadamente 0,55 para condições com Número de Reynolds superior a 10(5). O medidor de vazão desenvolvido apresenta baixo custo, sendo viável para utilização em aplicações agrícolas.

This research introduces the development of an electronic flowmeter based on the drag force that a body experiences when immersed in a fluid stream. Its main goal was the development of an Electronic Drag Force Flowmeter (EDFF) using a load cell, as well as the evaluation of its performance parameters. The developed flowmeter should not require specialized labor, equipments, computers or any sophisticated and complex method, providing an easy and accurate way of flow estimation. This research was carried out in the following stages: (i) EDFF mechanical structure development; (ii) data acquisition system and embedded software design; and (iii) evaluation of EDFF performance parameters. EDFF has routines for instantaneous flow rate measurement, interactive calibration, and also several flow meter parameter adjustments, allowing data transmission via a RS232 protocol. The real-time flow measurement task updates values of instantaneous flow rate each seven seconds, enabling unit selection. The interactive calibration routine guides users during all calibration process showing instructions on EDFF's display. A data digital filtering procedure was implemented in an embedded software using the Grubbs' Test in order to identify and to remove outliers from the acquired data. The Method of Least Squares was also implemented in the embedded software in order to calculate the fitting model coefficients on the calibration procedure. This flowmeter is able to work from 1.94 to 7.78 dm³ s-1 with an uncertainty of ± 5.7%. The coefficient of local head loss (K) was close to 0.55 for Reynolds number values higher than 10(5). The developed EDFF is a low-cost and stand-alone system with potential for agricultural applications.

Neste trabalho, o principal objetivo foi avaliar a capacidade de um hidrociclone em reter areia suspensa na água de irrigação. O hidrociclone operou com diferenciais de pressão que variaram de 10 a 60 kPa e vazões entre 1.159,90 a 2.603,60 L h-1. A concentração de areia na suspensão variou de 2,81 a 7,01 g L-1. Os resultados mostraram que as melhores eficiências de remoção foram obtidas para os diferenciais de pressão de 10 e 30 kPa, e diâmetros de corte (d70) de 50 µm.

The objective of this work was to evaluate the efficiency of a hydrocyclone to separate sand in irrigation water. To do this, it an experiment was conducted where the hydrocyclone was operated with pressures and discharge that varied from 10 to 60 kPa and from 1,159.90 L h-1 to 2,603.60 L h-1, respectively. During the tests, the sand concentration in suspension varied from 2.81 g L-1 to 7.01 g L-1. The results showed that the best efficiency was obtained with pressure differentials of 10 and 30 kPa, with cut size (d70) of 50 µm.

A utilização de água contendo partículas sólidas em suspensão tem sido a causa de sérios problemas em sistemas de irrigação. A escolha do tipo e capacidade do sistema de filtragem é de fundamental importância para evitar aumento nos custos de operação e manutenção do sistema de irrigação. Pré-filtros, como os hidrociclones, caracterizam-se por significativo poder de separação de partículas presentes na água. Apesar de algumas referências feitas aos hidrociclones, não se dispõe no Brasil de resultados do desempenho dos mesmos, quando empregados em pré-filtragem da água utilizada nos sistemas de irrigação. Assim, um experimento compreendeu a construção e a avaliação do desempenho de quatro hidrociclones do tipo Rietema, utilizando-se suspensões de areia fina e de solo argiloso, sob diferentes diferenciais de pressão, e adotando-se como critério de comparação a capacidade de vazão e o poder de separação, medidos pela eficiência total e eficiência total reduzida. O hidrociclone dotado com bocal de alimentação circular apresentou os maiores índices nos critérios de comparação, com suspensão de areia e suspensão de solo.

The use of water containing suspended sediments causes serious problems to irrigation systems. Choosing the right filtering system type and capacity is essential to avoid increases in operational and maintenance costs of irrigation resulting from the need for cleaning and frequent component replacing. Pre-filters, such as the hydrocyclone, are important for their significant capability of retaining particles suspended in the water. Data on hydrocyclones performance for pre-filtering of irrigation water can be found in the literature, but research data in Brazil are scarce. Therefore, four Rietema type hydrocyclones (50 mm diameter) were constructed, one with circular-end and the other three presenting rectangular-end feeding tubes. The evaluation of hydrocyclones performance was conducted by using suspensions of fine sand and clay soil particles under varied pressure differentials. The comparison criteria were the discharge and the separation capability, given by total efficiency and reduced total efficiency. The hydrocyclone with circular-end feeding tube presented the highest indexes for the adopted criteria, considering sand and soil suspensions.

A recente crise da energia convencional tem ocasionado a exploração de fontes alternativas de energia. O bombeamento de água utilizando carneiro hidráulico é amplamente empregado em propriedades onde a energia elétrica é escassa ou inexistente. Procurando dar subsídios técnicos para a utilização do PVC nos sistemas de alimentação de um carneiro hidráulico, foi desenvolvido um experimento com objetivo de avaliar o desempenho de um carneiro hidráulico quando alimentado por uma tubulação de PVC e outra de aço galvanizado, sob três alturas de queda (2,1, 3,8 e 4,7 m). Foi utilizada a equação de D'Aubussion's para a avaliação do rendimento, calculado a partir de leituras de altura de recalque, vazão de escape, vazão de recalque e altura de alimentação. Pode-se conseguir o máximo rendimento com o carneiro hidráulico utilizando-se de tubulação de PVC com até 4,2 m de desnível; além desse valor a tubulação de aço galvanizado é mais eficiente.

The recent conventional energy crisis is leading to the exploration of alternative energy sources. The pumping of water using ram pumps is widely used in farms where electric energy is scarce or inexistent. This experiment was carried out to evaluate the performance of an hydraulic ram pump utilizing two kinds of supply pipes (PVC and steel) using three different supply heads (2.1, 3.8 and 4.7). Delivery head, delivery discharge, waste discharge and supply head were utilized to calculate the yield of the hydraulic ram by the equation of D'Aubussion. The maximum yield of the hydraulic ram was obtained for the PVC pipe for the 4.2 m head; for heads higher than 4.2 m the steel pipe was more efficient.

O coeficiente de uniformidade nos sistemas de irrigação localizada é importante por permitir a avaliação de sistemas ou somente projetados. Quanto aos diferentes métodos aplicáveis, é importante que se defina a correlação entre os mesmos, de forma a permitir a comparação entre os equipamentos. Para avaliação da eficácia de equações de correlação entre os coeficientes de uniformidade de emissão, uniformidade de emissão absoluta e uniformidade estatística, foram comparados os resultados de sua aplicação com valores obtidos pelo uso convencional de cada um desses métodos. A avaliação foi feita a partir de dados obtidos pela aplicação dos três métodos em dois diferentes sistemas de irrigação por microaspersão implantados, tendo sido usado como referência para a avaliação os respectivos coeficientes de uniformidade calculados com base no censo das vazões dos emissores instalados. As baixas diferenças porcentuais entre os valores estimados pelas equações propostas e os obtidos pela aplicação convencional de cada método confirmam a sua validade, permitindo a estimativa da uniformidade de um dos métodos analisados a partir do valor obtido por outro dos métodos estudados.

The localized irrigation systems uniformity coefficient is important to allow evaluation of implanted or just projected systems. With regard to applicable different methods is important to define correlation between them, to allow comparison of evaluated equipments. To evaluate the efficacy of the correlation equations among the coefficients of uniformity of emission, uniformity of absolute emission and statistic uniformity, results of their application were compared to values obtained by conventional measurements. The uniformity coefficients based on the installed emitter flow census were calculated for the evaluated areas and used as a reference. Comparison was made with obtained data by the three methods in two different microsprinkler irrigation systems. Low percent differences between the equation estimated values and those obtained by conventional methods confirmed their validity. This procedure allowed the estimation of the uniformity for one method based on another value estimated by one of the studied methods.

A cultura do melão tem se firmado no Brasil como importante fonte de divisas para o agricultor, ocupando expressiva parcela na nossa pauta de exportações. A concentração do dióxido de carbono (CO2) na atmosfera era de 250 mimolCO2 mol-1 antes da revolução industrial, atingiu a 315 mimolCO2 mol-1 em 1958, estando, hoje, próximo de 365 mimolCO2 mol-1, com tendência de aumentar ainda mais. O aumento da concentração de CO2 aumenta a fotossíntese e a absorção de nutrientes pelas plantas. Nesse trabalho avaliaram-se a produtividade e as características dos frutos de melão em função da aplicação de CO2 via água de irrigação por gotejamento. A aplicação de CO2 foi realizada diariamente, três vezes por semana e sem aplicação de CO2 (testemunha) em três maneiras de condução da cultura: com proteção lateral; solo coberto com plástico e solo sem proteção. A aplicação de CO2 via água de irrigação não modificou o ciclo da cultura. As maiores produtividades de melão foram obtidas nos tratamentos com aplicação de dióxido de carbono via água de irrigação. Aplicação de CO2 através da irrigação não alterou a qualidade do fruto de melão e nem os teores de macro e micronutrientes na folha do melão.

The melon crop represents an important contribution to the total Brazilian agricultural export. Carbon dioxide concentration was assumed to be 250 mumolCO2 mol-1 before industrial revolution, achieving 315 mumolCO2 mol-1 in 1958. Nowadays it is approximately 365 mumolCO2 mol-1, with a tendency of increasing. In this research the effect of carbon dioxide application through irrigation water on melon fruit productivity and chemical characteristics was evaluated. A trickle irrigation system was used. The carbon dioxide applications were daily and three times a week, in three different types of crop management: lateral protection, mulching and soil without protection. The carbon dioxide application through irrigation water did not alter the melon crop season, and it did not affect the fruit chemical characteristics, such as soluble solids content, total acidity and pH. The highest yield was obtained with carbon dioxide application through irrigation water.

Considerando a importância da irrigação por sulcos e devido a este sistema de irrigação necessitar de trabalhosos cálculos e ensaios de campo para seu projeto, o presente trabalho teve como objetivo apresentar o software Sulcos 2000, para Windows 95, desenvolvido em linguagem Delphi 3.0. Este software auxilia a elaboração de projetos de irrigação por sulcos através de procedimentos de cálculos automáticos que agilizam e possibilitam testar várias situações durante a fase de projeto. Também permite a obtenção da equação de infiltração através do ensaio de campo, já a equação de avanço pelo ensaio de campo e pela simulação. À partir destas equações realiza-se os cálculos referentes ao projeto e fornece-se uma avaliação da irrigação. Os dados são salvos em um banco de dados que pode ser acessado posteriormente. O software apresenta relatórios impressos e acesso a tabelas e ferramentas de dimensionamento.

Considering the importance of furrow irrigation, the need of difficult calculations and necessary field research for the project, this work developed a software 'Sulcos 2000', for Windows 95 in Delphi 3.0. This software assists and facilitates the elaboration of furrow irrigation projects through the procedures of automatic calculations that activate and allow to test several situations during the project phase. Infiltration equations are obtained from field research. Progress equations are obtained from field research and simulation. The data are saved in a database that can be accessed at any moment. The software also presents printed reports and allows access to tables and design tools.

O ciclo do carbono na biosfera tem sido significativamente alterado pela atividade do homem nos últimos 150 anos. O CO2 emitido pela atividade humana é da ordem de 8,5 bilhões de toneladas anuais, como conseqüência a concentração de CO2 atmosférico está aumentando. Estudos relacionando os efeitos do aumento artificial da concentração de CO2 nas plantas para obtenção de produtos em maior quantidade e melhor qualidade permitem conhecer a capacidade das plantas de adaptarem-se a esses ambientes. No entanto, fatores relacionados à aplicação de dióxido de carbono necessitam de estudos ecofisiológicos mais detalhados referentes às trocas de CO2.

The carbon cycle in the biosphere has been significantly altered by man's activities in the last 150 years. The CO2 emitted by human activity is approximately 8.5 billion of tons yearly, as a consequence, the carbon dioxide concentration is increasing. Studies related to the artificial increase effects of CO2 concentration on plants used for obtaining products in greater quantity and with a better quality permit us to know the capacity of the plants to adapt in this environment. Therefore, factors related to the application of carbon dioxide need more accurate studies concerning to carbon dioxide changes.

Foi avaliado o efeito do nitrogênio na cultura do milho através da fertirrigação, utilizando um sistema de irrigação por aspersão em linha e uréia como fonte de N. O sistema de aspersão em linha foi constituído por 3 linhas com cinco aspersores cada uma, cujo espaçamento foi de 6 metros entre si e 12 metros entre as linhas. O fertilizante foi aplicado nas linhas externas e a linha central aplicou apenas água. A lâmina de água total aplicada durante o ciclo foi de 650 mm. Essa aplicação foi feita de forma uniforme, e as doses de nitrogênio foram decrescentes na direção perpendicular às linhas externas de aspersores, variando de 353 a 30 kg/ha de N. Os resultados obtidos mostraram que as diferentes dosagens de nitrogênio afetaram os seguintes parâmetros medidos: altura das plantas, altura de inserção das espigas, produtividade, comprimento das espigas, peso de mil grãos e teor de nitrogênio nos grãos. O ponto de máxima produtividade de grãos (7634 kg/ha) foi estimado através de uma função de produção da cultura em relação ao fator doses de nitrogênio. A máxima produtividade estimada pode ser atingida com uma dose de 262,6 kg/ha de N.

The nitrogen effect on a corn crop, applied by fertigation through a line source sprinkler system was evaluated, using urea [CO(NH2)2] as nitrogen source. The line source sprinkler system had three pipelines with five sprinklers each. The sprinkler spacing was six meters, and the lateral spacing, twelve meters. Fertigation and irrigaiton were made by the external lines, and the central line was used only for irrigation. The total water depth applied during the crop cicle was 650 mm. This water application was made in an uniform way along the experimental area, and nitrogen levels decreased along the perpendicular direction to the central sprinkler line, ranging from 353 to 30 kg N/ha. Results showed that different nitrogen levels affected the following crop production factors: plant height, corn cob inserction height, corn yield, corn cob length, thousand grain weight, and nitrogen contain of grains. The point of maximum grain yield (7634 kg/ha) was estimated by a crop production function in relation to nitrogen levels. The maximum grain yield was obtained with 262.6 kg N/ha.

RESUMO Foram estudadas as características hidráulicas do tubo gotejador Rain Bird, constituído de polietileno flexível, parede com 225 microns de espessura, emissores tipo labirinto integrados à parede do tubo e espaçados 0,30m. O tubo gotejador foi submetido a diferentes pressões para a determinação das características hidráulicas: relação vazão-pressão dos emissores, coeficiente de variação de fabricação, resistência à ruptura, perda de carga, fator de redução de perda de carga e comprimento máximo para linhas laterais. Os emissores apresentam valor médio de coeficiente de variação de fabricação de 1,97% e regime de fluxo turbulento (x = 0,4563). Verificou-se aumento do diâmetro interno do tubo em função do aumento da pressão, e a ruptura ocorreu a pressão de 206,0kPa, enquanto o coeficiente de redução de perda de carga diminuiu com o aumento da pressão para um mesmo número de emissores e o comprimento máximo da linha lateral, obtido pelo método estatístico, apresentou grande dependência da pressão de entrada na tubulação, da diferença de nível e do coeficiente de variação de pressão ao longo da mesma.

ABSTRACT The hydraulic performance of Rain Bird drip tape was evaluated. The drip tape is made of flexible polyethylene with 225 microns wall thickness and long path emitters spaced at 0,30m. The drip tape was tested with different inlet pressures to determine the hydraulic characteristics: coefficient of manufacturing variation, emitter flow equation, rupture resistance, friction head loss equation, friction head loss factor and maximum lateral length. The average coefficient of manufacturing variation was 1,97% and turbulent flow was observed on the emitter (discharge exponent 0,4563). The internal diameter of drip tape increased with the increase in pressure and the rupture resistance failed at 206,0kPa. The value of friction head loss factor decreased as the pressure increased to the same number of emitters. The maximum lateral length obtained by the statistical approach was found to be highly dependent on the inlet pressure head, the slope of the lateral and the coefficient of variation of pressure head along the lateral line.

RESUMO Os modelos matemáticos para previsão da irrigação superficial constituem recursos valiosos capazes de levar em consideração inúmeras alternativas de dimensionamento, a um custo e tempo reduzidos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, na linguagem Pascal, um modelo matemático computacional simplificado para a simulação da fase de avanço da água na irrigação por sulcos, baseado na equação de Manning para movimento uniforme de água em canais e na equação de infiltração de Kostiakov-Lewis. O sulco é hipoteticamente dividido em pequenas células de espaços fixos, nas quais são assumidos o movimento como uniforme e o coeficiente de rugosidade "n" de Manning, variável. É feito um balanço da água que flui pelo sulco considerando-se a água infiltrada e a fornecida pelo segmento anterior. Quando se utilizaram medições de campo de alta precisão, os valores do tempo de avanço no final da área, prognosticados pelo modelo, diferiram daqueles obtidos no campo com precisão de 0,71%; mesmo quando o modelo foi testado sob condições usuais de operação e manejo do sistema de irrigação, ele ainda forneceu resultados satisfatórios, apresentando uma média da diferença entre os tempos simulados e medidos, de 8,22%. O modelo apresentou-se como ferramenta útil no dimensionamento de sistemas de irrigação por sulcos.

ABSTRACT The mathematical models to forecast the surface irrigation are valuable tools capable to take into consideration several design alternatives with reduced cost and time. The aim of this study was to develop, in the Pascal language, a simplified computer mathematical model to simulate the furrow irrigation advance phase based on the Manning equation for the uniform water flow in channels and on the Kostiakov-Lewis equation. The furrow is hypothetically divided in small fixed space cells, in which the flow is assumed to be uniform and the "n" Manning roughness coefficient variable. Water balance along the furrow was studied considering the water infiltrated and that supplied from preceding segment. When it was used field measurements of high precision, the simulated values of advance time at the end of the field differed in 0.71% from those obtained in the field. Even when the model was tested under usual operation and management conditions, it still provided satisfactory results, showing an average of the differences between the simulated and measured times equal to 8.22%. The model showed to be a useful tool in the design of furrow irrigation systems.

RESUMO O principal objetivo desta pesquisa foi avaliar o consumo de água pelo crisântemo (Dendrantema grandiflora cv. Puritan) cultivado em vasos sob condições de casa de vegetação. Buscando-se a melhor representatividade dos dados, o experimento foi conduzido na Granja Triângulo, localizada no município de Holambra, São Paulo, Brasil, empregando-se as práticas culturais tradicionais. O requerimento de água da cultura foi estimado comparando-se o peso dos vasos, durante cinco diferentes estágios de desenvolvimento da cultura, com a evaporação de um tanque classe A modificado (tanque reduzido) e de um atmômetro modificado, com a área foliar da planta. Em cada estágio (tratamento) foram avaliadas cinco plantas, resultando em cinco repetições por tratamento. Para maior abrangência das condições climáticas, foram realizadas medições durante uma semana, de agosto a dezembro de 1995 e de fevereiro a junho de 1996, num intervalo de coleta de dados de dois meses. Através de uma análise múltipla de regressão, os resultados mostraram que existe correlação estatística entre dados medidos e estimados e que o consumo de água pelo crisântemo pode ser estimado considerando-se a área foliar em cada estágio de desenvolvimento da cultura.

ABSTRACT The main objective of this research was to evaluate the evapotranspiration rate of the chrysanthemum (Dendrantema grandiflora cv. Puritan), cultivated in pots under greenhouse conditions. In order to get best representative data, the experiment was conducted at the Triângulo farm located in Holambra municipality in São Paulo State of Brazil, employing traditional tillage practices. The water requirement of this crop was estimated by comparing the chrysanthemum pot weight, during five different development stages of crop, with the evaporation from a modified class A pan and from a modified atmometer, and with the crop leaf area index. In each stage (treatment) five plants were evaluated, resulting in five repetitions per treatment. For a more representative weather conditions, the measurements were performed from August to December 1995 and from February to June 1996, on a two-month interval basis. A multiple regression analysis of the results showed that there is a statistical correlation between measured and estimated data, and also that the chrysanthemum evapotranspiration rate can be estimated considering the leaf area in each development stage of crop.