RESUMO A capacidade de sistemas de irrigação é tipicamente definida assumindo probabilidades de não-excedência de valores de evapotranspiração. O uso de valores médios mensais de ET0 pode conduzir a subdimensionamento da capacidade, enquanto valores máximos diários podem resultar em superdimensionamento. Este estudo teve os seguintes objetivos: (1) analisar uma série de 30 anos contendo dados diários de ET0 em Piracicaba, SP, Brasil, avaliando a aptidão da distribuição de Gumbel para a estimativa de valores máximos de ET0 organizados em períodos de até 30 dias; (2) determinar valores máximos prováveis e selecionar valores de ET0 considerando o intervalo entre irrigações e o risco de falha em termos de capacidade do sistema de irrigação. Dados diários, de 1990 a 2019, foram utilizados para calcular a ET0 pelo modelo de Penman-Monteith. A distribuição de Gumbel se ajustou aos dados e foi adequada para caracterizar a distribuição de frequência de valores máximos de ET0. A ET0 provável para o projeto de sistemas de irrigação foi estimada com base na vida útil do sistema, intervalo entre irrigações e período de retorno de valores máximos de ET0. Quanto maior for a vida útil do sistema de irrigação, maior deve ser o período de retorno adotado para reduzir o risco de falha. O uso da média dos valores máximos de ET0 conduz a subdimensionamento e alto risco de falha em termos de capacidade do sistema de irrigação.

ABSTRACT Irrigation system capacity is typically defined by analyzing probabilities of non-exceedance of evapotranspiration. The use of mean monthly values of ET0 may lead to underestimation of the required capacity, whereas use of maximum daily values may result in overestimation of required capacity. This study had the following objectives: (1) to analyze a 30-year series of daily ET0 data from Piracicaba, SP, Brazil, to evaluate the suitability of the Gumbel distribution for estimating the maximum values of ET0 organized in periods of up to 30 days; (2) to determine probable maximum values and to select ET0 values considering the irrigation interval and the risk of failure in terms of irrigation system capacity. Daily data from 1990 to 2019 were used to calculate ET0 using the Penman-Monteith model. The Gumbel distribution fitted to the data and was suitable for characterizing the frequency distribution of the maximum ET0. The probable ET0 for designing irrigation systems can then be estimated based on the expected lifespan, irrigation interval, and return period of ET0 maximum values. The higher the anticipated irrigation system lifespan, the higher the return period needed to attain a low risk of failure. Using the average of maximum ET0 values alone leads to underestimation of system capacity and a high risk of failure in terms of irrigation system capacity.

RESUMO Objetivou-se neste estudo quantificar o efeito de variações da temperatura da água na vazão de fitas gotejadoras colapsáveis, de parede fina, com emissores integrados não regulados. Os ensaios foram conduzidos em laboratório utilizando estrutura de ensaios automatizada. Foram realizados ensaios para determinação das curvas vazão-pressão sob temperaturas de ensaio na faixa de 20 a 50 ºC, para nove modelos de emissores com três espessuras de parede (6, 8 e 9 MIL). Curvas vazão-pressão apresentaram distintos parâmetros K e x para cada temperatura. Para os emissores planos de fluxo turbulento (x < 0,5), a vazão diminuiu com o incremento da temperatura. Para os emissores contínuos de fluxo turbulento, respostas diferentes foram obtidas, sendo que no emissor D (x > 0,5) a vazão aumentou com o incremento da temperatura, enquanto no emissor C (x < 0,5), a vazão diminuiu e as maiores variações de vazão ocorreram a partir de 60 kPa. Para o emissor moldado, a vazão aumentou em função da temperatura, porém, a maior variação ocorreu nas menores pressões. Para nenhum dos emissores houve diferença significativa na variação de vazão entre as espessuras de parede.

ABSTRACT The objective of this study was to quantify the effect of water temperature variations on the discharge of collapsible thin-walled drip tapes with integrated non-pressure-compensating emitters. The tests were conducted in the laboratory using an automated test bench. Tests were performed to determine the discharge-pressure curves by varying the water temperature from 20 to 50 °C. Nine emitter models of three wall thicknesses (6, 8, and 9 MIL) were evaluated. The coefficients K and x of the discharge-pressure curves varied according to the water temperature. In flat emitters of turbulent flow (x < 0.5), the discharge decreased as the temperature increased. In the welded emitters of turbulent flow, several responses were observed. Regarding emitter D (x > 0.5), the discharge increased as the temperature was increased, while for emitter C (x < 0.5), the discharge decreased; the highest discharge variations occurred at pressures higher than 60 kPa. For embossed emitters, the discharge increased as a function of temperature, however, the greatest variation occurred at the lowest pressures. None of the emitters showed significant difference in the discharge variation due to wall thicknesses.

RESUMO Para reduzir custos fixos e operacionais em sistemas de irrigação pressurizados são produzidos tubos de polietileno com pequena espessura de parede, com orifícios de descarga perfurados a laser, que operam a baixas pressões (até 100 kPa). A caracterização hidráulica desses materiais é essencial para o dimensionamento dos sistemas de irrigação. Dada a elasticidade do material de fabricação e a fina espessura de parede (aproximadamente 200 μm) dos tubos, o diâmetro interno pode ser alterado em função da pressão de operação, provocando variações na perda de carga. O objetivo deste trabalho foi analisar a perda de carga em tubos de polietileno flexíveis perfurados a laser e expressar o comprimento máximo dessas tubulações em função de critérios de uniformidade de distribuição de água. Utilizaram-se amostras de tubos não perfurados para determinar as equações de perda de carga. Ajustaram-se equações em função da vazão e da carga de pressão na entrada do tubo e, alternativamente, ajustou-se a equação de Darcy-Weisbach, com o diâmetro expresso em função da carga de pressão por um modelo potencial. A equação de perda de carga em função da vazão e da carga de pressão fornece estimativas adequadas e inclui efeitos de variação do diâmetro dos tubos plásticos devido a variações na carga de pressão. A equação de Darcy-Weisbach pode ser utilizada para o cálculo da perda de carga em tubos flexíveis, cujo diâmetro varia com a pressão, desde que o diâmetro seja expresso por uma função da pressão de entrada da lateral.

ABSTRACT For reducing fixed and operational costs in pressurized irrigation systems, thin-walled polyethylene pipes with laser-perforated orifices are manufactured to operate under low pressure (up to 100 kPa). Hydraulic characterization of these materials is essential for designing irrigation systems. Considering the material elasticity and the thin wall thickness (about 200 μm), the internal diameter of these pipes may vary according to the operating pressure, resulting in changes of head losses. The purpose of this study was to analyze the head loss in flexible pipes with laser-perforated orifices, and to estimate the maximum length of laterals based on criteria of water distribution uniformity. Non-perforated pipe samples were tested to obtain equations of friction loss. Equations were fitted as a function of flow rate and pressure head at the pipe inlet, and, alternatively, the Darcy-Weisbach equation was modified considering the diameter expressed as a power-law function of pressure head. The equation of head loss as a function of flow rate and pressure head provided proper estimations and considered effects related to changes in the diameter of plastic pipes due to variations in the pressure head. The Darcy-Weisbach equation can be employed for estimating head loss in flexible pipes, whose diameter varies due to pressure, but the diameter must be calculated as a function of the pressure head at the lateral inlet.