RESUMO Dados de produtividade das culturas em função do manejo do solo e da água são essenciais para a maximização dos lucros. Objetivou-se avaliar a produtividade da cultivar de feijoeiro ‘IPR Andorinha’ sob diferentes lâminas de irrigação (0, 25, 48, 100 e 130 % da lâmina líquida de irrigação) e sistemas de cultivo (plantio direto e convencional), no outono. O delineamento experimental foi em faixas com parcelas subdivididas e quarto repetições, com o fator manejo do solo na parcela e lâminas de irrigação na subparcela. O plantio direto apresentou produtividade de grãos 26,5 % superior à do convencional. Ambos os tratamentos para manejo do solo apresentaram resposta quadrática (R2 > 90 %) às lâminas de irrigação aplicadas, e as produtividades máximas foram alcançadas com 63,8 % (y = 2.452 kg ha-1) e 81,8 % (y = 1.789 kg ha-1) da lâmina líquida, respectivamente para o plantio direto e convencional. Entretanto, o cultivo irrigado do feijoeiro no outono não é economicamente viável no plantio direto e convencional quando o preço do milímetro de água for 43,19 e 33,27 vezes superior ao do quilograma de feijão, respectivamente, resultando em produtividades de 1.345,2 e 699,4 kg ha-1.

ABSTRACT Yield response data of crops to soil and water management are vital for maximizing profits. This research aimed to evaluate the yield of the ‘IPR Andorinha’ bean cultivar under distinct irrigation depths (0, 25, 48, 100 and 130 % of the net irrigation depth) and tillage systems (no-tillage and conventional tillage), during the Brazilian fall season. The experimental design was in strips with subdivided plots and four replications, with the factor soil management in the plot and irrigation depths in the subplot. No-tillage had an average grain yield 26.5 % higher than that of the conventional tillage. Both the soil management treatments presented a quadratic response (R2 > 90 %) to the irrigation depths applied, and the maximum yields were reached at 63.8 % (y = 2,452 kg ha-1) and 81.8 % (y = 1,789 kg ha-1) of the irrigation depth, respectively for the no-tillage and conventional tillage. However, the irrigation of bean cropped in the Brazilian fall season is not economically feasible for the no-tillage and conventional tillage when the price of the water millimeter is 43.19 and 33.27 times higher than the price of the bean kilogram, respectively, resulting in yields of 1,345.2 and 699.4 kg ha-1.

ABSTRACT This work aimed to simulate the water distribution of traveler gun irrigation, working with asymmetrical wetted angles and in windy conditions. In the simulations of a sprinkler with uniform radial profile, the following were considered: i) wetted angles between 180 and 330°; ii) wetted angle asymmetries from 0 to 90°; iii) wind speeds from 0 to 4.5 m s-1; and iv) wind direction of 0, 45, and 90°. Christiansen uniformity coefficients (CU) were calculated for strip widths from 30 to 100% of the sprinkler wetted diameter (WD). Regardless of the wetted angle adjustment, irrigations under wind speeds of 4.5 m s-1 should be avoided and strip spacings of less than 50% WD provide high CU for wind speeds up to 3.0 m s-1. For any wind conditions, asymmetries in the wetted angle led to a reduction in CU for a wetted angle of 210°. In the range of wetted angle from 270 to 330°, asymmetric adjustments of up to 20° provided a higher CU than 80% for a wind speed of 3 m s-1 and directions diagonal and perpendicular to the travel path associated with strip spacings between 60 to 70% WD, which are the spacings recommended by manufacturers of traveler irrigation machines.

ABSTRACT In a watershed there is space and climate variability within its catchment area, causing changes in water qualitative and quantitative characteristics. Thus, the hydrological data collected from a specific basin may be extrapolated to neighboring basins with similar physical characteristics, using techniques of hydrological regionalization. This study developed the flow regionalization in the Teles Pires Basin, using historic series and probabilistic models to verify the data adherence through the regression equations adjustment according to the hydrologically homogeneous regions. The linear and power regression models were tested, employing physical and climatic characteristics and then the best adjustments were selected based on coefficients of determination, adjusted coefficient of determination, significance by F-test and small number of variables in the equation. The physical characteristics of the basin, drainage area and mainstream length, and the climatic variable, annual total precipitation showed higher adjustments. These equations can provide subsidy for decision making in the process of water resource management.

RESUMO Objetivou-se, neste trabalho, avaliar a produção de duas espécies de pastagens, Brachiaria brizantha cv. BRS Piatã e Panicum maximum cv. Mombaça, submetidas a diferentes lâminas de irrigação. O experimento foi conduzido entre os meses de maio a dezembro de 2014, na Universidade Estadual de Maringá (UEM), em Cidade Gaúcha, PR. O delineamento experimental, com quatro repetições, foi em parcelas subdivididas em faixas com seis lâminas de irrigação na parcela e as duas espécies de pastagens na subparcela. As lâminas de irrigação foram constituídas por valores percentuais da evapotranspiração de referência (ET0) calculada pela equação de Penman-Monteith. No período foram realizados quatro ciclos de corte observando-se que não houve diferença na produção entre as duas pastagens e que as respostas produtivas às lâminas de irrigação foram quadráticas. Ao comparar a produção máxima de matéria seca proporcionada pela irrigação com os valores produtivos não irrigados observaram-se, respectivamente para os 1º, 2º, 3º e 4º cortes, valores de 52,1, 41,6, 26,2 e 25,1% maiores que a produção de sequeiro. Lâminas aplicadas próximas a ET0 proporcionaram aumentos consideráveis na produtividade das pastagens.

ABSTRACT This study aimed to evaluate the production of two pasture species, Brachiaria brizantha cv. BRS Piatã and Panicum maximum cv. Mombaça, under different irrigation depths. The experiment was carried out from May to December 2014, at the State University of Maringá, in the municipality of Cidade Gaúcha-PR, Brazil. The experiment was set out in a strip-plot design, with four replicates, six irrigation depths in the plot and two pasture species in the subplot. Irrigation depths were represented by a percentage of reference evapotranspiration (ET0), which was estimated by the Penman-Monteith equation. Four pasture cuts were performed during the studied period and there were no differences between the yields of both evaluated pasture species; however, irrigation depths caused a quadratic response on pasture yield. The maximum values of dry matter yield of the pastures under irrigated conditions were 52.1, 41.6, 26.2 and 25.1% higher than under non-irrigated conditions, for the 1st, 2nd, 3rd and 4th cuts, respectively. Irrigation depths that applied water volumes close to ET0 promoted considerable increases in pasture yield.

RESUMO Objetivou-se avaliar, neste trabalho, a distribuição de água de um aspersor de tamanho médio operando em sistemas fixos de irrigação por aspersão. Perfis radiais de distribuição de água do aspersor, operando sob quatro condições de bocais (4,0 x 4,6; 5,0 x 4,6; 6,2 x 4,6 e 7,1 x 4,6 mm) e quatro de pressões serviço (196; 245; 294 e 343 kPa) foram determinados na bancada de ensaio de aspersores da Universidade Estadual de Maringá, em Cidade Gaúcha, Paraná. Os dezesseis perfis radiais de distribuição de água foram adimensionalizados e submetidos à análise de agrupamento (método "K-Means"), indicando a ocorrência de perfis radiais adimensionais com três formatos geométricos distintos. A uniformidade de aplicação de água (Coeficiente de Christiansen - CU) do aspersor operando em sistemas fixos de irrigação, distribuídos em um arranjo retangular e triangular, foi simulada em um programa desenvolvido em Visual Basic da planilha Excel. Simulações da uniformidade de aplicação de água para espaçamento entre 10 e 100% do diâmetro molhado do aspersor na linha principal e lateral indicaram, para as três formas geométricas do perfil radial adimensional do aspersor, que espaçamentos de aproximadamente 50% do diâmetro molhados, proporcionam valores apropriados de CU.

ABSTRACT The study aimed to evaluate the water distribution from a medium-size sprinkler working in solid set sprinkler systems. Water distribution radial curves from the sprinkler operating under four nozzle diameter combinations (4.0 x 4.6; 5.0 x 4.6; 6.2 x 4.6 and; 7.1 x 4.6 mm) and four working pressures (196; 245; 294 and 343 kPa) were evaluated on the sprinkler test bench of the State University of Maringá, in Cidade Gaúcha, Paraná, Brazil. The sixteen water distribution curves were normalized and subjected to clustering analysis (K-Means algorithm), identifying the occurrence of normalized distribution curves with three different geometric shapes. A computer algorithm, in Visual Basic for Applications in Excel spreadsheet, was developed to simulate the water application uniformity (Christiansen's Coefficient - CU) from the sprinklers working with rectangular and triangular layouts in solid set sprinkler systems. For the three geometric shapes of the normalized water distribution curves, digital simulation results of water distribution uniformity for the sprinklers on mainline and lateral line spaced between 10 to 100% of wetted diameter indicated that sprinkler spacings around 50% of the wetted diameter provide acceptable CU values.

Existem inúmeros fatores que afetam a uniformidade de distribuição de água pelos aspersores como, por exemplo, o tipo de aspersor e suas condições operacionais, o espaçamento e sua disposição no campo e a velocidade e direção do vento. Se os aspersores forem selecionados e utilizados adequadamente considerando-se os fatores supracitados, eles podem proporcionar maiores uniformidades de distribuição de água e menores custos do sistema de irrigação. Como a avaliação de todos esses fatores é uma tarefa complexa e morosa, a simulação computacional tem sido uma ferramenta útil no dimensionamento de sistemas de irrigação. Neste estudo objetivou-se determinar, com auxílio de simulação computacional, a uniformidade de distribuição de água do canhão hidráulico Plona-RL250, operando em diferentes condições de vento e espaçamentos e disposições de aspersores. Observou-se que a direção do vento exerceu pouca influência sobre os valores de CUC. Nenhuma vantagem foi encontrada para disposição triangular em comparação com a disposição retangular de aspersores, exceto quando foi usado um espaçamento menor que 40% do diâmetro molhado pelo canhão hidráulico, ao longo da linha principal.

There are various factors that affect water distribution uniformity from sprinklers, such as sprinkler type and its operational conditions, spacing and sprinkler setup in the field and wind speed and direction. If sprinklers are selected and used appropriately considering the aforementioned factors, they can result in higher water distribution uniformities and lower costs. Since the evaluation of all the above-mentioned factors is a complex and time-consuming task, computational simulation is a useful tool for the designing of irrigation systems. This study had as objective to determine, with the aid of computational simulation, the water distribution uniformity of the Plona-RL250 gun sprinkler working under different wind conditions as well as spacing and layouts of gun sprinklers. It was observed that wind direction exerted little influence on the water distribution uniformity values. No advantage was found for the triangular spacing in comparison with the rectangular spacing, except when a spacing less than 40% of the wetted diameter by the sprinkler was used along the main pipeline.

Avaliaram-se os efeitos de diferentes ângulos de saída do jato de água de um canhão hidráulico, combinados com diferentes diâmetros de bocais e pressões de serviço, sobre o raio de alcance e perfil radial de distribuição de água. A caracterização técnica do canhão hidráulico foi realizada em bancada de ensaios de aspersores da Universidade Federal de Lavras, em Lavras, MG, totalizando 24 diferentes condições operacionais. O raio de alcance do aspersor foi estimado pelo ajuste de uma equação potencial em função do diâmetro do bocal (18 e 22 mm), da pressão de serviço (294, 392, 490 e 588 kPa) e do ângulo de lançamento do jato de água (16, 22 e 28º). Além disto, foi realizada uma análise percentual da distribuição do volume de água aplicado ao longo do raio de alcance do aspersor. As reduções no alcance horizontal do jato de água foram mais pronunciadas em condições de baixas pressões e para o ângulo de jato de 16º; ocorre uma redução no raio de alcance do aspersor de 3,4 a 4,0%, a cada 3º de redução do ângulo de lançamento de 28º; ângulos de lançamento do jato maiores que 22º, associados com pressões de serviço superiores a 392 kPa, resultam em maiores volumes de água aplicados entre 60 e 80% do raio de alcance do aspersor.

The effect of different trajectory angles of a gun sprinkler associated with different nozzle diameters and working pressures on the radius of throw and water distribution profile were assessed in this study. The technical characterization of the gun sprinkler was carried out at a sprinkler test bench of the Universidade Federal de Lavras, at Lavras, MG, for 24 different working conditions. In function of nozzle diameter (18 and 22 mm), service pressure (294, 392, 490 and 588 kPa) and trajectory angle (16, 22 and 28º), a potential equation was adjusted to estimate the radius of throw. Furthermore, along the radius of throw the percentage distribution of the amount of water applied was analysed. For low working pressures associated with trajectory angle of 16º, higher reductions were observed on the radius of throw; from the 28º trajectory angle, for every 3º drop of the trajectory angle the radius of throw is reduced by approximately 3.4 to 4.0%; for trajectory angles higher than 22º associated with working pressures higher than 392 kPa, the amount of water applied from the gun sprinkler is more between 60 and 80% of radius of throw.

Neste estudo é apresentado e avaliado um procedimento para determinar perfis radiais de distribuição de água em condições operacionais intermediárias àquelas dos ensaios. Utilizaram-se 40 perfis radiais do aspersor PLONA-RL250 obtidos com diferentes combinações de 8 diâmetros do bocal principal e 5 pressões de serviço. Perfis radiais medidos nas pressões de 294, 490 e 686 kPa foram utilizados para reproduzir perfis nas pressões de 392 e 588 kPa. Perfis obtidos com bocais de 14 x 6, 18 x 6, 22 x 6 e 26 x 6 mm foram utilizados para reproduzir os perfis com bocais de 16 x 6, 20 x 6 e 24 x 6 mm. Os perfis radiais gerados para pressão de serviço e bocais, comparados aos perfis observados, respectivamente, apresentaram valores médios de: i) coeficiente de determinação de 0,921 e 0,921; ii) coeficiente de variação de 9,5 e 9,4%; iii) probabilidade (teste t de Student) de 88,5 e 87,3%. Simulações digitais da uniformidade de aplicação de água a partir dos perfis radiais observados e gerados por interpolação entre pressão de serviço e diâmetro de bocais apresentaram, respectivamente, erros absolutos médios de 1,36 e 1,44%. O procedimento proposto não influencia significativamente os valores de uniformidade de aplicação de água.

A procedure is described to determine and evaluate radial water distribution profiles for a sprinkler head operating at conditions intermediate to those of the tests. Forty water distribution profiles from a PLONA-RL250 sprinkler, obtained under different combinations of 8 nozzle diameters and 5 working pressures, were used. Profiles determined under pressures of 294, 490, 686 kPa were used to generate profiles for 392 and 588 kPa pressures. Profiles determined for 14 x 6, 18 x 6, 22 x 6 and 26 x 6 mm nozzle diameters were used to reproduce radial profiles for 16 x 6, 20 x 6 and 24 x 6 mm nozzle diameters. The radial profiles generated for working pressure and nozzle diameters, compared to the radial profiles observed, respectively, had mean values of: i) determination coefficient of 0.921 and 0.921; ii) coefficient of variation of 9.5 and 9.4%; iii) probability (Student t test) of 88.5 and 87.3%. Computer simulations of water application uniformity from radial profiles observed and generated for working pressure and nozzle diameters presented, respectively, mean absolute deviation of 1.36 and 1.44%. The procedure proposed does not influence significantly the values of water application uniformity.

A maioria dos modelos matemáticos de simulação da aplicação de água por aspersores requer trabalhos laboriosos de calibração e validação, além de exigir, dos computadores, elevada capacidade de processamento. Este estudo foi realizado com o objetivo de calibrar e validar o modelo Simulação da Irrigação por Aspersão (SIA) no que se refere à operação de canhões hidráulicos em condições reais de campo. O método de otimização global Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) foi implementado no SIA com o intuito de ajustar os parâmetros de calibração baseados no modelo semiempírico de Richards & Weatherhead utilizando-se ensaios de campo do canhão Plona - RL250. Os parâmetros obtidos na calibração para determinada configuração do aspersor, foram mantidos constantes e posteriormente usados na validação para diferentes condições operacionais e de vento. O Método Shuffled Complex Evolution apresentou elevados índices de qualidade do ajuste além de rápida convergência. O modelo SIA foi capaz de prever a taxa de aplicação de água do canhão hidráulico Plona-RL250 e a uniformidade de distribuição de água do sistema, de forma adequada tanto no estágio de calibração quanto no de validação.

Great majority o mathematical simulation models of water application by sprinkler requires laborious tasks of calibration and validation and high processing power of computers as well. This study was conducted in order to calibrate and validate the SIA - Simulation Model for Sprinkler Irrigation, referring to the operation of rain guns in real field conditions. The Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) global optimization method was implemented in the SIA, aiming for adjusting the calibration parameters, based on the semi empirical model of Richards & Weatherhead, using field tests from PLONA - RL250 rain gun. The parameters obtained through calibration, for a given configuration of the sprinkler, were kept constant and, subsequently, used in validation for different wind and operating conditions. The Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) method showed high level of adjustment quality and fast convergence. The SIA model was able to predict the rate of a PLONA - RL250 rain gun application and uniformity of water distribution system adequately both in calibration stage as well as in validation stage.

A velocidade e a direção de incidência do vento, em relação ao eixo de deslocamento do aspersor, são variáveis apresentadas em vários trabalhos como fatores importantes para a determinação da uniformidade de aplicação de água dos equipamentos autopropelidos de irrigação. No entanto, em razão das dificuldades de se conduzir estudos de campo com canhões hidráulicos sob condições controladas de direção e velocidade do vento, as recomendações de espaçamento entre carreadores, em sua maioria, consideram apenas o efeito da velocidade do vento, sem mencionar a direção de sua incidência. Neste trabalho, a aplicação de coeficientes semiempíricos do modelo Richards & Weatherhead, ajustados com base em ensaios de campo do canhão PLONA RL-250, possibilitou realizar, por meio de simulações digitais, uma análise quantitativa dos efeitos da velocidade e da direção do vento sobre a uniformidade de aplicação de água dos sistemas autopropelidos. As simulações indicaram que, na medida em que a incidência do vento passa de perpendicular para paralela ao eixo de deslocamento, os efeitos prejudiciais da velocidade do vento sobre a uniformidade são ampliados. Desta forma, fica evidenciado que tanto a direção como a velocidade do vento devem ser consideradas nas recomendações de espaçamento entre carreadores.

Wind velocity and its direction, in relation to the sprinkler travel axis, are pointed out as key factors in determining water application uniformity of traveler irrigation machines. However, due to difficulties in running field tests with rain guns under controlled wind conditions, most towpath spacing recommendations consider only wind velocity without mentioning its direction. In this study, the application of semi-empirical parameters from RICHARDS & WEATERHEAD model's, adjusted based on field tests with the rain gun PLONA RL-250, provided with the help of computer simulation, the data necessary for a quantitative analysis about the effects of wind velocity and direction on water application uniformity of traveler irrigation systems. Simulations indicated that as wind direction moves from perpendicular to parallel to the sprinkler travel axis, the deleterious effects of wind velocity are enhanced. Therefore, these results demonstrated that both wind direction and wind speed must be considered on towpath spacing recommendations.

A hipótese da existência de uma relação linear entre o alcance de canhões hidráulicos e a velocidade do vento, descrita no modelo de Richards & Weatherhead e amplamente utilizada na simulação da distribuição de água de canhões hidráulicos em condições de vento, foi avaliada neste trabalho para aspersores de tamanho médio. Na avaliação foram consideradas distâncias de alcance entre os aspersores modelos Agropolo/NY e Naan/5024 e os limites de sua área molhada, observadas em ensaios de campo, medidos nas direções: contrária, a favor e perpendicular ao vento. As retas ajustadas pelo método dos mínimos quadrados indicaram, em relação ao alcance do aspersor quando da ausência de vento, que para cada incremento de 1 m s-1 na velocidade do vento ocorreram: (i) um decréscimo de 3,7% na direção contrária ao vento; (ii) um decréscimo de 3,0% na direção perpendicular ao vento e (iii) um acréscimo de 2,2% na mesma direção do vento, indicando que no intervalo de velocidades de vento consideradas (0 a 3 m s-1) a hipótese de uma relação linear entre o alcance de aspersores de tamanho médio e a velocidade do vento, foi mantida.

The hypothesis of a linear relationship between wetted radius of gun sprinklers and wind velocity, as proposed by the Richards & Weatherhead model and widely used for simulation of water distribution by gun sprinklers under windy conditions, was evaluated in this study for medium-sized sprinklers. Distances from the sprinkler models used in this study (Agropolo/NY e Naan/5024) to the limit of the wetted area were determined through various field tests for upwind, downwind and crosswind conditions. Using the least square method it was found that, in relation to the no-wind radius, for each 1 m s-1 increase in wind velocity there was: (i) a distance reduction of 3.7% for upwind edge; (ii) a 3.0% decrease in distance for crosswind edge; and (iii) a 2.2% increase in distance for downwind edge. These results indicated that the linear relationship found between wetted radius and wind velocity was valid for the range of wind velocities considered in this study (0-3 m s-1).

Este trabalho apresenta resultados de simulações digitais da uniformidade de aplicação de água de sistemas autopropelidos de irrigação, para a condição de ausência de ventos. Nas simulações foram considerados aspersores com perfis radiais de distribuição de água tipo triangular, elíptico e retangular, operando sob diferentes combinações de ângulo de giro (de 180 até 360º) e espaçamento entre carreadores (de 0 a 100% do diâmetro molhado - DM). Os resultados das simulações foram apresentados em três grupos distintos, cada um representando a mesma forma geométrica do perfil radial de distribuição de água. Independentemente do ângulo de giro, os melhores valores de uniformidade foram obtidos com espaçamentos menores que 45% e entre 55% e 70% do DM para o perfil radial triangular e com espaçamentos menores que 50% e entre 70% e 90% do DM para os perfis radiais elíptico e retangular. Para os três perfis radiais, ângulos de giro do aspersor entre 180 e 230º geram maiores valores de coeficiente de uniformidade.

This study presents digital simulation results of water application uniformity of self-propelled irrigation systems, under windless conditions. In the digital simulations, we considered sprinklers with triangular, elliptical and rectangular radial water distribution profiles, working under different combinations of angle of rotation (from 180º to 360º) and spacing between carriers (from 0 to 100% of the wet diameter - WD). Simulation results were presented in three distinct groups, each one representing the same geometric shape of the radial water distribution profile. Regardless of the angle of rotation, the best values of uniformity were obtained with spacing lower than 45% and between 55% and 70% of WD for the triangular radial profile, and with spacing lower than 50% and between 70% and 90% of WD for the elliptical and rectangular radial profile. For the three radial distribution profiles, the sprinkler angles of rotation which range between 180º and 230º generate higher values of uniformity coefficient.

Este trabalho apresenta uma rotina computacional, em Visual Basic 6, para determinar o perfil radial de aspersores, mediante ensaios de equipamentos autopropelidos de irrigação. Para a avaliação do programa, foi utilizado o aplicativo computacional SIMULASOFT e dados de ensaios de campo de sistemas autopropelidos de irrigação. As lâminas aplicadas, geradas pelo programa SIMULASOFT, foram para o aspersor PLONA-RL250 (bocal = 20 x 6 mm; pressão = 490 kPa), em deslocamento linear com velocidade de 50 m h-1, e quatro ângulos de giro distintos (180; 270; 330 e 360º). As lâminas aplicadas, observadas nos ensaios de campo, em condições de vento menores que 1,5 m s-1, foram para o aspersor PLONA-RL250, operando na pressão de 392 kPa e sob as condições: i) bocal de 14 mm, ângulo de giro de 240º e velocidade de 30 m h-1; ii) bocal de 14 x 6 mm, ângulo de giro de 270º e velocidade de 55 m h-1. O perfil radial gerado pela rotina computacional com as lâminas aplicadas, geradas com SIMULASOFT, foi igual ao perfil radial obtido em ensaios de laboratório, revelando que o procedimento de cálculo está correto. Uma boa semelhança entre os perfis radiais do aspersor, determinados em ensaios de laboratório e gerados pela rotina computacional, com as lâminas obtidas nos ensaios de campo, foi observada, mostrando que ensaios de campo de sistemas autopropelidos de irrigação podem ser utilizados para a obtenção do perfil radial de aspersores.

This paper presents a computational algorithm, in Visual Basic 6, to determine rain gun radial water distribution patterns, based on catch can data collected at standard tests of traveller irrigation machines. The algorithm was evaluated by using both simulated and measured data input. The simulated data input were obtained by running a software, named SIMULASOFT, in order to generate catch can data of a traveller irrigation machine transect section. Simulated values were computed considering the PLONA-RL250 sprinkler (nozzle = 20 x 6 mm; pressure = 490 kPa) working with four wetted sector angles (180º, 270º, 330º and 360º) and a 50 m h-1 linear traveling speed. The measured catch can data were obtained at field tests, held under wind speeds lower than 1.5 m s-1, of a traveler irrigation machine working with the PLONA-RL250, at 392 kPa, under the following conditions: i) nozzle = 14 mm; sector angle 240º, and traveling speed = 30 m h-1; ii) nozzle = 14 x 6 mm, sector angle = 270º, and traveling speed = 55 m h-1. Comparisons among radial water application profiles measured at the test bench and the ones generated by the algorithm indicated that computed profiles based on simulated data were more accurate than the computed profiles based on field measured data. A great similarity obtained with simulated input data demonstrate the numerical accuracy of the proposed algorithm. The reasonably good resemblance of radial patterns generated by the algorithm, when using experimental input values, demonstrates that catch can transect values collected during standard field test of traveller irrigation machines may be used in order to determine rain gun radial water distribution pattern.

A uniformidade de aplicação de água é um importante fator a ser considerado na avaliação dos sistemas de irrigação por aspersão. A uniformidade em sistemas convencionais de aspersão depende de fatores como: o tipo de aspersor e suas condições operacionais, a disposição e o espaçamento entre aspersores no campo, e a velocidade e a direção do vento durante o período de aplicação de água. Tendo em visa que as complexas relações entre esses fatores e a uniformidade podem ser caracterizadas de forma mais eficiente com o auxílio da modelagem matemática, neste estudo, foram avaliadas simulações, fornecidas pelo modelo semiempírico de RICHARDS & WEATHERHEAD (1993), da distribuição espacial da água aplicada pelo canhão PLONA-RL250, operando sob diferentes condições de vento. Valores de uniformidade de Christiansen (CUC), obtidos com dados de ensaios de campo e em simulações digitais, foram comparados, mostrando-se, por meio de diversos índices (R² = 0,73; desvio absoluto médio de 4,1% e índice de desempenho de 0,78), que o modelo semiempírico avaliado fornece estimativas adequadas do CUC de sistemas convencionais de irrigação. Demonstra-se que a modelagem matemática permite reduzir o esforço e o tempo requeridos em trabalhos de campo envolvendo a avaliação da distribuição de água de canhões hidráulicos operando sob condições de vento.

The water application uniformity is an important factor to be considered on the sprinkler irrigation system evaluation. Solid set sprinkler system water application uniformity depends on factors such as: sprinkler type and its operational conditions, sprinkler disposition and spacing on the field, and wind velocity and direction during water application periods. Considering that the complex relationships among these factors and uniformity are more efficiently characterized by employing mathematical modeling, this study aimed to evaluate simulations, provided by the RICHARDS & WEATHERHEAD (1993) semi-empirical model of the spatial distribution of the water applied by a PLONA RL-250 gun type sprinkler operating under different wind conditions. Values of Christiansen coefficient of uniformity (CUC) based on in-field single sprinkler tests were compared to simulated values showing, through different evaluation indices (R²=0.73; a 4.1% average absolute deviation, and a 0.78 performance index), that the evaluated semi-empirical model provides reliable estimates of CUC of solid set sprinkler systems. It is demonstrated that mathematical simulations can provide reduction on both the effort and the time required to perform field work related to spatial water distribution evaluations of single gun type sprinklers operating under windy conditions.

Valores determinados em laboratório, de vazão, raio de alcance e do perfil radial de aplicação de água do aspersor canhão PLONA-RL400, foram utilizados em simulações digitais da uniformidade de aplicação de água desse aspersor operando, na ausência de ventos, com diferentes ângulos de giro e espaçamentos entre carreadores, em sistemas autopropelidos de irrigação. Os valores simulados de uniformidade de aplicação de água foram apresentados em três grupos distintos, cada um dos quais representando condições operacionais (bocal e pressão) que determinam a ocorrência da mesma forma geométrica (I, II ou III) do perfil radial adimensional de aplicação de água do aspersor avaliado. Para os perfis do tipo I, II e III, observou-se que espaçamentos de carreadores menores que 50% do diâmetro molhado ou situados entre 80 e 90% do diâmetro molhado proporcionaram os maiores valores de uniformidade. Em todas as formas geométricas do perfil, os melhores valores de uniformidade de aplicação de água foram obtidos com ângulos de giro do aspersor entre 180 e 210º.

Values of flow rate, radius of throw and radial precipitation profile obtained in laboratory with the PLONA-RL400 gun sprinkler are presented. These values were used on digital simulations of water application uniformity, under no wind conditions, provided by traveling gun machines operating with this sprinkler under different combinations of wetted angle and towpath spacing. Simulated uniformity values were presented arranged under three different clusters, each one corresponding to a different set of sprinkler operational conditions (nozzle versus service pressure) that results on the same geometrical shape (I, II or III) of PLONA-RL400 radial precipitation profile. For the three profile shapes, it was observed that towpath spacings shorter than 50% of the sprinkler wetted diameter and on the range between 80 and 90% of the sprinkler wetted diameter provide higher uniformity values. For all geometrical shapes, it was observed that higher uniformity values were achieved when the sprinkler wetted angle is set to a range between 180 and 210º.