RESUMO Injetores Venturi são comumente empregados para fins de fertirrigação na agricultura, extraindo fertilizante de um tanque para a linha de irrigação. O conhecimento da quantidade de líquido a ser injetado por este dispositivo é útil para assegurar operação e manejo adequados da fertirrigação. Os objetivos desta pesquisa foram: (1) conduzir testes funcionais de injetores Venturi seguindo as normas estabelecidas pela ISO 15873; e (2) modelar a vazão de injeção utilizando Análise Dimensional pelo teorema de Buckingham Pi. Quatro modelos de injetores Venturi foram submetidos a testes operacionais usando água limpa como fluido motriz e como fluido succionado. Um modelo geral para predição da vazão de injeção foi proposto e validado, sendo este dependente das propriedades do fluido, das condições hidráulicas operacionais e das características geométricas do injetor. Outro modelo para estimar a vazão motriz, em função da pressão de entrada e da pressão diferencial foi ajustado e validado para cada tamanho de Venturi. Finalmente, um exemplo de aplicação foi apresentado. O tamanho do injetor Venturi foi selecionado para atender aos requisitos da aplicação e as condições de operação foram estimadas utilizando os modelos propostos.

ABSTRACT Venturi injectors are commonly employed for fertigation purposes in agriculture, in which they draw fertilizer from a tank into the irrigation pipeline. The knowledge of the amount of liquid injected by this device is used to ensure an adequate fertigation operation and management. The objectives of this research were (1) to carry out functional tests of Venturi injectors following requirements stated by ISO 15873; and (2) to model the injection rate using dimensional analysis by the Buckingham Pi theorem. Four models of Venturi injectors were submitted to functional tests using clean water as motive and injected fluid. A general model for predicting injection flow rate was proposed and validated. In this model, the injection flow rate depends on the fluid properties, operating hydraulic conditions and geometrical characteristics of the Venturi injector. Another model for estimating motive flow rate as a function of inlet pressure and differential pressure was adjusted and validated for each size of Venturi injector. Finally, an example of an application was presented. The Venturi injector size was selected to fulfill the requirements of the application and the operating conditions were estimated using the proposed models.

RESUMO O dimensionamento de linhas laterais constituídas por microtubos de comprimento variável, permite a obtenção de uniformidade de distribuição de água otimizada. Supõe-se que existe um intervalo de pressões de entrada na linha lateral no qual a uniformidade de distribuição de água é mantida dentro de limites aceitáveis. Deste modo, esses emissores podem ser aplicados em sistemas de irrigação em que há variação temporal de potência para o bombeamento. Assim, este trabalho propõe uma metodologia para dimensionar linhas laterais constituídas por microtubos sob pressão variável utilizando o método trecho a trecho a fim de se estabelecer o intervalo de pressões recomendadas para operação. A metodologia foi validada ensaiando-se a pressão máxima, ótima e mínima obtida, com três repetições. A diferença entre valores estimados e observados de vazão foi inferior a 6%, indicando que o equacionamento adotado apresentou acurácia satisfatória. A uniformidade de distribuição do sistema foi superior a 95% para todas as pressões ensaiadas; demonstrou-se, portanto, que é possível estabelecer um amplo intervalo de pressões de operação mantendo-se a uniformidade de distribuição dentro de limites aceitáveis.

ABSTRACT Design of lateral lines consisting of microtubes enables to optimize water distribution uniformity. In addition, there must exist a range of pressures at the lateral line inlet in which the water distribution uniformity remains acceptable. Thus, such emitters are interesting for use in micro-irrigation systems supplied by alternative power sources, in which temporal variability in the electrical power supplied to the pumping systems normally occurs. This study presents a methodology for designing lateral lines with microtubes operated under varying pressure, using the step-by-step method in order to establish the recommended range of lateral line inlet pressures. The proposed methodology was validated over three replicates by testing maximum, minimum and optimum pressures. Deviation between estimated and observed values of flow rate was lower than 6%, indicating a satisfactory accuracy. Distribution uniformity of the system was higher than 95% under all pressures within the estimated range of values. Lateral lines can operate within a wide range of operating pressures and even so satisfactory results of distribution uniformity are obtained.

RESUMO Objetivou-se, no presente estudo, estabelecer os parâmetros de amplitude das irregularidades da superfície interna de tubos plásticos para irrigação, assim como procedimentos para sua obtenção e representação utilizando-se um rugosímetro de bancada. Durante o ano de 2013 foram avaliados 350 perfis de rugosidade de tubos de PVC e polietileno de baixa densidade (PEBDL), sendo determinados os parâmetros de rugosidade Ra, clássico para a representação das irregularidades de superfícies na maioria das situações, além dos parâmetros adicionais Rc, Rq e Ry. Determinações hidráulicas de perda de carga foram realizadas em laboratório para comparação com a perda de carga obtida pela aplicação dos parâmetros de rugosidade. Evidenciou-se diferença significativa de desempenho estatístico dos parâmetros de rugosidade (Ra, Rq, Rc e Ry) de acordo com o diâmetro do tubo e, portanto, constatou-se que a adoção de valores de rugosidade específicos para cada diâmetro contribui para a exatidão das estimativas de perda de carga. A rugosidade média para tubos de PVC e PEBDL foi 3,334 e 8,116 μm, respectivamente.

ABSTRACT Assuming that a roughness meter can be successfully employed to measure the roughness on the internal surface of irrigation pipes, this research had the purpose of defining parameters and procedures required to represent the internal surface roughness of plastic pipes used in irrigation. In 2013, the roughness parameter Ra, traditional for the representation of surface irregularities in most situations, and the parameters Rc, Rq, and Ry were estimated based on 350 samples of polyvinyl chloride (PVC) and low-density polyethylene (LDPE) pipes. Pressure losses were determined from experiments carried out in laboratory. Estimations of pressure loss varied significantly according to the roughness parameters (Ra, Rc, Rq, and Ry) and the corresponding pipe diameter. Therefore, specific values of roughness for each pipe diameter improves accuracy in pressure losses estimation. The average values of internal surface roughness were 3.334 and 8.116 μm for PVC and LDPE pipes, respectively.

RESUMO Este trabalho objetivou desenvolver um sistema de filtragem com inversão automática de fluxo de alta frequência e consumo mínimo de água de limpeza. O sistema foi desenvolvido no período de 2011 a 2013 e é composto de três filtros de tela e onze válvulas solenoides, acionadas eletronicamente por controlador baseado na perda de carga. Avaliou-se a curva de perda de carga em função da vazão e a eficiência de filtragem em função da concentração de sólidos, frequência de inversão de fluxo e incremento da perda de carga. O delineamento experimental foi inteiramente aleatorizado em esquema fatorial com três repetições e dois níveis de tratamento para cada fator. A eficiência de filtragem para sólidos maiores que 50 µm foi de 98,6%. O volume mínimo de água para cada limpeza dos filtros foi de 5,39 L. A inversão de fluxo com frequências de 11,11 e 22,22 mHz reduziu a taxa de crescimento da perda de carga comparado ao sistema funcionando sem inversão de fluxo. O sistema de filtragem apresentou potencial para filtragem da água de baixa qualidade para irrigação porém necessita de manutenções periódicas para limpeza do elemento filtrante.

ABSTRACT The aim of this study was to develop a filtration system with high-frequency flow reversal and minimum requirement of water for cleaning routines. The system was developed in the period from 2011 to 2013 and consists of three screen filters and eleven solenoid valves electronically controlled by a controller that operates based on head loss measurements. The following evaluations were carried out: head loss curve as a function of flow rate; filtrating efficiency as a function of solids concentration, frequency of flow reversal and increment in head loss. The experimental design was completely randomized in a factorial scheme with three replicates and two treatment levels for each factor. The filtration efficiency was equal to 98.6% for particles larger than 50 µm. The minimum volume of water for each cleaning of the filters was 5.39 L. The head loss increment in the filtration system with flow reversal at frequencies of 11.11 and 22.22 mHz was smaller compared with the filtration system without flow reversal. The developed filtration system has potential for filtering low-quality irrigation water, but requires periodic maintenance to clean the filter element.

RESUMO Molinetes são equipamentos amplamente utilizados para estimativa da velocidade da água em cursos d'água. A calibração periódica de molinetes é necessária para assegurar a qualidade das medições mesmo requerendo infraestrutura complexa para ensaios dos quais poucas instituições dispõem; contudo, os avanços em eletrônica e automação podem contribuir para desenvolver sistemas de calibração simples e confiáveis; assim, desenvolveu-se um sistema automatizado para ensaios de molinetes formados por um canal trapezoidal, motor de passo, carro de reboque e um sistema de gerenciamento composto por aplicativo supervisório e módulos microprocessado para controle do motor e aquisição de dados do molinete. Avaliações da velocidade de deslocamento mostraram correspondência com valor de referência até 1,85 m s-1 para um molinete de eixo vertical e 2,3 m s-1 para um de eixo horizontal. O sistema desenvolvido apresentou confiabilidade na execução dos ensaios tanto na movimentação do molinete quanto na aquisição de dados. O gerenciamento do sistema por meio dos módulos desenvolvidos e do aplicativo supervisório facilitou sua utilização por parte do usuário tornando a rotina de calibração bastante simples.

ABSTRACT Current meters are equipment widely used for estimating flow velocity in rivers and streams. Periodic calibrations of current meters are important to ensure the quality of measurements, but the required testing facilities are complex and only available in a few institutions. However, advances in electronics and automation may contribute to developing simple and reliable calibration systems. Thus, this study aimed to develop an automated system for testing current meters, which consisted of a trapezoidal channel, a step motor, a tow car and a management system, composed of a supervisory application and microprocessed modules to control the motor and the data acquisition. Evaluations of the displacement velocity showed that it matched the reference value up to 1.85 m s-1 for a vertical-axis current meter and 2.3 m s-1 for a horizontal-axis one. The developed system showed reliability during tests, for both current meter movement and data acquisition. The management of the system based on the developed modules and the supervisory application improved its user interface, turning all the procedure into a simple task.

O uso de coberturas plásticas sobre vinhedos tem aumentado no Sul do Brasil, visando a atenuar limitações climáticas. Este estudo objetivou quantificar alterações micrometeorológicas causadas por cobertura plástica e seus efeitos no desenvolvimento e na produção de videiras 'Niágara Rosada', em cultivo orgânico. O estudo foi realizado em Bento Gonçalves-RS, num vinhedo conduzido em sistema latada e submetido a dois ambientes: em céu aberto e coberto por plástico transparente (160µm) em arcos descontínuos. Nos dois ambientes, foram monitoradas radiação fotossinteticamente ativa (RFA) e temperatura do ar. Avaliaram-se fenologia, índice de área foliar (IAF), peso e diâmetro de bagas, teor de sólidos solúveis e acidez total titulável, incidência de doenças fúngicas e rendimento. A cobertura reduziu em um terço a RFA incidente (-34%) e aumentou as temperaturas máximas do ar (+3,1ºC). Ela acelerou o ciclo vegetativo das videiras até a maturação, mas retardou a queda de folhas. A cobertura promoveu incrementos de IAF, duração da área foliar e produção de uvas, de 12,3 para 27,1 t ha-1. Não foi observada incidência de doenças fúngicas no vinhedo coberto. Portanto, a cobertura plástica sobre vinhedos é uma alternativa importante na produção de uvas de mesa no Sul do Brasil, em cultivo orgânico.

The use of plastic covering on vineyards has increased in Southern Brazil, allowing mitigating climate limitations. This study aimed to quantify micrometeorological alterations caused by plastic covering over grapevines 'Niagara Rosada', and the effects on plant growth and grapes production in organic cultivation. A field experiment was conducted in Bento Gonçalves, state of Rio Grande do Sul (Brazil), in a vineyard conducted in pergola system, under two conditions: in open sky and covered with a transparent plastic film (160µm) in discontinuous arcs. The photosynthetically active radiation (PAR) and air temperature were monitored in both environments. The crop phenology, leaf area index (LAI), the weight, diameter, sugar concentration and acidity of grapes, the incidence of fungal diseases, and yield were determined. The plastic covering reduced the incoming PAR in about 34% and increased the maximum air temperature (+3.1 ºC). It accelerated the plant phenology until ripening, but delayed the leaf senescence. LAI and leaf area duration have also increased, while fungal diseases did not occur on covered plants. Grape yields were 12.3 and 27.1 t ha-1 for the uncovered and covered vineyards, respectively. Therefore, the plastic covering may be an important alternative for producing table grapes in organic systems, in Southern Brazil.