Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2004.tde-13122004-101422
Documento
Autor
Nome completo
Denis Cesar Cararo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2004
Orientador
Banca examinadora
Botrel, Tarlei Arriel (Presidente)
Coelho, Rubens Duarte
Duarte, Sergio Nascimento
Mendonça, Fernando Campos
Paterniani, Jose Euclides Stipp
Título em português
Manejo de irrigação por gotejamento para aplicação de água residuária visando a minimização do entupimento de emissores.
Palavras-chave em português
águas residuárias
ar comprimido
cloração
irrigação por gotejamento - entupimento
Resumo em português
A escassez de água e a grande geração de esgoto doméstico com
necessidade de tratamento estimulam o uso de águas residuárias na
agricultura. A irrigação por gotejamento caracteriza-se como um sistema seguro
para esta finalidade, mas possui como barreira tecnológica o entupimento dos
gotejadores. Neste trabalho, objetivou-se selecionar modelos de gotejadores e
manejos mitigadores do entupimento por uso de água residuária oriunda de
tratamento secundário de esgoto doméstico. Desenvolveu-se o estudo em três
etapas: (I) a caracterização de 15 modelos de gotejador novos, (II) a préseleção
dos emissores e (III) a seleção da combinação manejo e modelo. Os
manejos foram controle, cloração a 0,5 mg L-1 de cloro residual livre ao final da
irrigação medido ao final do sistema, ar comprimido a 1,96 kPa na entrada dos
emissores e a combinação de cloração e ar comprimido, utilizando-se filtragem
de areia (De = 0,59 mm), disco (120 mesh) e tela (200 mesh) em todos os
tratamentos. Procederam-se avaliações de vazão e cálculos de coeficiente de
variação de vazão (CVq) e de grau de entupimento (GE). Os modelos
apresentaram coeficiente de variação de fabricação aceitável e diferentes
sensibilidades ao entupimento. O entupimento foi parcial, ocorreu de maneira desuniforme, independente da uniformidade de distribuição de água (UD) do
emissor novo, e surgiu pela formação de biofilme bacteriano associado a
sólidos dissolvidos. Houve aumentos de vazão em alguns modelos. A cloração
reduziu o grau de entupimento ao longo do tempo e evitou o entupimento total
em emissores. O modelo B associado à cloração apresentou a maior
probabilidade de encontrar emissores na faixa de 5 % de variação de vazão em
relação aos novos e o modelo M associado à filtragem ou a tratamentos com ar
comprimido, as menores probabilidades. Os manejos mostraram-se
semelhantes quanto ao GE e ao CVq e obtiveram-se valores de UD inferiores a
60 %, CVq superiores a 20 % e GE superiores a 5 %. Finalmente, de acordo
com o objetivo, selecionou-se o modelo B associado à cloração como a
combinação que melhor atenuou o entupimento dos emissores.
Título em inglês
Drip irrigation techniques to mitigate the dripper clogging in wastewater irrigation.
Palavras-chave em inglês
chlorination
clogging
compressed air
drip irrigation
wastewater
Resumo em inglês
The sustainable management of water resources, given the current and
projected severe water shortages, requires that appropriate methods of water
usage be implemented. One of these is the application of treated wastewater to
agricultural land using drip irrigation systems, which is safe and among the most
resource efficient methods of irrigation. However, the use of drip irrigation with
wastewater is constrained by the potential for clogging in the emitters. To
elucidate the mechanism of clogging, fifteen drip emitters models from different
manufacturers were tested with secondary treated wastewater in the laboratory
and two field experiments were conducted to evaluate emitters and treatments
according to the degree of clogging (DC) and flow rate coefficient of variation
(CVq). The treatments were control (filtrage only), chlorination (0.5 mg L-1 free
residual chlorine injected at the end of each irrigation cycle), compressed air
(1.96 kPa in the inlet drippers) and the chlorine and compressed air
combination. The manufacture coefficient of variation was acceptable and
different clogging susceptibility. The clogging was partial, non-uniform and was
caused by biofilm with dissolved solids. Some drippers with overflow rates were
noted. The chlorination decreased clogging overtime and reduced the complete
clogging. The dripper model B (pressure compensated, flat and inserted in the line, with rectangular elastic membrane over a 30 mm passageway, 0.8 mm
narrowest aperture, 1.61 L h-1 under 98 kPa) with chlorination was identified as
having the best performance, with the highest number of emitters with a flow
rate within five percent of the flow rate when new, and the dripper model M with
chlorination was the worst performance with the lowest percent. The filtrage,
chlorine and air treatments did not have a statistically significant affect in the DC
or CVq. Distribution uniformities higher than 60 %, CVq higher than 20 % and
DC higher then 5 % were found. Finally, according to the purposed, It was
selected the dripper model B with chlorination as the best combination to
mitigate the clogging
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Data de Publicação
2004-12-16