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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2019.tde-31102018-111050
Document
Author
Full name
Marcus Vinicius Talamini Junior
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2018
Supervisor
Committee
Frizzone, Jose Antonio (President)
Camargo, Antonio Pires de
Duarte, Sergio Nascimento
Rocha, Hermes Soares da
Title in Portuguese
Concentração e granulometria de partículas de areia na obstrução de gotejadores
Keywords in Portuguese
Areia
Gotejamento
Irrigação
Irrigação por gotejo
Obstrução
Abstract in Portuguese
O principal problema da irrigação por gotejamento é a obstrução dos emissores. Dentre os diversos agentes causadores da obstrução, os de natureza física se mostram, de acordo com estudos feitos até o momento, os de maior importância e ocorrência. Esse problema acarreta graves consequências para o sistema de irrigação, seja por efeito na uniformidade de aplicação de água, ou por redução da vida útil do sistema. Até o momento não existe uma norma técnica que especifica a metodologia a ser utilizada para se testar a sensibilidade de gotejadores à obstrução, todavia, o Plateforme de Recherche et d'expérimentation en Sciences et Technologies d'Irrigation de l´Institut National de Recherche en Sciences et Technologies de l´Environnement et l'Agriculture (PReSTI/IRSTEA) propôs um procedimento para avaliar materiais comerciais de irrigação que vem sendo utilizado há 40 anos. Tomando-se em conta esse método e pesquisas realizadas anteriormente pelo Laboratório de Ensaios de Materiais de Irrigação (LEMI/ESALQ), foi feito um estudo para avaliar a influência da granulometria e da concentração de partículas de areia no processo de obstrução de gotejadores, eliminando-se outros agentes de obstrução, de origem física, química ou biológica. Para tal finalidade, foram escolhidos quatro modelos de gotejadores previamente testados no LEMI (Drip-Tech 1,2 e 1,6 L h-1 e Taldrip 0,6 e 1,7 L h-1). Um solo natural foi utilizado para a obtenção de partículas de areia, o qual passou por um processo de preparação através da destruição de matéria orgânica, dispersão das partículas presentes e peneiramento de partículas para separação de acordo com suas dimensões. A areia foi separada em 3 faixas granulométricas: de 63 a 125 μm, de 125 a 212 μm e de 212 a 500 μm. Cada faixa granulométrica foi testada com quatro concentrações: 125 mg L-1, 250 mg L-1, 375 mg L-1 e 500 mg L-1 . O composto de partículas sólidas correspondente a cada condição de ensaio foi misturado em água deionizada, num reservatório de 200 L. Cada combinação de granulometria e concentração era testada por 40 h, sendo 8 h por dia, totalizando 5 dias úteis. Para evitar crescimento microbiano, cloro era adicionado diariamente. Observou-se que os 3 modelos de gotejador de maior vazão não se mostraram susceptíveis à obstrução por partículas de areia, enquanto o modelo de vazão 0,6 L h-1 apresentou obstrução severa em todos os casos, asim como um comportamento anômalo na concentração de 125 mg L-1 da faixa granulométrica 63 a 125 μm, pois a obstrução aqui se mostrou mais severa do que nos casos de diferentes concentração dessa mesma faixa granulométrica. Independente de qual granulometria ou concentração era utilizada, no modelo de vazão 0,6 L h-1, não foi possível diferenciar o efeito da granulometria e da concentração nesse processo.
Title in English
Sand particles concentration and size in the clogging of drip emmiters
Keywords in English
Clogging
Drip irrigation
Dripping
Irrigation
Sand
Abstract in English
The main problem in drip irrigation is the clogging of emitters. Among the many agents participating in the clogging process, the ones of physical nature, according to studies performed until now, the most important and occurrent ones. This problem has serious consequences for the irrigation system, either by influencing the water application uniformity or reducing the system lifespan. So far, there is no technical standard that specifies the methodology to be used when testing drippers' sensitivity to clogging, nonetheless, the Plateforme de Recherche et d'expérimentation en Sciences et Technologies d'Irrigation de l´Institut National de Recherche en Sciences et Technologies de l´Environnement et l'Agriculture (PReSTI/IRSTEA) did propose a method to evaluate commercial irrigation material that has been used for 40 years. Considering this method and research previously performed at the Irrigation Material Testing Laboratoy (LEMI/ESALQ), a study was performed trying to identify the influence of sand particles' size and concentration on the emitter clogging process, controlling clogging agents of other nature, either of physical, chemical or biological nature. To achieve this objective, four emitters models, previously tested at LEMI were selected (Drip 1,2 and 1,6 L h-1 and Taldrip 0,6 and 1,7 L h-1). A natural soil was collected to obtain sand particles, it went under a chemical treatment by having its organic matter removed, solid particles dispersed and subsequently sieved to separe it according to its size. Sand was separed in 3 size ranges (from 63 to 125 μm, from 125 to 212 μm and from 212 to 500 μm). Each size range was tested in four different concentrations (125 mg L-1, 250 mg L-1, 375 mg L-1 and 500 mg L-1). The water used in this experiment was deionized, to avoid the presence of salts and the solution of water and sand was previously prepared, before being used, in a reservoir containing 200 L of capacity. Each combination of particle size and concentration was tested for 40h, or 8h a day, for 5 days. To avoid microbian microorganism growth, clorine was added daily to the water. The 3 emitter models with higher flow rates had no sensitivity to the clogging process under this experiment conditions, nonetheless, the model of flow rate 0,6 L h-1 was severely clogged on all cases, no matter the particle size or concentration and there was an anomalous behavior for the concentration 125 mg L-1 from the 63 to 125 μm size range, for here clogging was much more severe than the other concentrations from the same size range. Independentely from the particle size range and concentration on the test, the effects of each component isolated were not detectable in this process.
 
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Publishing Date
2019-01-09
 
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