TÓPICO 3 - DRENAGEM SUBTERRÂNEA E DRENAGEM SUPERFICIAL
5.9 TIPOS DE DRENOS
Um sistema de drenagem pode ser constituído por drenos do tipo aberto ou canais de terra, fechados ou subterrâneos e do tipo torpedo ou dreno-toupeira.
Os drenos abertos nada mais são que os canais ou valetas construídas tanto para drenagem superficial quanto para drenagem subterrânea (Figura 19). Têm como função a coleta e transporte, tendo capacidade de conduzir grandes vazões de água.
Esses tipos de dreno têm como vantagem o baixo custo de construção, fácil manutenção e permitem a visualização das condições de funcionamento.
Por outro lado, possuem algumas desvantagens relacionadas a ocupação de grandes áreas, risco de desmoronamento, alto custo de manutenção e dificultam o tráfego de máquinas agrícolas.
FONTE: <https://shutr.bz/3N2TEfR>. Acesso em: 18 mar. 2022.
FIGURA 19 – IMAGEM DE UM DRENO DO TIPO ABERTO
Os drenos fechados são formados por condutos que possuem perfurações ou aberturas livres, sendo instaladas embaixo da superfície do solo. Esses drenos formam galerias que coletam e conduzem por gravidade a água subterrânea até o ponto de descarga. São construídos com materiais como: britas, bambu, tijolos perfurados, telhas, concreto e tubos de PVC. Têm como vantagem a menor ocupação de espaço, porém possuem um maior custo de implantação. Por fi m, os drenos do tipo torpedo são construídos em subsuperfície em profundidades que variam de 50 a 70 cm. Como não apresentam revestimento, sua vida útil é relativamente curta (cerca de um ano).
Os sistemas de drenagem podem ser compostos por apenas um tipo de dreno ou por uma combinação de ambos os tipos, dependendo da topografi a do terreno, tipo de solo, espécie cultivada e o custo da implantação.
Durante o dimensionamento dos drenos, é necessário levar em consideração as seguintes características:
• largura do fundo do dreno;
• inclinação do talude;
• profundidade;
• vazão (varia de acordo com o material do tubo).
• velocidade (velocidades menores que 0,3 m/s causam assoreamento dos drenos por sedimentação de materiais sólidos. Velocidades maiores 0,9 m/s podem gerar erosão dos drenos.
ATENÇÃO
SOFTWARE PARA CÁLCULO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA DIÁRIA PELO MÉTODO DE PENMAN-MONTEITH
J. C. Q. Mariano F. B. T. Hernandez G. O. Santos A. H. C. Teixeira RESUMO
Este trabalho tem como objetivo apresentar um software que automatiza e simplifica o cálculo da Evapotranspiração de Referência diária pelo método PENMAN- MONTEITH de forma a facilitar e padronizar a obtenção direta dos dados para o manejo da irrigação. O cálculo da evapotranspiração exige um alto nível de abstração em suas etapas e um conhecimento técnico mais específico. O software pode ser usado como uma ferramenta de auxílio para pesquisa e extensão desenvolverem seus trabalhos. O usuário tem a possibilidade de calcular a evapotranspiração diária individualmente ou em lote.
Palavras-chave: Aplicativo; Manejo da irrigação; Climatologia.
INTRODUÇÃO
A evapotranspiração é a forma pela qual a água da superfície terrestre passa para a atmosfera no estado de vapor, tendo papel importantíssimo no ciclo hidrológico em termos globais. Esse processo envolve a evaporação da água de superfícies de água livre (rios, lagos, represas, oceano, etc), dos solos e da vegetação úmida (que foi interceptada durante uma chuva) e a transpiração dos vegetais.
Para suprir essa perda de água das plantas para atmosfera é necessário repor esta água ao solo a fim de garantir um bom desenvolvimento das culturas, de forma natural (chuva) ou artificial (irrigação).
Entre os métodos disponíveis para se determinar a evapotranspiração de referência, base para se estimar a evapotranspiração das culturas, a UNESP Ilha Solteira através da Área de Hidráulica e Irrigação utiliza o método Penman-Monteith (ETo-PM) (ALLEN, 1998), também a equação utilizada no software proposto.
LEITURA
COMPLEMENTAR
De acordo Santos, Hernandez e Rossetti (2010) a estimativa da evapotranspiração de referência pelo método de Penman-Monteith, permite ao irrigante determinar o quanto e quando irrigar sua cultura, possibilitando assim fazer o uso racional da água. A UNESP Ilha Solteira disponibiliza gratuitamente as variáveis agroclimáticas diárias coletadas na região noroeste paulista de agosto de 1991 através do canal CLIMA que pode ser acessado pela URL http://clima.feis.unesp.br, incluindo a estimativa da evapotranspiração de referência.
Assim, este artigo tem como objetivo divulgar e colocar a disposição dos interessados um software capaz realizar a estimativa da evapotranspiração de referência pelo método de Penman-Monteith, em valores diários ou em lote, automatizando e otimizando este trabalho.
DESCRIÇÃO DO ASSUNTO
O software foi desenvolvido para automatizar o processo da estimativa da evapotranspiração de referência FAO pelo método de Penman-Monteith (Equação 1), com a possibilidade de cálculo individual (Figura 1) ou em lote (Figura 2). Na opção individual, o usuário adiciona os dados manualmente e em lote é possível importar um arquivo já existente ou informar os dados linha a linha em uma espécie de grid.
Para efetuar o cálculo da evapotranspiração é necessário informar uma quantidade mínima de fatores de localização e dados climáticos, como: latitude (graus, radianos), altitude (metros), data, temperatura do ar mínima e máxima, umidade relativa do ar mínima e máxima, velocidade do vento, altura do anemômetro, radiação global, radiação líquida, fl uxo de calor e pressão atmosférica
(1)
Onde:
• ETo = Evapotranspiração de referência (mm.dia-1) (Allen et al, 1998);
• Rw= Radiação líquida (MJ.m2.dia-1);
• G = Densidade do fl uxo de calor do solo (MJ.m2.dia-1); T = Temperatura média do ar (ºC);
• u2= Velocidade média do vento à altura de 2 m (m.s-1);
• es= Pressão do vapor de saturação (KPa);
• ea= Pressão atual do vapor de água (KPa);
• ∆ = Declive da curva da pressão do vapor (KPa.ºC-1);
• γ = Constante psicrométrica (KPa.ºC-1).
O software foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação C#, também escrito como C# ou C Sharp (em português lê-se "cê charp"), é uma linguagem de programação orientada a objetos, desenvolvida pela Microsoft como parte da plataforma .NET. A sua sintaxe orientada a objetos foi baseada no C++ mas inclui muitas influências de outras linguagens de programação, como Object Pascal e Java e o requisito mínimo para se instalar o software é um computador com Sistema Operacional Windows XP ou superior e NET Framework 4.
Figura 1. Processamento individual.
Figura 2. Processamento em lote.
O tipo de processamento pode ser escolhido no canto superior direito onde se tem um combobox com as opções “Individual” ou “Lote”. No processamento Individual o usuário tem a opção de escolher a unidade de medida das variáveis agroclimáticas antes de se iniciar o cálculo da evapotranspiração de referência.
Por padrão caso o usuário não escolha nenhuma unidade de medida adota-se: temperatura máxima (ºC), temperatura mínima (ºC), umidade máxima (%), umidade mínima (%), velocidade do vento (m/s), altura do anemômetro (metros), radiação global (MJ.m2.dia-1), radiação líquida (MJ.m2.dia-1), fluxo de calor e pressão atmsoférica (KPa).
Se por um acaso o usuário escolher outro tipo de unidade de medida o sistema automaticamente converte as unidades para as que foram citadas anteriormente, antes de efetuar o cálculo da evapotranspiração. Independente do tipo de processamento dos dados é fundamental o usuário informar a data.
O processamento em lote é possível estimar a evapotranspiração em um período superior há um dia. Neste modo temos um sub-menu que é possível realizar as operações citadas a seguir:
• Inserir Linha: insere uma linha no grid para que o usuário possa informar as variáveis agroclimáticas.
• Excluir Linha: exclui uma determinada linha selecionada no grid
• Setar Unidade de Medida: este item abre ao usuário um formulário para que ele escolha a unidade de medida de cada variável agroclimática representado na Figura 3.
• Importar Arquivo: opção que permite o usuário escolher um determinado arquivo contendo os dados agroclimáticos.
• Limpar Linhas da Grid: limpa todas as linhas contidas na grid.
Esta ferramenta tem como alvo principal os pequenos produtores que muitas das vezes sentem-se carentes por falta de conhecimento técnico para efetuar o manejo correto de suas culturas. Com está ferramenta, o produtor poderá simplificar o processo da estimativa da evapotranspiração informando apenas os dados agroclimáticos e o software que fará todos os procedimentos cabíveis auxiliando na tomada de decisão correta de quando e quanto irrigar, racionalizando o uso da água. Para o meio científico padronização de processos, para título de comparação entre outros métodos de evapotranspiração.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O software proposto é mais uma ferramenta para o manejo da agricultura irrigada, extremamente útil para usuários de locais que disponham de informações climáticas, mas não da evapotranspiração de referência, e que poderá ser obtida de forma simplificada possibilitando o uso adequado da água para irrigação.
FONTE: MARIANO, J. C. M. et al. Software para cálculo da evapotranspiração de referência diária pelo mé-todo de Penman-Monteith. In: CONGRESSO NACIONAL DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM, 21., 2011, Petrolina.
Anais [...]. Brasília, DF: ABID, 2011. p. 1-6. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/
item/49551/1/HeribertoCongresso-Irrigacao-2011.pdf. Acesso: 14 fev. 2022.
RESUMO DO TÓPICO 3
Neste tópico, você adquiriu certos aprendizados, como:
• Os regimes de drenagem dependem do comportamento do lençol freático em função do volume de chuvas, sendo classificados em permanente ou variável.
• Existem diferentes equações que podem ser utilizadas para calcular a drenagem superficial e o espaçamento entre os drenos, variando de acordo com o regime de drenagem do solo.
• Os sistemas drenagem superficial pode ser classificada em natural, camalhão, interceptor, drenos rasos e paralelos, espinha de peixe, duplo principal, agrupamento e por sistematização.
• Os sistemas de drenagem são classificados em drenagem superficial e subterrânea cujas diferenças se relacionam diretamente com o local onde é realizada a interceptação e redirecionamento do fluxo de água.
1 As taxas de escoamento e de infiltração da água no solo podem ser influenciadas pela intensidade das chuvas, caracterizando o comportamento do lençol freático, segundo diferentes regimes de drenagem. Sobre os regimes de drenagem da água, assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) O regime de escoamento em direção aos drenos é classificado em fluxos do tipo horizontal, vertical e radial.
b) ( ) No regime variável, o processo de drenagem é capaz de remover o excesso da água durante períodos chuvosos, não ocorrendo a elevação do lençol freático.
c) ( ) No regime permanente, a quantidade de água que entra no solo é igual à quantidade que é absorvida pelas plantas, evaporada ou retirada pelos drenos, mantendo o lençol freático inalterado durante a ocorrência de chuvas.
d) ( ) A equação de Hooghoudt pode ser aplicada para calcular o espaçamento entre os drenos em situações de regime permanente.
2 As equações de drenagem têm por finalidade o correto dimensionamento das taxas de escoamento e espaçamento entre os drenos, sendo adaptadas para serem aplicadas em diferentes situações. Com base nas fórmulas de drenagem, associe os itens, utilizado os códigos a seguir:
I- Equação de Donnan.
II- Equação de Manning.
III- Equação de Boussinesq.
( ) Esta equação é utilizada para o dimensionamento de sistemas com drenos tubulares ou canais de escoamento permanentemente uniforme.
( ) Esta equação é utilizada em condições de fluxo horizontal, regime permanente com lençol freático constante, solos de características homogêneas e sistemas de drenos paralelos.
( ) Esta fórmula é utilizada em condições de fluxo variável horizontal e de máximo aproveitamento da profundidade real do solo a ser drenado.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
a) ( ) III - I - II.
b) ( ) II - I - III.
c) ( ) I - II - III.
d) ( ) II - III - I.
AUTOATIVIDADE
3 A drenagem superficial caracteriza-se por possuir diferentes tipos de sistemas de acordo com as características de fluxo d’água e a morfologia do solo, resultando em diferentes arranjos dos drenos, os quais incluem desde o espaçamento até a distribuição dos drenos no solo. De acordo com os sistemas de drenagem superficial, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas.
( ) O sistema interceptor é utilizado em terrenos formados por depressões estreitas, onde os drenos coletores são colocados nos locais contendo depressões e em seguida são instalados os drenos laterais perfurados formando uma linha lateral.
( ) O sistema espinha de peixe tem como propósito a captação das águas provenientes das regiões mais altas para as regiões mais baixas do terreno.
( ) O sistema em camalhões é construído na forma de terraços ou sulcos largos, organizados em sequência, onde cada ponto de intersecção contém depressões que funcionam como drenos.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
a) ( ) V - V - F.
b) ( ) F - V - F.
c) ( ) F - F - V.
d) ( ) V - F - V.
4 A drenagem subterrânea tem como finalidade remover o excesso de água da camada do solo onde se desenvolvem as raízes das plantas, garantindo níveis adequados de oxigenação nesse local. Os drenos que compõem o sistema de drenagem subterrânea podem ser classificados de acordo com a função em quatro categorias. Descreva como é feito o arranjo destes drenos e a relação do fluxo de água entre eles.
5 Os sistemas de drenagem são classificados em drenagem superficial e subterrânea cujas diferenças se relacionam diretamente com o local onde é realizada a interceptação e redirecionamento do fluxo de água, sendo o primeiro direcionado para a remoção do excesso de água se dá junto à camada superficial e o segundo na remoção junto às camadas mais profundas, por exemplo, na zona radicular das plantas. De maneira sucinta, explique as principais diferenças entre sistemas de drenagem superficial e sistemas de drenagem subterrânea.