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Eng. Agrícola, Mestrando Unioeste. Cascavel – PR Rua belas artes nº 709 CEP 85819180, Cascavel – PR, (45)99177507,marcio_kleinn@hotmail.com
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GRÁFICOS DE SHEWHART NO PROCESSO DE
APLICAÇÃO DE ÁGUA DE UM SISTEMA DE
IRRIGAÇÃO FAMILIAR POR GOTEJAMENTO
M. R. Klein1; F. D. Szekut2; C. F. Reis3; S. B. Bonemberger2; F. L. Suszek4; M. A. Vilas Boas5
RESUMO: A estatística de controle de qualidade é considerada a ferramenta responsável pelo
triunfo na produção de produtos de qualidade. Esta estatística pode ser utilizada em qualquer tipo de segmento, inclusive na produção agrícola, seja de pequena média e grande escala. O objetivo da execução deste trabalho foi o de monitorar um processo de aplicação de água num sistema de irrigação familiar por gotejamento, com uso de gráficos de Shewart. O experimento foi realizado a campo em uma propriedade rural. O sistema utilizado foi um kit comercializado no Brasil, cuja pressurização se dá pela ação da gravidade. Foram realizadas 25 avaliações no sistema através dos dois métodos de coleta, Keller e Karmeli (1975) e Denículi(1942). Os gráficos demonstraram que o processo de aplicação manteve-se sob controle estatístico ao longo das 25 avaliações. Todas as avaliações obtiveram a classificação como “Bom”.
PALAVRAS CHAVE: controle de qualidade; avaliação; uniformidade de distribuição;
SHEWHART CHARTS IN THE PROCESS OF
APPLICATION WATERSYSTEM OF DRIP
IRRIGATION OF HOUSEHOLD FARMING
SUMARRY: The statistical quality control tool is considered responsible for the success in
producing quality products. These statistics may be used in any type of thread, including in crop production, is small medium and large scale. The purpose of the execution of this work was to monitor a process of applying water in irrigation system for household farming, using Shewhart charts. The experiment was conducted in a farm field. The system used was a kit sold in Brazil, whose pressurization takes by gravity. Twenty-five evaluations were performed on the system through the two collection methods, and Keller and Karmeli (1975) and Denículi (1942). The charts show that the application process was maintained under statistical control over the twenty-five evaluations. All evaluations obtained the classification as "Good."
INTRODUÇÃO
O controle estatístico de qualidade passou a ser utilizado nas indústrias do Japão após a segunda guerra mundial, com o intuito de reerguer as indústrias nipônicas. É considerada a ferramenta responsável pelo triunfo na produção de produtos de qualidade, pode ser utilizada em qualquer tipo de segmento, inclusive na produção agrícola independente da escala.
Milan. M et al., (2002) utilizaram controle estatístico de processo em operações agrícolas e obtiveram resultados satisfatórios, segundo os mesmos autores, uma definição aceita para qualidade é a redução da variabilidade, que quanto menor, menor será a confiabilidade e a aceitação do produto ou serviço.
Umas das principais ferramentas desta estatística são os Gráficos de Shewhart, onde com amostras individuais ou o valor médio de um grupo de observações, de um processo são contrastadas a um valor alvo e a limites permissíveis (limites de controle). Sob a suposição de que os dados são normalmente distribuídos em torno do valor alvo do processo, o processo está sob controle estatístico. Se houver algum ponto fora dos limites de controle, que correspondem á média acrescida de 3 sigma (limite superior de controle LSC) e média subtraída de 3 sigma (limite inferior de controle LIC) , o processo está fora de controle estatístico logo o ponto encontra-se numa área de probabilidade 2,7 para mil. Havendo um ponto fora dos limites, é necessária uma investigação do processo Nezhad et al.,( 2009).
Com implantações de leis ambientais cada vez mais freqüentes e rígidas, o desenvolvimento tecnológico para sistemas que fazem uso da água está sendo cada vez mais necessário, tendo em vista o racionamento deste bem cada vez mais escasso no planeta. A irrigação gotejamento é uma alternativa para o uso racional da água, molhando somente a zona radicular das plantas de acordo com a necessidade hídrica das mesmas. A FAO (2000) considera que a irrigação familiar pode ser uma medida que, a longo prazo, pode solucionar problemas de segurança alimentar. Apesar dos benefícios a irrigação por gotejamento deve funcionar corretamente e manter uma elevada uniformidade de distribuição ao longo do tempo.
A avaliação da distribuição da uniformidade fornece informações valiosas sobre o desempenho de um sistema de irrigação, mas não de todos os pontos e os aspectos da variação espacial da distribuição da água. A uniformidade de distribuição é apenas um indicador de que todas as áreas recebem quantidades similares de água Burt et al., (1997).
Desta maneira o objetivo da realização deste trabalho, foi de utilizar controle estatístico de qualidade para verificar se o funcionamento de um sistema de irrigação familiar por gotejamento mantinha um padrão de qualidade ao longo do tempo, ou seja, se aplicava água da mesma maneira em todas as avaliações. Para tanto foram realizadas 25 avaliações no sistema utilizando as metodologias de Keller e Karmeli (1975a) e Deniculi et al. (1980a).
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado em uma propriedade rural da cidade de Capitão Leônidas Marques – PR, localizado a uma latitude 25° 28’ 41’’ Sul, longitude de 53° 34' 25’’ Oeste, altitude de 356 metros, com clima temperado úmido.
O sistema de irrigação instalado é da marca Netafim™, modelo Kif Net - Kit de 220m², tubo gotejadores com espaçamento entre gotejadores de 0,30 m, cabeçal de controle com registro e filtro de disco, o reservatório era de 500 litros ficava a uma altura de 2 m, sendo pressurizado pela ação da gravidade. Foram realizadas 25 avaliações no período de abril a junho de 2011. Os métodos de amostragem foram os de Keller e Karmelli (1975b) com 16 pontos e DENICULI (1980b) com 32 pontos. A seguir na Figura 1 o layout do sistema com os pontos de coleta das duas metodologias.
Com os dados de vazão, foi calculado o CUC de todas as avaliações para cada metodologia de coleta, e posteriormente gerados gráficos de controle de Shewart de amostras individuais, com auxilio do software Minitab 16. Também foram gerados, com o mesmo software, gráficos de controle com amostras compostas para a vazão média do sistema. Na metodologia de Deniculi (1980c) foram utilizados 96 valores de vazão por avaliação, totalizando 2400 dados, já para a metodologia de Keller e Karmeli (1975c) foram 48 repetições de vazão por avaliação, totalizando 1200 dados. Foi medida a variação de pressão do sistema de irrigação com manômetros digitais, da marca Instrutemp com precisão de 2 + psi. Os manômetros ficavam localizados no inicio e final do sistema.
RESULTADOS DE DISCUSSÃO
A figura 2 são os gráficos de Shewart de amostras compostas das vazões das 25 avaliações para as duas metodologias de coleta. Não houve nenhum ponto fora dos limites de controle, ou seja, o processo de aplicação de água manteve um padrão no decorrer das 25 avaliações. Os pontos ficaram bem próximos á linha central então as aplicações foram semelhantes tendo baixa variabilidade entre si. Na nona avaliação existe um pico, porém a variação em relação á média central é de 2,7%. Sabendo-se que o processo está sob controle o cálculo de tempo de irrigação torna-se confiável.
Na figura 2 estão os gráficos de Shewart para amostras individuais do CUC para as 25 avaliações e com duas metodologias de coleta. O processo está sob controle estatístico, pois nenhum ponto está fora dos limites de controle. O sistema mantém um padrão de uniformidade de distribuição ao longo das 25 avaliações, de acordo com suas características de hidráulicas, como comprimento de linha lateral, pressão, declividade, dentre outros fatores. O valor médio do CUC ficou e torno de 88% para as duas metodologias de coleta. Todas as avaliações foram classificadas segundo Bernardo et al. (2006), como “Bom”, classificação pra valores entre 80 a 90% . Nota-se que o intervalo dos limites de controle é menor que o intervalo de classificação proposto por Bernardo et al. (2006). O processo poderia encontra-se fora do controle estatístico de qualidade mesmo que todas as avaliações estivessem dentro da mesma classificação.
A variação de pressão média das 25 avaliações foi de 18.97%, a menor vaiação foi de 10,20% e a máxima de 27,16%.
AGRADECIMENTOS
À Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE e ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola – PGEAGRI, pelo apoio de seu corpo docente e de infraestrutura. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES, pela concessão de bolsas de estudos ao longo do período experimental e ao Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq, pelo fomento da pesquisa vinculada ao CT-Hidro- processo nº: 574153/2008-0.
CONCLUSÃO
As vazões e os coeficientes de uniformidade mantiveram-se o dentro dos limites de controle estatístico
A classificação do CUC para todas as avaliações foi considerada como “Bom”.
Os gráficos de Shewhart são uma ferramenta que pode ser utilizada no monitoramento do processo de aplicação.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BERNARDO, S; SOARES, A. A.; MANTOVANI, E. C. Manual de irrigação. Viçosa: UFV, 2006. 625 p. BURT, C., CLEMENTS, A., STRELOKOFF, S., SOLOMON, K., Irrigation performance measures: efficiency and uniformity. Journal of Irrigation an Dranage Engineering. 123(6): p. 423-442, 1997. DENÍCULI, W.; BERNARDO, S.; THIÉBAUT, J.T.L.; SEDIYAMA, G.C. Uniformidade de distribuição de água, em condições de campo num sistema de irrigação por gotejamento. Revista Ceres, Viçosa-MG, v. 27, n. 150, p 155-162, 1980.
FAO. Sub-Regional Office for East and Souhern Africa (SAFAR). Socio-economic impact of smallholder irrigation development in zimbabwe. Case studies of ten irrigations schemes. Harare, 2000.
KELLER, J.; KARMELI, D. Trickle irrigation design. S.1: Rain Bird Sprinkler Manufacturing Corporation, 1975. 133 p.
MILAN, Marcos and FERNANDES, Ricardo Alves Thomaz. Qualidade das operações de preparo de solo por controle estatístico de processo. Sci. agric. (Piracicaba, Braz.) [online]. 2002, vol.59, n.2, pp. 261-266. ISSN 0103-9016.
NEHAZHAD, Fallah S. M. A new monitoring design for uni-variate statistical quality control charts. Iran Akahavan Niaki: Information Sciences, v. 180, 16 out. 2009.
Figura 2- Gráficos de Shewart de amostras compostas das médias das vazões
Figura 3- Gráficos de Shewart de amostras individuais dos CUCs
25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 90,0 89,5 89,0 88,5 88,0 87,5 Avaliações CU C _ X=88,667 LCS=89,765 LCI=87,569 Metodologia de Deniculi 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 89,5 89,0 88,5 88,0 87,5 87,0 Avaliação CU C _X=88,059 LCS=89,446 LCI=86,672 Metodologia de Keller e Karmeli
25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 0,64 Avaliações M éd ia d as V az õe s _ _ X=0,67109 LCS=0,69937 LCI=0,64282 Metodologia de Deniculi 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 0,72 0,71 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 0,64 0,63 Avaliações M éd ia d as V az õe s _ _ X=0,67450 LCS=0,71651 LCI=0,63249
