EXECUÇÃO DE DRENAGEM AGRÍCOLA COM GEOTÊXTIL BIDIM COMO ENVOLTÓRIO DOS TUBOS-DRENOS, NOS PROJETOS DE IRRIGAÇÃO MANIÇOBA E CURAÇÁ DA CODEVASF

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EXECUÇÃO DE DRENAGEM AGRÍCOLA COM

GEOTÊXTIL

BIDIM

COMO ENVOLTÓRIO DOS

TUBOS-DRENOS, NOS PROJETOS DE

IRRIGAÇÃO MANIÇOBA E CURAÇÁ DA

CODEVASF

Autor:

Departamento Técnico - Atividade

Bidim

Colaboração:

Eng. Cristiano Lepikson

Vitor José Rodrigues

Eng. Laerte Guião Maroni

2º SEMESTRE 1991

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ÍNDICE

1 INTRODUÇÃO ...3

2 PERÍMETROS IRRIGADOS – MANIÇOBA E CURAÇA...4

3 DADOS TÉCNICOS ...5

4 SALINIDADE DO SOLO ...6

5 DESSANILIZAÇÃO DO SOLO ...7

6 GEOTÊXTIL

BIDIM

NA OBRA...7

7 APLICAÇÃO DO GEOTÊXTIL

BIDIM

...8

8 EXECUÇÃO DO DRENO ...11

9 DOCUMENTAÇÃO FOTOGRÁFICA ...12

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1 INTRODUÇÃO

Este trabalho relata a aplicação do geotêxtil Bidim (nãotecido agulhado, filamentos contínuos, 100% poliéster) como envoltório, no sistema de drenagem agrícola para eliminar a salinização do solo, causada, por problemas de déficit hídrico e excesso de água de chuvas, nos projetos Maniçoba e Curaçá da Codevasf (Companhia de Desenvolvimento do Vale do São Francisco).

As áreas de irrigação estão situadas numa região semi-árida, onde os índices de evaporação da água são elevados. Em contato com os elementos minerais encontrados no solo, a água forma uma solução que ao evaporar-se causam a salinização, e conseqüentemente, uma elevada perda da produção, podendo inclusive desertificar a região.

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2 PERÍMETROS IRRIGADOS – MANIÇOBA E CURAÇA

Localização

Os perímetros estão situados a margem direita do rio São Francisco, no município de Juazeiro/BA, a 600 km de Salvador, ao norte do estado; estando sua coordenação sob a responsabilidade de Codesvaf.

Juazeiro Estado da Bahia Salvador Planta de situação Petrolina Juazeiro Itamotinga Projeto Maniçoba Petrolina Juazeiro Projeto Curaça 70 Km 33 Km Planta de situação

Rio São Francisco

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Estrutura existente

O sistema de irrigação predominante é o de gravidade, através de valas de infiltração. Além deste sistema, encontram-se também conjuntos de aspersão convencional, pivô central e gotejamento.

A ocupação dos perímetros, são distribuídos na seguinte forma: - Colonos: 500, com parcelas médias de 7,5 ha.

- Pequenas e médias empresas: 50, com parcelas médias de 26 ha. - Grandes empresas: 17, ocupando um total de 2.780 ha.

- Área irrigável, total ocupado em ambos os perímetros: 8.753 ha.

3 DADOS TÉCNICOS

Dos projetos de Irrigação

- 50 conjuntos de eletrobombas;

- 360 km de estradas vicinais e 244 km de estradas de serviço; - 392 km de drenos coletores e subcoletores;

- 313 km de canais revestidos em concreto simples; - 5,5 m³/s de vazão das estações principais.

Produtividade (produtividade média ton/ha)

- Tomate: 35 - Melancia: 25 - Uva: 16 - Feijão: 12 - Melão: 12 - Cebola: 20

Da drenagem agrícola

- Contratante: Codevasf - Área inicial drenada: 100 ha - Consumo inicial de Bidim: 3.096 kg

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- Tubos perfurados Ø 3” : 4.300m - Tubos perfurados Ø 4” : 3.200m

4 SALINIDADE DO SOLO

O processo de salinização do solo está ligado às condições climáticas da região e seus índices pluviométricos. A salinização ocorre, geralmente, em solos situados em regiões de baixa precipitação pluvial, com déficit hídrico elevado e que tenham deficiências naturais de drenagem interna.

Déficit hídrico é a relação entre a soma das precipitações e sua evaporação potencial. Assim sendo, quanto menor for à soma das precipitações médias anuais de uma região, maior é a possibilidade de salinização de seus solos quando irrigados, tendo em vista que o déficit hídrico é maior.

Outros aspecto que contribui para acelerar a salinização, é a baixa espessura da camada impermeável do solo em relação à camada orgânica (faixa de solo de onde as raízes cultivadas retiram seus nutrientes). Quando estas faixas de solo são muito pequenas, rapidamente se saturam com excedente de água, facilitando o processo de salinização.

Este processo ocorre quando águas de chuva ou irrigação, ao penetrar no solo, solubilizam e arrastam consigo substâncias minerais como cálcio, magnésio, sódio, potássio e outras, transformando-se em uma solução que, ao evaporar-se, ficam retidas no solo na forma de sais, prejudicando o desenvolvimento das culturas.

A salinidade afeta as culturas de duas maneiras:

1 – Pelo aumento do potencial osmótico do solo, quanto mais salino for um solo, maior será a energia gasta pela planta para absorver água e, com ela, os demais nutrientes. Em níveis extremos de salinização, os solos tornam-se estéreis.

2 – Pela toxicidade de determinados elementos, principalmente o sódio, o boro, bicarbonatos e cloretos, que em concentrações elevadas causam distúrbios orgânicos nas plantas.

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5 DESSANILIZAÇÃO DO SOLO

Projetos de irrigação em geral, são implantados em regiões climáticas com baixo índice de precipitações, alto déficit hídrico e provavelmente terá uma grande deficiência na drenagem subterrânea.

Por isso, sempre será importante prever a instalação de sistemas drenantes, que propiciem a percolação de parte das águas de chuva ou excedentes de irrigação, evitando sua evaporação e conseqüentemente a salinização do solo.

No caso de áreas já salinizadas, a instalação dos drenos profundos fará com que haja uma lavagem do solo pelo carreamento do sal através da percolação da água e assim, recuperar suas características.

É importante salientar que, a finalidade deste sistema drenante, é possibilitar o escoamento do excesso de água não aproveitado pelos vegetais cultivados, ao contrário de outros sistemas mais complexos e dispendiosos de drenagem, onde normalmente, prevê-se o maior esgotamento de água possível.

Por isso, os drenos agrícolas são dimensionados de forma simplificada e mais econômica, utilizando um tubo perfurado envolto por um geotêxtil, que evita carreamento de finos para seu interior, mantendo seu perfeito funcionamento.

6 GEOTÊXTIL BIDIM NA OBRA

Devido à perda crescente da produtividade nos perímetros irrigados, vem se criando uma conscientização quanto à importância da drenagem agrícola subterrânea.

São inúmeras as vantagens destes drenos sobre os sistemas convencionais, como têm sido demonstradas nesta experiência desenvolvida pela Codevasf e descritas a seguir:

1- Valas abertas: este tipo de drenagem utiliza em média, uma faixa de terra em sua volta muito grande aumentando em 20% as perdas de solo que não poderá ser cultivado;

2- Custo de implantação das valas: maior, pois exige equipamentos de escavação mais caros e tempo de execução maior;

3- Limpeza: as valas aberta exigem, no mínimo, uma limpeza a cada seis meses. Quando esta limpeza não é feita, as valas ficam prejudicadas devido ao acúmulo de mato e outras sujeiras, que represam a água, e em conseqüência criam focos de mosquito e outros insetos, prejudicial para a lavoura e aos agricultores;

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4- Mecanização: melhora a mecanização devido ao aproveitamento das áreas, evitando que elas dêem voltas muito grandes em faixas menores de trabalho, diminuindo as perdas com esquinas e com desgastes do próprio equipamento;

5- Perda da produção: quando a área já está cultivada, a instalação dos drenos subterrâneos não prejudica a cultura, pois a faixa utilizada para sua implantação é equivalente a de um trator de pequeno porte, já previsto em qualquer cultura mecanizada;

6- Economia: como o custo de implantação da drenagem agrícola é elevado, devido às proporções dos projetos que ocupam grandes áreas, é fundamental obter-se um sistema o mais barato possível, sem prejuízo da funcionalidade. Neste aspecto, os drenos agrícolas executados com geotêxtil Bidim e tubos perfurados têm mostrado a solução mais econômica devido à baixa relação custo/benefício;

7- Custo de implantação: fica reduzido com a possibilidade de mecanização da instalação dos drenos. Além disso, devido às características dos materiais utilizados, plásticos e materiais leves, facilitam o transporte e diminuem de forma significativa as perdas por quebra, o que não ocorre, por exemplo, com as manilhas de cerâmica.

7 APLICAÇÃO DO GEOTÊXTIL BIDIM

Ao longo de décadas vem se testando drenos profundos para agricultura com diversos tipos de materiais como: bambu, palha de côco, juta, telhas, tijolos, manilhas de barro, e brita, dentre outros. Entretanto, estes materiais têm demonstrado ineficiência, por serem antieconômicos, ou por não apresentam resultados satisfatórios. Com a evolução das indústrias químicas e surgimento de novos polímeros, passou-se a utilizar produtos mais modernos, com maior eficiência e menor custo de aquisição e implantação.

Com o surgimento dos tubos perfurados em PVC, polietileno ou polipropileno, além da redução no custo, constatou-se que estes materiais são mais fáceis de transportar, instalar e apresentam maior resistência à deformação e ataques químicos.

Pesquisando o comportamento de um dreno profundo, composto por um tubo perfurado, notou-se que as partículas menores eram carreadas para seu interior, e em pouco tempo ficavam obstruídos. Este fato ocorre, principalmente, em solos arenosos finos ou silte-argilosos.

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Este fenômeno acontece em conseqüência do elevado gradiente hidráulico, na interface solo-dreno, surgindo o efeito “piping”, que força o carreamento de partículas do solo para o interior do tubo, causando sua perda através da colmatação.

O aumento do gradiente hidráulico pode ser demonstrado através da fórmula de Darcy, para um fluxo de água em solo saturado e empregando o desenho esquemático da Figura 2, onde:

Q = K.i.A sendo: Q = Vazão de descarga; K = Condutividade hidráulica; i = Gradiente hidráulico; A = Área de fluxo;

Através da Figura 2 a seguir, teremos:

Q1 = K1 x l1 x A1

Q2 = K2 x l2 x A2

Figura 2 – Desenho esquemático do aumento de gradiente hidráulico. Como a camada de solo nas imediações do dreno ou envelope é a mesma, tem-se: K1 = K2 = K

Como a quantidade de água que passa em A1 é a mesma que passa em A2, tem-se então: Q1 = Q2 = Q

Onde, concluiu-se que: i1.. A1 = i2 . A2

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Se, A1 = 2 A2 Logo: i1 . 2A2 = i2 . A2 Resultando que: i2 = 2 . i1

Onde conclui-se que:

O gradiente hidráulico aumenta nas proximidades do tubo, o que reforça a necessidade de utilizar o geotêxtil

Bidim como envoltório.

Para eliminar este gradiente hidráulico, aplica-se o geotêxtil Bidim que em função de sua estrutura porosa, aumenta a superfície drenante, melhorando a condição de fluxo da água e, diminui as pressões nos pontos de entrada do tubo.

Figura 3 – Desenho esquemático da condição de fluxo de água e pressões de entrada da água no tudo drenante, com e sem utilização do geotêxtil Bidim.

Devido sua porosidade, o geotêxtil Bidim separa o solo em sua volta, criando um pré-filtro natural, facilitando a passagem da água, evitando a penetração de partículas dentro do tudo de drenagem.

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Como é composto por filamentos contínuos, 100% poliéster, ele é imputrescível, tem excelente resistência a ataques químicos, permanecendo estável aos agentes de decomposição ao contrário dos outros envoltórios, principalmente os orgânicos (fibra de coco, juta, etc.).

Somando-se a todas estas características, a praticidade de instalação e economia de aquisição, teremos o resultado que vem se notando nesta experiência, quanto à funcionalidade dos drenos, que estão resolvendo em definitivo o problema de salinização dos perímetros irrigados, bem como de áreas baixas, que não podiam ser cultivadas devido ao seu elevado nível de encharcamento.

8 EXECUÇÃO DO DRENO

Para facilitar o manuseio, o transporte e a instalação, o geotêxtil Bidim foi fornecido cortado em tiras, com a largura adequada para envolver o perímetro dos tubos com o devido transpasse.

Após o posicionamento dos drenos na área, atendendo aos espaçamentos especificados em projeto, as tiras do geotêxtil Bidim são estendidas e os tubos, colocados sobre elas.

Em seguida, uma equipe costura o geotêxtil Bidim com o fio de nylon, envolvendo totalmente o tubo e tomando cuidado para manter o transpasse adequado.

Uma vez estando tudo preparado, o equipamento inicia a escavação e, simultaneamente, já vai posicionando o dreno no seu interior.

Um equipamento de raio laser, que produz um feixe de luz, determinado uma reta paralela perfeita, é utilizado para auxiliar na escavação, indicando a declividade e profundidade correta.

Esta luz é refletida em uma placa de acrílico branco, instalando na parte superior do equipamento. Na medida em que a escavação avança, o operador mantém o posicionamento do equipamento ao longo de toda a extensão, de acordo com o reflexo do raio laser na placa, determinando a declividade e profundidade corretas. Após a escavação concluída e o dreno devidamente posicionado, a trincheira é fechada, empurrando-se de volta o solo que se encontra acumulado na lateral.

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9 DOCUMENTAÇÃO FOTOGRÁFICA

FOTO 1

Tira de geotêxtil Bidim

devidamente posicionada para envelopar o tubo corrugado.

FOTO 2

Geotêxtil Bidim sendo preparado para a costura, posicionando corretamente o fechamento do transpasse.

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FOTO 3

Costura manual do geotêxtil

Bidim envelopando o tubo

perfurado.

FOTO 4

O dreno com o geotêxtil Bidim já costurado, posicionando no local de instalação, aguardando o equipamento de escavação.

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FOTO 5

Detalhe do equipamento escavando a trincheira, espalhando a terra para as laterais e posicionando o tubo dreno no seu interior.

FOTO 6

Vista geral da instalação do dreno, mostrando a praticidade de execução e o pequeno espaço ocupado pelo equipamento na área.

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FOTO 7

Vista do equipamento escavando a trincheira e instalando o dreno no seu interior. Em destaque, o operador do equipamento posicionando a profundidade de escavação, orientado pelo raio laser refletido na placa de acrílico branco. Nesta imagem, a lança de escavação se encontra menos profunda.

FOTO 8

Detalhe do instante em que o sistema esta sendo lançado na vala.

Aqui podemos observar a importância da costura que mantém o correto

posicionamento do geotêxtil

Bidim, evitando a exposição do

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ANEXO

Matéria sobre meio ambiente.

Nesta matéria, o Jornal do Brasil retrata a preocupação dos técnicos com o processo crescente de desertificação do solo na região nordeste do Brasil.

Como uma das principais causas apontadas pelo professor Valdemar Rodrigues, maior especialista sobre o assunto no Brasil, é a salinização dos solos nas áreas irrigadas, e defende o desenvolvimento de pesquisa adequada para resolver a questão.