Metodologias de avaliação da uniformidade de distribuição de água e de seleção de emissores para pivôs centrais | Methodologies for evaluating water distribution uniformity and selection of emitters for center pivots

O dimensionamento apropriado e a avaliação periódica do desempenho de pivôs centrais na agricultura irrigada são essenciais para garantir a distribuição uniforme de água no campo e a eficiência hídrica. Consequentemente, essas práticas contribuem diretamente para o aumento do rendimento das culturas e a sustentabilidade do empreendimento. Assim, teve-se como objetivo com o presente trabalho avaliar o desempenho de diferentes métodos de campo para a determinação da uniformidade de distribuição de água em pivôs centrais. Além disso, também foi realizada a análise de métodos de seleção de bocais para emissores em nível de projeto. O estudo foi realizado em dois pivôs centrais localizados no município de Rio Paranaíba - MG, sendo denominados de pivô 180° (P180) e pivô 360° (P360). A avaliação da uniformidade foi realizada utilizando-se coletores padronizados espaçados de 1 m e, posteriormente, simulando espaçamentos maiores até 12 m, com a eliminação de leituras compreendidas entre os intervalos. Os coletores foram instalados em linhas perpendiculares ao movimento do equipamento, regulado à 50% no percentímetro, em comum acordo com a empresa parceira. Avaliou-se sua disposição em diferentes posições no campo, com as linhas sendo analisadas tanto individualmente quanto em conjuntos, visando comparar metodologias descritas na literatura. Foram realizadas três repetições para cada linha de coletores, totalizando 15 ensaios de uniformidade em cinco posições para o P360 e 12 ensaios em quatro posições para o P180. As medições de vazão foram realizadas pelo método direto, com três repetições para cada numeração de bocal. No caso de bocais repetidos, as medições foram feitas apenas em um bocal representativo de cada numeração, sendo os valores obtidos comparados às vazões especificadas no catálogo do fabricante. Foram avaliadas a lâmina média, lâmina média ponderada e o coeficiente de uniformidade de Christiansen modificado para pivôs centrais (CUCHH) para cada linha a partir dos valores obtidos pelos coletores. A seleção de bocais dos emissores em nível de projeto foi realizada com base em quatro combinações de critérios: os métodos da vazão aproximada e do diâmetro de bocal para dois espaçamentos entre emissores. A primeira categoria de espaçamento é baseada no espaçamento constante entre saídas, enquanto para o segundo, adotou-se um espaçamento dobrado para os dois primeiros lances dos pivôs. Utilizou-se como referência para a seleção dos bocais as vazões e diâmetros reais necessários em cada saída, considerando como lâmina de projeto a lâmina bruta à 100% do percentímetro. As avaliações de vazão indicaram para ambos os pivôs valores superiores e com maior variação aos verificados em catálogo, implicando em maiores lâminas brutas e valores de CUCHH reduzidos. As combinações dos critérios de seleção de bocais e espaçamentos apresentaram para ambos os pivôs um CUCHH teórico superior ao estimado de acordo com a listagem de bocais verificada em campo. Quanto às avaliações individuais da uniformidade, não houve interação significativa para o P360 e P180 entre os fatores de espaçamento entre coletores e posição das linhas em campo. Não houve diferenças entre as médias para o fator espaçamento, com níveis de 1 a 12 m para ambos os pivôs. O fator de posição das linhas de coletores, por outro lado, apresentou diferenças entre médias para os dois equipamentos avaliados, sendo para P180 a lâmina média ponderada e para P360, a lâmina média, média ponderada e CUCHH. As combinações entre linhas de coletores, representando diferentes metodologias, não apresentaram diferenças entre as médias. O CUCHH médio de todos os ensaios realizados foi superior a 90% para os dois pivôs, sendo tal valor considerado excelente de acordo com classificações presentes na literatura. Já as perdas por evaporação e arraste foram semelhantes à valores máximos relatados por outros autores, sendo de 14,21 e 13,49% para P360 e P180, respectivamente. Palavras-chave: irrigação; desempenho; uniformidade; emissor; vazão.

The appropriate design, as well as periodic evaluation of the performance of center pivots in irrigated agriculture, are essential to ensure uniform water distribution over the field and water efficiency. Consequently, these practices directly contribute to increased crop yields and the sustainability of the enterprise. Thus, the objective of this study was to evaluate the performance of different field methods for determining the water distribution uniformity in center pivots. In addition, selection methods for emitters nozzles at a project level were also analyzed. The study was conducted on two center pivots located in the municipality of Rio Paranaíba - MG, referred to as the 180° pivot (P180) and 360° pivot (P360). The uniformity evaluation was carried out using standardized collectors spaced at 1 m intervals, and subsequently simulating larger spacings up to 12 m by the elimination of readings between the intervals. Collectors were installed in lines perpendicular to the equipment´s movement, regulated at 50% on the percentimeter, in agreement with the company. Their arrangement in different positions in the field was evaluated, with the lines being analyzed both individually and as groups, to compare methodologies described in the literature. Three repetitions were performed for each collector line, totaling fifteen uniformity tests in five positions for P360 and twelve tests in four positions for P180. Flow measurements were conducted using the direct method, with three repetitions for each nozzle number. For repeated nozzles, measurements were made on only one nozzle for each number, and the values obtained were compared to the flow rates specified in the manufacturer´s catalog. The average water depth, weighted average depth, and the modified Christiansen’s uniformity coefficient for central pivots (CUCHH) were evaluated for each line based on the values obtained from the collectors. Nozzle selection for the emitters at the project level was based on four combinations of criteria: the approximate flow rate method and the nozzle diameter method for two emitter spacing categories. The first category was based on constant spacing between outlets, while the second assumed double spacing for the first two spans. The reference for the nozzle selection was the actual flow rate and diameters required for each outlet, considering a project water depth at 100% of the percentimeter.The flow rate evaluations for both pivots indicated higher and more variable values than those reported in the manufacturer’s catalog, resulting in increased water depths and reduced CUCHH values. The evaluated nozzle selection combinations showed a theoretical CUCHH higher than the estimated based on the field-tested nozzle listing for both pivots. Regarding individual uniformity assessments, there was no significant interaction for P360 and P180 between the factors of collectors spacing and line positions in the field. No differences were found between averages for the spacing factor, ranging from 1 to 12 m for both pivots. The collector´s line position factor, on the other hand, showed differences between averages for both evaluated systems, with P180 showing differences in the weighted average water depth, and for P360, the average depth, weighted average depth, and CUCHH. The combinations of collector lines, representing different methodologies, showed no significant differences. The average CUCHH for all tests exceeded 90% for both pivots, a value considered excellent according to literature classifications. Meanwhile, evaporation and wind drift losses were similar to the maximum values reported by other authors, being 14.21% and 13.49% for P360 and P180, respectively. Keywords: irrigation; performance; uniformity; emitter; flow rate.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)