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Irrigation is essential for the development of crops in regions with scarcity or irregular rainfall distribution, enabling high productivity. However, the use of water resources and electrical energy leads to a concern with irrigation efficiency. Pressure demand varies during the operations of irrigation systems and the appropriate pressure can be regulated by variable-frequency drives for the power supply of the motor-pump set. This study aimed to analyze the technical and economic feasibility of using a variable-frequency drive to adjust the pressure in subunits of micro-irrigation systems. Laboratory tests were carried out to determine the electrical power consumed in each irrigated subunit for different slopes and the application or not of the variable-frequency drive. Thus, an economic analysis was carried out considering the electricity tariff for group B and rural consumer class, as well as different annual irrigation times. The results showed the potential for energy saving with the use of the variable-frequency drive. Thus, the economic analysis showed that the variable-frequency drive was a better alternative than the dissipative method.

A uniformidade de distribuicao e um indicador do desempenho do sistema de irrigacao, podendo ser determinada por meio de ensaios de campo ou por simulacoes baseadas no perfil de distribuicao de agua. Contudo, poucos estudos avaliaram o efeito do espacamento entre coletores na determinacao do perfil de distribuicao de agua dos aspersores. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influencia do espacamento entre coletores para a caracterizacao do perfil de distribuicao de aspersores. Foram avaliados cinco espacamentos (0,125; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0 m) e dois modelos de aspersores (aspersor A e B, com vazao de 1,4 e 3,0 m 3 h -1 , respectivamente), cada ensaio teve duracao de uma hora, sendo realizadas tres repeticoes. Avaliou-se a influencia do espacamento por meio do raio de alcance, da vazao reconstituida e do Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC) simulado, utilizando programa computacional. Os dois primeiros fatores foram submetidos a analise de variância pelo teste F ao nivel de significância de 1%. Nas simulacoes de uniformidade foram testados os espacamentos entre aspersores de 6 x 6; 6 x 12; 12 x 12; 12 x 18; 18 x 18; 18 x 24; 24 m x 24 m, sendo apresentados os resultados das simulacoes cujo CUC ≥ 70%. Nas analises estatisticas nao foram observadas diferencas significativas entre os raios de alcance, bem como entre as vazoes reconstituidas em funcao do espacamento entre coletores. Percebeu-se que a diferenca maxima do CUC nos diferentes cenarios avaliados foi de 4,8% e 4,9% para os aspersores A e B, respectivamente, sendo as diferencas apresentadas de maneira aleatoria para os diferentes espacamentos entre coletores. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que a variacao do espacamento entre coletores nao melhora significativamente a caracterizacao do perfil de distribuicao de agua.

With the goal of developing an irrigation system with ultra low flow rate (ULF) of 0.2 L h-1, using microtubes with derivation and operating in a laminar regime, this work began by seeking efficient irrigation and low costs. The experiment consisted of two stages. The first experiment was conducted in the laboratory to determine the actual diameter of the microtubes and irrigation system design. The second stage of the experiment was conducted in an experimental area, where tests were carried out to obtain the uniformity of water application which was evaluated by the coefficient of uniformity statistic that had an initial value exceeding 90%. The proposed irrigation system had economic advantages for small-scale producers. However, the system evaluated presented problems with accumulation of air and emitters obstruction during the study period, causing a reduction in statistical uniformity. It is therefore necessary to conduct further studies to obtain more conclusive results. Resumen Con el objetivo de desarrollar un sistema de irrigación con ultra baja caudal (UBV) de 0,2 L h-1, utilizando microtubos con derivación y operando en régimen laminar, se inició este trabajo buscando irrigación eficiente y de bajo costo. El experimento se compuso de dos etapas. La primera parte experimental fue conducida en el laboratorio, siendo realizada la determinación del diámetro real de los microtubos y dimensionamiento del sistema de riego. La segunda etapa del experimento fue realizada en una huerta ubicada en el área experimental, donde se realizaron los ensayos para obtener la uniformidad de aplicación de agua a la cual fue evaluada por medio del coeficiente de uniformidad estadística que tuvo valor inicial superior a 90%. El sistema de riego propuesto presentó ventajas económicas para pequeños productores. Sin embargo, el mismo presentó problemas de acumulación de aire y obstrucción de emisores durante el período evaluado, ocasionando la reducción de la uniformidad estadística siendo, por lo tanto, necesaria la realización de más estudios para obtener resultados más concluyentes.

In this study, a field evaluation of the performance of an irrigation controller mechanically actuated by soil-water tension (SWT) was performed. The controller employs a tensiometer used as a sensor of SWT to directly control a mechanically actuated hydraulic valve. Six controllers were installed in an orchard to control the irrigation for six rows of plants over 64 days. Each controller controlled the irrigation of one lateral drip line. The drip irrigation system was gravity-fed from a water source placed 7 m above the soil surface. The SWT and the pressure in each lateral line were measured to evaluate the performance of the controllers. All the controllers tested in the field autonomously initiated and terminated the irrigation during the evaluation. Irrigation events were initiated when values close to the set soil-tension values were reached and were terminated at lower soil-tension values. As the SWT in the root zone was maintained close to the setup threshold plus 20% tolerance for at least 90% of the evaluation period, the performance of the controllers was considered satisfactory. The proposed controller was shown to be functional and was operated effectively for an SWT range of up to 30 kPa, which is commonly encountered under high-frequency irrigation conditions.

Brazil produces grafted citrus seedlings in closed screen houses to reduce pest and disease incidence. Irrigation is usually performed by hand using either breaker nozzles or drilled polyvinyl chloride (PVC) pipe wands on garden hoses. Rootstocks are produced in cone-shaped containers filled with soilless potting mix. Since the containers have a small upper diameter, nutrient solution capture is reduced with the potential to cause environmental contamination from inefficient fertigation. This study provides a method to assess the efficiency of manual overhead irrigation systems used in liner production. The method consists of determining both the volume of water applied and volume lost (i.e., directly and by percolation) in order to obtain an estimate of the percentage of water loss, irrigation efficiency, and the drainage fraction. The method was tested in a commercial facility under standard production practices. The method’s attributes included simplicity, quick sampling and data collection, and accuracy. The evaluated nursery was found to have low irrigation efficiency (27.14%) and excessive nutrient solution losses (72.86%). Considering an average production of 300,000 liners per year on 20,000 m2, we determined an annual solution loss of 221.8 m3 with an average environmental release of 158.9 kg of fertilizer. Therefore, more efficient irrigation systems are necessary for sustainable citrus rootstock liners production.

MODELO APLICADO AO DIMENSIONAMENTO DE DRENOS SUBTERRÂNEOS PARA EPOCA DA IRRIGACAO MARINALDO FERREIRA PINTO 1 ; DINARA GRASIELA ALVES 2 E CONAN AYADE SALVADOR 1 1 Professor Adjunto, Departamento de Engenharia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - UFRRJ. Seropedica – RJ, e-mail: marinaldo@ufrrj.br; conan@ufrrj.br 2 Pos-Doutoranda, Departamento de Engenharia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - UFRRJ. Seropedica – RJ, e-mail: dinara_alves@hotmail.com 1 RESUMO A metodologia para o dimensionamento de drenos subterrâneos para a epoca das irrigacoes e laboriosa, requerendo muitas iteracoes. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi desenvolver uma metodologia alternativa para tal finalidade, baseada na equacao de Glover-Dumm. Comparou-se o espacamento entre os drenos calculado pelo metodo proposto e pelo metodo da simulacao da altura do lencol freatico apos cada irrigacao, obtendo-se o seu desempenho. Foram testados cenarios com valores de condutividade hidraulica variando de 0,2 a 3,0 m d -1 ; camada impermeavel variando de 0 a 6 m abaixo da superficie do solo; e, altura do lencol freatico de 0,4 e 0,8 m sobre os drenos que proporciona a profundidade exigida pela cultura. Verificou-se que a faixa na qual o modelo proposto pode ser empregado depende da combinacao das variaveis consideradas nas simulacoes, devendo ser analisada para cada caso. A metodologia proposta apresentou resultados semelhantes aqueles quando se utilizou a metodologia de simulacao da altura do lencol freatico, sendo que numero de iteracao para obtencao do resultado e infinitamente menor. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que o modelo desenvolvido apresentou confiabilidade quando se respeita as suas restricoes. Palavras-chave : Drenagem subterrânea, Glover-Dumm, lâmina de lixiviacao PINTO, M. F.; ALVES, D. G.; SALVADOR, C. A. MODEL FOR DRAINS DESIGN TO IRRIGATION PERIOD 2 ABSTRACT The methodology for design of underground drains for irrigation period is very laborious and it requires much iteration. The objective was to develop an alternative methodology for this purpose, based on the Glover-Dumm equation. It compared the spacing between drains calculated by the proposed method and the method of simulation of the height water table after each irrigation obtaining its performance. Scenarios were tested with hydraulic conductivity values ranging from 0.2 to 3.0 m d -1 ; impermeable layer ranging from 0 to 6 m; and, height of the water table of 0.4 and 0.8 m that provides the required depth by culture. It verified that range at which the proposed model can be use depends on the combination of the variables considered in the simulations and must be analyzed in each case. The model showed results similar to those when using the methodology of the water table height. The number of iteration to obtain the result is infinitely less. According to the results, it can be concluded that the developed model presented reliability when it concerns their restrictions. Keywords : Drainage, Glover-Dumm, leaching depth

ANALISE DOS MODELOS MATEMATICOS UTILIZADOS NO DIMENSIONAMENTO DE EMISSORES DO TIPO MICROTUBOS NA MICROIRRIGACAO DINARA GRASIELA ALVES 1 ; MARINALDO FERREIRA PINTO 2 ; ANA PAULA ALVES BARRETO DAMASCENO 3 ; CONAN AYADE SALVADOR 2 ; TARLEI ARRIEL BOTREL 4 E LEONARDO DUARTE BATISTA DA SILVA 5 1Pos-doutoranda, bolsista PNPD/CAPES, Departamento de Engenharia, Instituto de Tecnologia, UFRRJ, Seropedica – RJ. Email: dinara_alves@hotmail.com 2 Doutor, Professor Adjunto, Departamento de Engenharia, Instituto de Tecnologia, UFRRJ, Seropedica – RJ. Email: mfpufrrj@yahoo.com.br ; conanayade@yahoo.com.br 3 Doutora em Ciencias, Departamento de Engenharia de Biossistemas, ESALQ, Piracicaba-Sao Paulo. Email: pauladamasceno1@hotmail.com.br 4 Doutor, Professor Titular, Departamento de Engenharia de Biossistemas, ESALQ, Piracicaba-Sao Paulo. Email: tabotrel@usp.br 5 Doutor, Professor Associado, Departamento de Engenharia, Instituto de Tecnologia, UFRRJ, Seropedica – RJ. Email: monitoreambiental@gmail.com 1 RESUMO A busca por estrategias para otimizar a eficiencia de aplicacao de agua tem sido objeto de estudo de varios pesquisadores. Neste sentido, destaca-se a utilizacao de sistemas de microirrigacao com microtubos devido ao seu baixo custo e elevada uniformidade de aplicacao de agua, sendo uma boa alternativa para pequenos agricultores. Porem, para que sejam atingidas boas uniformidades de aplicacao de agua e imprescindivel que o sistema seja bem dimensionado, ou seja, e necessario um projeto criterioso e detalhado. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os modelos matematicos utilizados no dimensionamento de emissores do tipo microtubos na microirrigacao. Foram comparados os tres principais modelos de dimensionamento de comprimento de microtubos existentes na literatura e avaliado qual apresenta maior aderencia aos dados observados em laboratorio. A equacao de Vermeiren-Jobling foi a que apresentou a melhor exatidao (99,9%) quando comparado com os dados originais. Palavras-chave : Irrigacao, uniformidade de aplicacao de agua, inovacao tecnologica ALVES, D. G.; PINTO, M. F.; DAMASCENO, A. P. A. B.; SALVADOR, C. A.; BOTREL, T. A.; SILVA, L. D. B. da ANALYSIS OF MATHEMATICAL MODELS USED IN THE DIMENSIONING OF EMITTERS OF TYPE MICROTUBES IN THE MICROIRRIGATION 2 ABSTRACT The search for strategies to optimize water application efficiency has been studied by many researchers. In this sense, there is the use of micro-irrigation systems with microtubes due to its low cost and high uniformity of water application and is a good alternative for small farmers. However, for good water application uniformity are achieved it is essential that the system is well proportioned, ie, a careful and detailed design is required. This study aimed to evaluate the mathematical models used in the design of emitters type microtubes in microirrigation. We compared three microtubes length dimensioning models existing in the literature and evaluated which corresponds best to the data observed in the laboratory. The equation Vermeiren-Jobling showed the best accuracy (99.9%) when compared to the original data. Keywords : Irrigation, uniformity of water application, technological innovation

Design of lateral lines consisting of microtubes enables to optimize water distribution uniformity. In addition, there must exist a range of pressures at the lateral line inlet in which the water distribution uniformity remains acceptable. Thus, such emitters are interesting for use in micro-irrigation systems supplied by alternative power sources, in which temporal variability in the electrical power supplied to the pumping systems normally occurs. This study presents a methodology for designing lateral lines with microtubes operated under varying pressure, using the step-by-step method in order to establish the recommended range of lateral line inlet pressures. The proposed methodology was validated over three replicates by testing maximum, minimum and optimum pressures. Deviation between estimated and observed values of flow rate was lower than 6%, indicating a satisfactory accuracy. Distribution uniformity of the system was higher than 95% under all pressures within the estimated range of values. Lateral lines can operate within a wide range of operating pressures and even so satisfactory results of distribution uniformity are obtained. RESUMO O dimensionamento de linhas laterais constituídas por microtubos de comprimento variável, permite a obtenção de uniformidade de distribuição de água otimizada. Supõe-se que existe um intervalo de pressões de entrada na linha lateral no qual a uniformidade de distribuição de água é mantida dentro de limites aceitáveis. Deste modo, esses emissores podem ser aplicados em sistemas de irrigação em que há variação temporal de potência para o bombeamento. Assim, este trabalho propõe uma metodologia para dimensionar linhas laterais constituídas por microtubos sob pressão variável utilizando o método trecho a trecho a fim de se estabelecer o intervalo de pressões recomendadas para operação. A metodologia foi validada ensaiando-se a pressão máxima, ótima e mínima obtida, com três repetições. A diferença entre valores estimados e observados de vazão foi inferior a 6%, indicando que o equacionamento adotado apresentou acurácia satisfatória. A uniformidade de distribuição do sistema foi superior a 95% para todas as pressões ensaiadas; demonstrou-se, portanto, que é possível estabelecer um amplo intervalo de pressões de operação mantendo-se a uniformidade de distribuição dentro de limites aceitáveis.

The objective of this study was to develop and evaluate an irrigation controller that was mechanically actuated by soil-water tension within laboratory conditions. The controller was designed and constructed using readily available hydraulic fittings and other componentry. The main components of the controller were a tensiometer; a rubber diaphragm that moves according to the variation in tension inside of the tensiometer; an activation rod that transfers the movement from diaphragm to the switch valve; and a steel spring that regulates the activation of soil water tension. Six irrigation controller samples were tested in the laboratory to evaluate the mechanical performance and component forces required to activate the controllers. The relationship between spring adjustment and soil water tension required to open the irrigation valve was linear with a gradient ranging from 1.10 to 1.41 kPa mm-1 and a coefficient of variation of 9.2%. However, differences observed in the activation of the soil water tension could also be reduced by individual controller calibration. The calibration of the soil water tension required to initiate irrigation was easily set by adjusting the spring. The proposed controller is functional, simple to use, can be easily adjusted, and does not require electricity to operate. RESUMO O objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar um controlador de irrigação acionado mecanicamente pela tensão de água no solo. O controlador foi desenvolvido e construído utilizando-se conexões hidráulicas e outros componentes. Os principais componentes do controlador foram: tensiômetro, um diafragma de borracha que se move de acordo com a variação de tensão dentro do tensiômetro, uma haste que transfere o movimento do diafragma para uma válvula de controle de fluxo e uma mola de aço que regula a tensão de acionamento da irrigação. O desempenho e as forças requeridas pelos componentes para acionar o controlador de seis amostras foram avaliados em laboratório. A relação entre a mola de ajuste e a tensão de água no solo requerida para acionar a irrigação foi linear com gradiente variando de 1,10 para 1,41 kPa mm-1 e coeficiente de variação de 9,2% porém essas diferenças podem ser reduzidas pela calibração individual dos controladores. A calibração da tensão requerida para acionar a irrigação foi facilmente realizada pela compressão da mola de ajuste. O controlador proposto é funcional, simples de ser utilizado e pode ser facilmente ajustado e não requer energia elétrica para operar.

O tamanho médio de partículas e a porosidade dos substratos condicionam as propriedades matriciais, interferindo na capacidade de retenção e de transmissão da água no meio. O conhecimento desses atributos é fundamental em processos de irrigação por capilaridade, para que o molhamento atinja as camadas superiores dos recipientes com níveis de tensão de água facilmente disponível. O presente trabalho teve como objetivo estudar a ascensão de água por capilaridade para determinar a posição mais apropriada do nível de saturação na ascensão capilar em recipientes com substratos de coco e pinus, de textura grossa e fina. Foram efetuados experimentos avaliando a ascensão de água por capilaridade em colunas segmentadas preenchidas com os substratos. Os valores de umidade em cada segmento foram calculados gravimetricamente e relacionados aos de tensão estimados pela curva de tensão dos substratos. Os substratos com textura fina apresentaram melhor elevação de água por capilaridade, com melhor elevação da umidade em níveis de tensão de água disponível. O substrato de coco fino apresentou água disponível em todo o perfil do recipiente, enquanto o de pinus apresentou as camadas superiores do recipiente com água retida em tensões abaixo do ponto de murcha permanente. O substrato fino de coco apresentou os melhores resultados para aplicação na irrigação por capilaridade, permitindo recomendar o seu uso com o nível de saturação posicionado a cinco centímetros do fundo do recipiente por quinze minutos. The average particle size and porosity of substrates affects the matrix properties of root growth media, interfering in water holding and water conductivity capacity through substrates. The knowledge of these attributes is essential in capillary irrigation processes to allow the wetting front reaches upper layers under easily available water tension. The present work had the objective to study the water rise by capillary processes to determine the most favorable position of the saturation level for contained plants for two substrates: coconut fiber and pine bark, with two grain particle sizes: fine and coarse textures. Water rise trails were carried out in segmented columns filled with substrates. The water content in each column segment was estimated in weight basis and related to the values of water tension estimated by the water tension curve for each evaluated substrate. The results showed that fine substrates presented higher water rise with adequate levels of easily available water. The fine coconut substrate presented easily available water in the entire substrate column, unlike pine bark substrate that showed the upper layer with moisture below the wilting point. The fine coconut substrate showed the best results for capillary application, allowing to recommend irrigation schedule using the saturation level at 5 cm during 15 minutes.

O uso da irrigação por capilaridade na produção de mudas em viveiros pode trazer vantagens ao uso de água e sua utilização adequada requer o conhecimento da capacidade de ascensão de água no meio de crescimento das raízes, atributo pouco estudado. Para avaliar esta condição fundamental, este trabalho tem como objetivo avaliar a ascensão de água em substratos comerciais de coco e pinus, em dois padrões de tamanho de partículas e em duas condições de umidade, para indicar aquele que possua as melhores características físicas para aplicação na irrigação por capilaridade. Utilizou-se o método de ascensão capilar, com colunas desmontáveis de anéis preenchidas com substratos, avaliando-se os seguintes tempos de contato do fundo da coluna com a lâmina de água: 0,25, 0,5, 1, 2, 4, 8, 16 e 24 horas, com 10 repetições por tempo testado. Pelos resultados, observou-se que a maior ascensão capilar acumulada em 24 horas de ensaio foi obtida para os substratos de textura fina de coco e de pinus. Além disso, a hidrofobia do substrato de coco seco recomenda que as irrigações nesse material devem ter frequências maiores que substratos de pinus, evitando seu secamento. O substrato de pinus, por não apresentar esse comportamento, deve ter turnos de rega mais espaçados, principalmente sob textura fina. Devido à sua maior retenção de água e capacidade de elevação de água quando umedecido, o substrato fino de coco é mais adequado à irrigação por capilaridade em recipientes como tubetes.The capillary irrigation in nursery production could give advantages in water use and its correct application demands knowledge about capillary water rise through root growth media, an attribute poorly studied. This research had as objective to evaluate water capillary rise in commercial pine and coconut substrates for two particle size distributions and two moisture conditions, to indicate the substrate with the best physical characteristics for capillary irrigation. The capillary rise determination method was applied on disassembled rings column filled with substrates, evaluating the following contact durations of the column bottom with water surface: 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 and 24 hours, with 10 repetitions per time. The results showed that the fine pine and coconut substrates had the higher water rise during the 24 hours test. Moreover, the hydrophobic state presented by coconut substrate indicated high irrigation frequencies for this material in comparison to pine substrate, avoiding that drying conditions become irreversible. The pine bark substrate did not show this problem, needing longer irrigation intervals, especially with the fine texture one. Due to the greater water holding and water rise capacity for wet conditions, the fine coconut substrate showed more suitable for capillary irrigation in small recipients.

O uso da irrigação por capilaridade na produção de mudas em viveiros pode trazer vantagens ao uso de água e sua utilização adequada requer o conhecimento da capacidade de ascensão de água no meio de crescimento das raízes, atributo pouco estudado. Para avaliar esta condição fundamental, este trabalho tem como objetivo avaliar a ascensão de água em substratos comerciais de coco e pinus, em dois padrões de tamanho de partículas e em duas condições de umidade, para indicar aquele que possua as melhores características físicas para aplicação na irrigação por capilaridade. Utilizou-se o método de ascensão capilar, com colunas desmontáveis de anéis preenchidas com substratos, avaliando-se os seguintes tempos de contato do fundo da coluna com a lâmina de água: 0,25, 0,5, 1, 2, 4, 8, 16 e 24 horas, com 10 repetições por tempo testado. Pelos resultados, observou-se que a maior ascensão capilar acumulada em 24 horas de ensaio foi obtida para os substratos de textura fina de coco e de pinus. Além disso, a hidrofobia do substrato de coco seco recomenda que as irrigações nesse material devem ter frequências maiores que substratos de pinus, evitando seu secamento. O substrato de pinus, por não apresentar esse comportamento, deve ter turnos de rega mais espaçados, principalmente sob textura fina. Devido à sua maior retenção de água e capacidade de elevação de água quando umedecido, o substrato fino de coco é mais adequado à irrigação por capilaridade em recipientes como tubetes. The capillary irrigation in nursery production could give advantages in water use and its correct application demands knowledge about capillary water rise through root growth media, an attribute poorly studied. This research had as objective to evaluate water capillary rise in commercial pine and coconut substrates for two particle size distributions and two moisture conditions, to indicate the substrate with the best physical characteristics for capillary irrigation. The capillary rise determination method was applied on disassembled rings column filled with substrates, evaluating the following contact durations of the column bottom with water surface: 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 and 24 hours, with 10 repetitions per time. The results showed that the fine pine and coconut substrates had the higher water rise during the 24 hours test. Moreover, the hydrophobic state presented by coconut substrate indicated high irrigation frequencies for this material in comparison to pine substrate, avoiding that drying conditions become irreversible. The pine bark substrate did not show this problem, needing longer irrigation intervals, especially with the fine texture one. Due to the greater water holding and water rise capacity for wet conditions, the fine coconut substrate showed more suitable for capillary irrigation in small recipients.

RELATIONSHIP BETWEEN EFFECTIVE ROOTING DEPTH AND AERIAL PART IN THE IRRIGATED BEAN CROP IN NO TILLAGE SYSTEM In the projects and irrigation management is important the knowledge of the root system of crops for the appropriate control of irrigations and soil water content storage. For difficulties of the work methods, the characterization of the effective rooting is usually accomplished in the flowering stage of crop, resulting in lack of information, mainly in initial stage of growth of crop. In face of this reality, the objective of this work was to determine, to local conditions, the effective rooting depth in the development stages of the bean crop, variety Perola, and to relate it with the parameters of the aerial part. The irrigation was accomplished by variable intervals irrigation, maintaining the soil water content between 39% and 36%, that it’s correspond to humidities at field capacity and critic for the crop, respectively. The results indicated that the effective rooting depth of studied variety, in the specific conditions that occurred this experiment, is in the layers: from 0 to 15 cm for the vegetative development, from 0 to 20 cm for the flowering/ grains filling and from 0 to 25 cm in the beginning of the physiologic maturation. The relationship between the parameters of growth of the bean crop, height and dry mass of the aerial part can be considered an appropriate instrument to estimate the effective depth of root system for irrigation management in the local of experiment. The root density related linearly to the height of plants and dry mass of the aerial part. And the maximum values of root density and parameters of the aerial part were obtained at grains filling stage.

O crescimento populacional e a consequente demanda adicional de alimentos exigem uma agricultura cada vez mais intensa e tecnificada. Essa conjuntura tem contribuído para se buscar a maximização do rendimento das culturas, além da otimização do uso de recursos, em especial, fertilizantes e água. Nos sistemas que aplicam a fertirrigação, como é o caso do cultivo hidropônico, realizam-se o manejo químico da solução nutritiva mediante monitoramento da concentração salina com condutivímetro portátil. Essa prática comum entre os produtores pode ocasionar desequilíbrios nutricionais, tendo em vista que a leitura fornecida por esse aparelho não distingue os nutrientes especificamente. Contudo, o desenvolvimento e a disponibilização de novos sensores, como os eletrodos de íon específico, permite explorar novas estratégias de monitoramento e controle de nutrientes em soluções. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver e avaliar um sistema eletrônico de controle automático da concentração de nitrato em solução nutritiva por meio de um sensor de íon seletivo. O sistema desenvolvido constou, basicamente, de um Sistema de Aquisição, Processamento e Acionamento (SIAPEA), o qual realizava o processamento do sinal de sensores e o acionamento de atuadores (válvulas solenoides); um sensor seletivo a íons de nitrato; um sensor de pH; e, um sistema de injeção de solução concentrada comandada por pulsos elétricos enviados pelo SIAPEA. Além da comunicação com computador, via serial RS-232, o SIAPEA possuía uma interface amigável com o usuário, por meio de LCD, para exibição dos resultados, e botões de navegação. Assim, possibilitava-se ao usuário alterar a concentração de ajuste desejada para a solução nutritiva. Construiu-se uma bancada hidropônica para os testes do sistema, com quatro perfis, um reservatório de 120 L e bombas para circulação da solução, sendo que, para a inserção do sensor de nitrato na bancada, montou-se uma unidade de leitura. O ajuste automático da concentração da solução foi baseado em uma lógica de controle proporcional, a qual é fundamentada na diferença entre as entradas e saídas do controlador, sendo que cada ciclo de ação do controlador (medição da concentração da solução nutritiva e injeção de solução concentrada) tinha uma duração de 20 s. O valor inicial de concentração de nitrato na solução nutritiva era cerca de 524 mg L-1, sob vazão constante de 0,1 L s-1, injetando-se solução concentrada de nitrato de potássio de 30000 mg L-1 na tubulação de retorno, próximo ao reservatório, e realizando a medição à jusante do bombeamento. Realizaram-se ensaios para valores finais da concentração de 780, 1002 e 1445 mg L-1, sendo coletadas amostras de 15 mL em tempos definidos, para se determinar a concentração de nitrato no espectrofotômetro. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência da lógica de controle aplicada na automação, além do desempenho satisfatório do sistema em manter a concentração do nitrato no intervalo desejado. Para aquelas concentrações finais desejadas os tempos requeridos pelo sistema para os respectivos ajustes foram cerca de 12, 22 e 35 min, após o início dos testes. The population growth and the consequent demand for food require an increasingly intensive and technified agriculture. This scenario has contributed to find the maximization of crop yield, besides the optimization of the use of the resources, as water and fertilizers. In the systems which apply fertigation, as in the case of hydroponic, the chemical management of the nutrient solution is done by monitoring the salinity with portable conductivity meters. Although it is a common practice among farmers, it can cause nutritional imbalances, considering that the reading provided by this device does not distinguish specific nutrients. Nevertheless, the development and availability of new sensors, such as specific ion electrodes, allows exploring new strategies for monitoring and control nutrient solutions. Given the above, the objective of this study was to develop and evaluate an electronic automatic control of nitrate concentration in nutrient solution by means of an ion-selective sensor. The developed system consisted basically of a System for Acquisition, Processing and Actuation (SIAPEA), which performed the signal processing sensors and drive actuators (solenoid valves); ion-selective nitrate sensor; pH sensor; and a system to inject concentrated solution commanded by electrical pulses sent by SIAPEA. Besides communication with computer via serial RS-232, the SIAPEA had a user-friendly interface through LCD to display the results, and navigation buttons. Thus, the user was enabled to change the concentration of desired adjustment to the nutrient solution. A hydroponic bench was constructed to test the system, with four flat bottomed gently sloped channels, a 120 L reservoir and pumps to circulate solution, and, for the insertion of the nitrate sensor on the bench, a reading unit was mounted. The automatic adjustment of the concentration of the solution was based on a proportional control logic, which is based on the difference between the inputs and outputs of the controller, with each cycle controller action (measurement of nutrient solution concentration and injection of concentrated solution) had 20 s of duration. The initial concentration of nitrate in the nutrient solution was about 524 mg L-1 under a constant flow of 0.1 L s-1, injecting concentrated solution of potassium nitrate to 30,000 mg L-1 in the return pipe, near the reservoir, and performing the measurement downstream of the pumping. Assays were performed for different final values of concentration of 780, 1002 and 1445 mg L-1, collecting samples of 15 mL at defined times to determine the concentration of nitrate in a spectrophotometer. The results proved the efficiency of the logic of control applied in automation, beyond the proper performance of the system to maintain the concentration of nitrate in the desired range. For those desired final concentrations, the times required by the system for the respective adjustments were approximately 12, 22 and 35 min after the start of the tests.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de se modelar e avaliar o comportamento hidráulico de microtubos ramificados, com base na relação entre vazão e comprimento dos microtubos para uma pressão de entrada, operando sob regime laminar. Dois modelos matemáticos foram estudados, em que um considerou a perda localizada de carga no dimensionamento dos microtubos ramificados e o outro a desconsiderou. O experimento para validação dos modelos foi conduzido no Laboratrio de Hidráulica da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (ESALQ-USP), Piracicaba, SP, medindo-se a vazão dos emissores para as pressões de 14,7; 18,6; 39,2 e 58,9 kPa. A configuração do sistema de irrigação consistiu de uma linha lateral com diâmetro nominal (DN) de 10,0 mm, na qual foram inseridos microtubos conectores com DN de 0,8 mm conectados a um segmento de tubo de derivação e acoplados seis microtubos emissores com DN de 0,7 mm. Verificou-se que, dentre os modelos matemáticos, aquele que considerou a perda localizada de carga apresentou maior exatidão pois teve elevado, um bom índice de Willmott e baixo erro quadrático médio. This study was carried out with the aim to develop a mathematical model and to evaluate the hydraulic behavior of branched microtubes, based on the relationship between discharge and microtube length for a specific inlet pressure, operating under laminar flow conditions. Two mathematical models were studied in which one considered the local head losses in irrigation system design and the another did not consider. The experiment for model validation was carried out at the Laboratory of Hydraulics, School of Agriculture "Luiz de Queiroz" (ESALQ/USP), Piracicaba-SP, where emitter discharges was verified under the pressures of 14.7; 18.6; 39.2 and 58.9 kPa. The irrigation system configuration consisted of a lateral line with nominal diameter (DN) of 10.0 mm, in which are inserted microtube connectors with 0.8 mm DN. These connectors are connected to a derivation tube segment, where six emitter microtubes with 0.7 mm DN were attached. It was verified that the model which considered the local head losses showed better accuracy than other mathematical models, as this model showed a good Willmott index and a low mean quadratic error.

Orientador: Roberto Testezlaf Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: O manejo hídrico-nutricional das plântulas na produção de porta-enxertos de mudas cítricas na fase sementeira, realizado por sistemas de aspersão operados manualmente, apresenta o problema ambiental do descarte da água ou solução residual proveniente da fertirrigação. O rejeito hídrico do sistema de produção tem como destino o próprio solo e pode, desta forma, atingir lençóis freáticos e contaminar os recursos hídricos da bacia hidrográfica onde está localizada a propriedade. Buscando uma solução para essa problemática, o presente projeto teve como objetivo desenvolver um equipamento de irrigação que aplique água por capilaridade para ser empregado na produção de porta-enxertos de mudas cítricas, na fase de sementeira e que possibilitasse o uso racional dos recursos hídricos nesse setor. Inicialmente, realizou-se um diagnóstico das características tecnológicas da irrigação utilizada pelos viveiristas, por meio do preenchimento de um questionário. Em uma segunda etapa do trabalho, avaliou-se o desempenho da irrigação empregada pelos produtores de mudas, estimando a eficiência da irrigação e as perdas de água e de sais, utilizando uma metodologia desenvolvida especificamente para esse objetivo. Com os resultados das etapas anteriores, foram desenvolvidas propostas de equipamentos, seguido da construção de protótipos e testes preliminares. Executou-se a caracterização hidráulica do protótipo escolhido, com e sem a presença de tubetes preenchidos com substratos, com a determinação das curvas características de vazão versus pressão para três pressões de serviço (10 kPa, 15 kPa e 20 kPa) e estimando-se o tempo e volume de enchimento. Monitorou-se, nos ensaios com substrato, a subsidência e perda de substrato e o armazenamento de água, entre as quatro aplicações de água. Por fim, realizou-se a simulação da operação deste equipamento em campo. Os resultados da pesquisa confirmaram que o produtor de porta-enxertos de mudas cítricas característico do estado de São Paulo, no ano de 2007, tinha uma área de produção entre 1001 m2 a 3000 m2; produzia até 80.000 mudas anualmente; utilizava casca de pinus como substratos; empregava chuveiros ou tubos perfurados como sistemas de irrigação juntamente com fertirrigação, não utilizando técnicas para o manejo da irrigação. As avaliações de desempenho da irrigação na produção de porta-enxerto de mudas cítricas na fase de sementeira confirmaram que esta atividade é realizada sem controle efetivo da lâmina aplicada gerando baixas eficiências de irrigação, com perdas significativas de água e fertilizantes. O equipamento desenvolvido demonstrou potencialidades no aprimoramento do manejo e na automação do processo, se mostrando uma alternativa tecnológica viável para esse sistema de produção Abstract: The water and nutrition management in the production of citrus rootstocks in the seedling phase performed by sprinkler systems, manually operated, presents the environmental outcome of water or residual solution disposal from the fertigation. The generated wastewater is generally discarded directly in the soil with the risk to reach the groundwater and contaminate the watershed water resources where the property is located. Looking for a feasible technical alternative to solving this problem, this research aimed to develop an irrigation system that applied water by capillary action to be employed in the production of citrus rootstocks in the seedling stage that would allow the appropriate water resources use in this sector. Initially, it was carried on the assessment of the characteristics of irrigation used by citrus nurseries growers by fill in a feedback form. In the second stage of the study it was evaluated the irrigation system performance used by producers, estimating the efficiency of irrigation and water and salt losses, using a field methodology developed specifically for this purpose. With the results of the previous steps, it was developed and design equipment proposals, followed by construction of prototypes with preliminary testing. Afterwards, the chosen prototype was hydraulically characterized with the determination of the flow rate and pressure relationship for three operating pressures (10 kPa, 15 kPa and 20 kPa), estimating the time and filling volume of the equipment. The substrate subsidence and material loss were monitored during the hydraulic trails, estimating the substrate water storage in the four water applications. Finally, a field simulation of the equipment was performed to compare with the conventional irrigation. The survey results confirmed that the producer of citrus rootstocks characteristic of the state of Sao Paulo in 2007, had a production area from 1001 m2 to 3000 m2, producing up to 80,000 seedlings annually, used pine husk as substrates; employed showers or perforated pipes and irrigation with fertigation, not using techniques for irrigation. Performance appraisals of irrigation in the production of citrus rootstocks in the seedlings stage confirmed that the irrigation activity in the citrus rootstock production during the seedling phase is performed without effective control of the applied depth, generating low irrigation efficiencies with significant losses of water and fertilizers. The developed capillarity equipment, despite showing a low performance, has shown potential to improve the management and automation of the process, proving to be a viable alternative technology for this production system Mestrado Água e Solo Mestre em Engenharia Agrícola

1 RESUMO Os problemas provenientes da obstrucao de emissores tem se constituido como uma das principais limitacoes a implantacao de sistemas de microirrigacao, principalmente quando se trata de gotejamento. Quando a causa da obstrucao e oriunda de caracteristicas quimicas da agua de irrigacao, tem-se como alternativa o tratamento da agua por meio da correcao do pH, pois este determina as condicoes para a precipitacao de ions e consequentemente para a obstrucao dos emissores. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficacia de tres logicas de controle com realimentacao, aplicadas ao ajuste automatizado do pH da agua de irrigacao. Realizou-se a sintonizacao e avaliacao do desempenho das logicas de controle proporcional integrativa (PI), proporcional integrativa “modificada” (PIM) e proporcional integrativa derivativa (PID) no ajuste do pH, por meio da injecao de acido. Os resultados demonstraram que as logicas testadas foram eficientes no ajuste do pH, sendo que os tempos de assentamento foram de 19,0 (PID), 20,0 (PI) e 68,5 s (PIM). O indice integral do erro absoluto ponderado pelo tempo, que indica a magnitude das oscilacoes durante o controle do processo, apresentou valores de 188,7 (PID), 239,4 (PI) e 3083,3 (PIM), indicando maior instabilidade na logica de controle PIM. Palavras–chave: obstrucao de emissores, instrumentacao, automacao, controlador de pH. PINTO, M. F.; SALVADOR, C. A.; CAMARGO, A. P.; ALVES, D. G.; BOTREL, T. A. PERFORMANCE OF FEEDBACK CONTROL LOGIC FOR AUTOMATED ADJUSTMENT OF WATER pH USED IN MICROIRRIGATION 2 ABSTRACT Clogging problems in emitters have been the major limitations for adoption of microirrigation systems, mainly drip irrigation. When clogging is caused by chemical agents, the treatment intended for pH adjustment constitutes a feasible solution, as it determines the conditions for ion precipitation, and therefore emitters clogging. The aim of this study was to evaluate the efficiency of three feedback control logic systems for automated adjustment of water pH in microirrigation systems. The following control logic was tuned and evaluated for water pH adjustment using a control system coupled with an acid injection device: proportional integral controller (PI), modified proportional integral derivative (MPID) , proportional integral derivative (PID). These control logic systems were efficient for adjusting water pH. Settling times of PID, PI and MPID controllers were 19.0, 20.0 and 68.5s, respectively. The Integral Time Absolute Error (ITAE) was 188.7 (PID), 239.4 (PI) and 3083.3 MPID, which shows that MPID controller had the highest instability for water pH control. Keywords: emitter clogging, instrumentation, automation, pH controller.

1 RESUMO O uso economico da agua garantira que politicas e praticas de irrigacao sejam sustentaveis, para que no futuro um terco da alimentacao mundial possa continuar a vir de 15% da superficie terrestre do planeta. Em algumas regioes do Brasil, existem inumeras propriedades rurais que nao possuem o fornecimento publico de energia eletrica. Nesses locais, para que a agricultura irrigada moderna e automatizada possa ser introduzida e necessaria a utilizacao de bombas e equipamentos que dispensam o emprego de energia eletrica. Diante deste cenario, idealizou-se um bombeamento da agua de irrigacao por um sistema de roda hidraulica associado a automacao da irrigacao por gotejamento a partir, apenas, de energia hidraulico-mecânica. Para isso utilizou-se o mesmo principio do sistema de acionamento automatico para aspersao em malha, desenvolvido por Grah (2011). O objetivo do presente trabalho foi demonstrar a viabilidade tecnica de uma alternativa para o bombeamento de agua para uma irrigacao automatizada sem uso de energia eletrica. O equipamento de automacao desenvolvido para aspersao em malha, tambem pode ser utilizado para sequenciar parcelas de irrigacao localizada. Os resultados revelaram que o sequenciador automatico e uma alternativa tecnica viavel, que pode ser aplicada em propriedades de pequeno e medio porte que nao possuem disponibilidade de energia eletrica. Palavras-Chave: baixo custo; inovacao tecnologica; roda d’agua. GRAH, V.F.; BOTREL, T.A.; PONCIANO, I.M.; DAMASCENO, A.P.A.B.; SALVADOR, C.A.; ALVES, D.G. ALTERNATIVE SOLUTION FOR PUMPING WATER AND AUTOMATION OF IRRIGATION SYSTEMS 2 ABSTRACT Parsimonious use of water will ensure irrigation policies and practices are sustainable, so that into the future one third of the world’s food can continue to come from just 15% of the earth’s land area. In some regions of Brazil, there are many farms that have no public supply of electricity. In these places, so that irrigated agriculture modern and automated can be introduced is necessary to use pumps and equipment that do not require the use of electricity. In this scenario, we envisioned the pumping of water of irrigation by a water wheel system associated with the automation of drip irrigation from, only hydraulic-mechanical power. For this we used the principle of automatic drive system for mesh sprinkler, developed by Grah (2011). The aim of this study was to demonstrate the technical feasibility of an alternative to pumping water for irrigation without the use of automated electricity. The automation equipment designed for mesh sprinkler can also be used to sequence portions of trickle irrigation. The results revealed that the automated sequencer is a viable alternative that can be applied to properties of small and medium businesses that do not have availability of electricity. Keywords: low cost; technological innovation; water wheel

O gerenciamento dos recursos hídricos visa solucionar problemas decorrentes do uso intensivo da água, visto o crescimento populacional e o desenvolvimento econômico e, dessa forma, garantir e preservar esse recurso para esta e para as futuras gerações, possibilitando a disponibilidade e qualidade adequada da água, além da preservação ambiental. A gestão adequada desse recurso é baseada no conhecimento acerca da disponibilidade hídrica dos cursos d\'água, e para tal são utilizadas informações provenientes de estações hidrométricas distribuídas ao longo do território. No Brasil, devido à grande extensão territorial, a disponibilidade de informações por muitas vezes não é suficiente para todas as regiões de interesse. Para suprir essa problemática, há uma técnica denominada regionalização hidrológica, sendo uma alternativa na obtenção de informações da rede hídrica, como vazão, em regiões com ausência de dados, ou com dados insuficientes. Salienta-se que essa técnica consiste na transferência de informações entre locais monitorados e não monitorados, desde que esses possuam similaridade hidrológica. No Brasil, não são todas as regiões que já possuem modelos de regionalização hidrológica definidos, afetando o correto gerenciamento por falta de informações. Como acontece no estado de Goiás e no Distrito Federal, duas importantes regiões no que tange à conservação dos recursos hídricos, dado que englobam três grandes bacias hidrográficas do território nacional. Isso posto, o objetivo geral desse trabalho consistiu em desenvolver uma proposta de regionalização hidrológica de vazões de referência para o estado de Goiás e para o Distrito Federal, baseada em regiões hidrologicamente homogêneas e na regressão multivariada. A partir das séries históricas disponibilizadas pela Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico e posterior preenchimento das falhas existentes, foram calculadas as vazões: Q90, Q95 e Q̄ e as áreas de drenagem utilizadas para cálculo da Q̄esp, referentes às estações fluviométricas que compuseram o estudo. Já com os dados das estações pluviométricas foram calculadas a precipitação anual média, de cada uma delas, por meio da interpolação espacial por krigagem ordinária, sendo comparada aos dados obtidos com o satélite TRMM. Posteriormente, calculou-se as características fisiográficas de cada bacia: declividade média da bacia, densidade de drenagem e comprimento do talvegue principal. Em posse desses dados, foram delimitadas as regiões hidrologicamente homogêneas utilizando a análise de cluster com algoritmo k-means, obtendo-se 7 regiões. Desenvolveu-se, então, os modelos de regionalização das vazões de interesse (Q90, Q95 e Q̄) para cada uma dessas regiões por regressão linear múltipla, em que a variável dependente foi a Q̄esp e as variáveis independentes foram: declividade média da bacia, densidade de drenagem e comprimento do talvegue principal. Por fim, os modelos de regionalização foram avaliados pelos índices de performance: coeficiente de determinação (R2), teste de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), percentual de viés (PBIAS), índice de concordância de Willmont (d), coeficiente de correlação (r) e índice de confiança (c). Os resultados obtidos comprovam que os modelos, de maneira geral, apresentaram um bom desempenho quanto aos índices de performance. Entretanto, quando analisado o índice PBIAS isoladamente, o modelo da região hidrologicamente homogênea 2 apresentou o pior desempenho, seguido pela região 6, que apresentou bom desempenho para os índices PBIAS, r, d e c. A região 6 apresentou valores apenas satisfatório dos índices R2 e NSE para Q90 e Q95 quando analisado os índices R2 e NSE. Graficamente, os modelos apresentaram boa correlação entre os dados regionalizados e calculados, representando uma importante ferramenta para auxiliar as agências de água do estado de Goiás e do Distrito Federal no processo de concessão de outorgas. The management of water resources aims to solve problems of intensive use of water, given population growth and economic development and, in this way, to guarantee and preserve resources for these and future generations, the availability and the personalized quality of water, in addition to environmental preservation. However, to ensure the proper management of these resources, it is necessary to know about the water availability of watercourses. For this purpose, monitoring information from hydrometric stations distributed throughout the territory is used. In Brazil, due to a large territorial extension the availability of information is often not sufficient for all regions of interest. Thus, to suppress this problem there is a technique called hydrological regionalization, being an alternative in hydrological information, such as leakage, in regions with data loss, or with insufficient data, since a technique is determined in the transfer information between the monitored and not monitored, as long as they have a hydrological similarity. In the country some regions already have regional hydrology models, but this is not a reality in all states, which end up being affected by the lack of hydrological information to carry out the correct management, or that occurs in the state of Goiás and the Distrito Federal, two important regions when it comes to respecting water resources, given that they encompass three large hydrographic basins in the national territory. This post, the aim of this work is to develop a proposal for hydrological regionalization of reference leaks for the state of Goiás and the Distrito Federal, homogeneous hydrographic regions and multivariate regression. From the historical series made available by the National Water and Basic Sanitation Agency and subsequent filling in of faults occurred calculated as flows: Q90, Q95 and Q̄, as drainage areas, used for Q̄esp calculation, with fluviometric stations used in the study. With the data for the pluviometric stations were calculated the annual average precipitation for each station using spatial interpolation by ordinary kriging and compared to the data obtained with the TRMM satellite. Subsequently, the physiographic characteristics of each basin were calculated: the mean slope of the basin, drainage density, and length of the principal river. In possession of these data, they were delimited as hydrologically homogeneous regions, using cluster analysis with k-means algorithms, totaling seven regions. Then, regionalization models were developed for each hydrologically homogeneous region by linear multiple regression, to determine Q90, Q95 and Q̄, in which a dependent variable was specified, and as independent variables were: the mean slope of the basin, drainage pressure and length of the principal river. Finally, the regionalization models were evaluated by performance indexes: determination coefficient (R2), Nash-Sutcliffe efficiency test (NSE), percent bias (PBIAS), Willmont agreement index (d), coefficient of determination (r) and confidence index (c). The models, in general, presented a good performance concerning these indices, being the model of the hydrologically homogeneous region 2 the one of worst performance, when analyzed the PBIAS index alone, followed by the region 6, which presented a good performance for the PBIAS indices, r, d, and c, but only satisfactory for Q90 and Q95 when analyzing the R2 and NSE indices. The other regions performed well for all indexes. Graphically, the models presented a good correlation between the regionalized and calculated data, since the regionalized values were very close to the real ones, representing an important tool to assist water agencies in the state of Goiás and the Distrito Federal in the granting process.

A gestão mais eficiente dos recursos hídricos é associada à preservação dos serviços hidrológicos. Em linha com a preservação de serviços hidrológicos estão os projetos de pagamento por serviços ambientais (PSA). No Brasil, a principal referência das iniciativas de PSA é o Projeto Conservador das Águas (PCA). O PCA tem como um dos objetivos promover a restauração de nascentes no município de Extrema, situado no extremo sul de Minas Gerais, região em que estão localizadas as principais nascentes da Bacia do PCJ, responsável pelo abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo. Neste contexto, o objetivo do estudo foi avaliar numericamente os efeitos da mudança do uso do solo nos serviços hidrológicos de disponibilidade hídrica e proteção do Ribeirão das Posses, em Extrema-MG. Os cálculos dos indicadores hidrológicos de disponibilidade hídrica, rendimento hídrico (RH) e índice e escoamento de base (BFI); e proteção, coeficiente de escoamento direto (Ca) e flashiness (F); foram realizados, por intermédio da série histórica de dados fluviométricos e pluviométricos, referentes ao período de 2009 a 2015. A aquisição dos dados fluviométricos e pluviométricos foi realizada por meio da plataforma Hidroweb da ANA. O preenchimento de falhas nos dados hidrológicos de vazão foi realizado por intermédio de regressões lineares com os dados diários de precipitação. O método utilizado na separação do escoamento de base foi o filtro digital recursivo, desenvolvido por Lyne e Hollick (1979). Assim, os dados foram integrados ao longo do tempo, para a obtenção de seus respectivos valores anuais, e sazonais (período seco e chuvoso), e então cálculo dos indicadores. Por fim, por intermédio dos testes de Mann Kendall e Pettit foram verificadas possíveis mudanças de tendência nas séries de dados dos indicadores hidrológicos e dados de precipitação. A mudança do uso do solo foi comprovada por meio da análise de dados adquiridos na plataforma MAPBIOMAS. O aumento das categorias de cobertura do solo denominadas \"Vegetação\" (coberturas arbóreas da região, incluindo floresta), e \"Floresta\", foram de 6,3% e 1,8% respectivamente. Para a verificação dos efeitos da cobertura do solo sobre os serviços hidrológicos, em diferentes condições climáticas, foram realizadas regressões simples entre os valores das categorias de cobertura do solo \"Vegetação\", e \"Floresta\", e as respostas observadas dos indicadores hidrológicos, para os períodos anual e sazonal. Não foram identificadas mudanças significativas de tendência da série de dados de precipitação, BFI, Ca e F. Foram observadas mudanças de tendência negativas, nas séries de dados de RH, confirmadas pelos testes de Mann Kendall e Pettit, para o período sazonal chuvoso. Tomando em conta os efeitos das variações nos valores precipitação na série histórica de dados avaliada pode-se concluir que a mudança do uso do solo, provocada pelas ações do PCA, está contribuindo para a redução dos valores de RH, um potencial aumento dos valores de BFI, indicando maior estabilidade da vazão do período de estiagem. Além da redução dos valores de Ca e F, auxiliando a prevenção de possíveis danos ambientais relacionados aos recursos hídricos na região. The most efficient water resources management is related with the hydrological services preservation. In line with the preservation of hydrological services are the payments for environmental services (PES) projects. In Brazil the main reference of PES initiatives is the \"Projeto Conservador das Águas\" (PCA). The objective of the PCA is to promote the forest restoration in the municipality of Extrema, located in the south of Minas Gerais, region where the main springs of PCJ watersheed, responsible for supplying the São Paulo Metropolitan Region, are located. The objective of this study was to evaluate the effects of land use change on hydrological services of water supply and flood protection of Ribeirão das Posses, in Extrema, MG. Calculations of hydrological indicators of water availability, Water yield (RH) and Base index and flow (BFI); and protection, direct flow coefficient (Ca) and flashiness (F); were performed through the historical series of flow and rainfall data from 2009 to 2015. The acquisition of fluviometric and rainfall data from the region was carried out through the ANA Hidroweb platform. Gap fills in the hydrological flow data was performed by linear regressions with the daily precipitation data. The method used to separate the base flow was the recursive digital filter, developed by Lyne and Hollick (1979). Thus, the data were integrated over time, to obtain their respective annual and seasonal values (dry and wet season), and then the indicators calculation. Finally, through Mann Kendall and Pettit tests, were verified possible trend changes in the hydrological indicators and rainfall data series. Land use change has been proven by analyzing data acquired on the MAPBIOMAS platform. The variations in the land cover categories called \"Vegetation\" (regional tree cover including forest) and \"Forest\" were 6.3% and 1.8% respectively. To verify the effects of land cover on hydrological services under different climatic conditions, simple regressions were performed between the values of the land cover categories; \"Vegetation\" and \"Forest\" and the responses of the hydrological indicators for annual and seasonal periods. No trend changes were identified from the rainfall, BFI, Ca and F data series. Negative trend changes were observed in the RH data series confirmed by the Mann Kendall and Pettit tests for the wet period. Taking into account the effects of rainfall variations values in the historical data series, it can be concluded that the land use change, caused by the PCA actions, is contributing to the reduction of RH values, a potential increase in BFI values, that indicate a greater stability of drought flow rates, and reduction of Ca and F values, which helps to prevent possible environmental damage related to water resources in the region.

Nos projetos de irrigação deseja-se que a água seja aplicada de maneira uniforme. Em áreas com topografia irregular, muitas vezes é necessário utilizar emissores regulados para se atingir tal objetivo. Porém, esses emissores apresentam custo maior de aquisição. Como alternativa, pode-se utilizar os microtubos, sendo esses tubos de polietileno com diâmetro interno pequeno, normalmente variando entre 0,5 a 1,5 mm. Os microtubos permitem variar seu comprimento a fim de se compensar variações de pressão ao longo da linha lateral. Assim, teoricamente, pode-se obter 100% de uniformidade na vazão dos emissores. Para isso é necessário a realização de um projeto criterioso, levando em consideração os parâmetros construtivos e de operação desse emissor. Contudo, não se tem uma equação genérica para o regime laminar de escoamento que atenda a gama de diâmetros encontrados e que levem em consideração todas as variáveis intervenientes, sendo muitas vezes aplicado interpolações para se obter os coeficientes de ajustes da equação. Assim, o objetivo deste trabalho foi utilizar análise dimensional para se obter uma equação genérica a fim de se facilitar o dimensionamento de sistemas de irrigação com esse tipo de emissor, operando no regime laminar de escoamento. O experimento consistiu em obter a relação vazão versus carga de pressão versus comprimento para uma série de microtubos, sendo testados três diâmetros internos (0,796, 0,869 e 1,108 mm), nove comprimentos (0,3 a 1,5 m) e dez cargas de pressão (0,5 a 9,5 m.c.a.). Para dedução da equação com análise dimensional, usou-se pressão, diâmetro interno, comprimento do microtubo, velocidade de escoamento, viscosidade dinâmica e massa específica como variáveis. A equação obtida teve desempenho melhor que as demais equações testadas, apresentando erros relativos de 3,50, 3,25 e 4,65% na estimativa da carga de pressão, vazão e comprimento do microtubo, respectivamente. In irrigation projects it is desired that water be applied evenly. In areas with irregular topography, it is often necessary to use regulated emitters to achieve this goal. However, these issuers have a higher acquisition cost. Alternatively, the microtubes may be used, these polyethylene tubes having small internal diameter, usually ranging from 0.5 to 1.5 mm. The microtubes allow their length to be varied in order to compensate for pressure variations along the lateral line. Thus, theoretically, one can obtain 100% uniformity in the flow of the emitters. For this it is necessary to carry out a criterious project, taking into consideration the construction and operating parameters of this emitter. However, there is no general equation for the laminar flow regime that meets the range of diameters found and that considers all intervening variables, and interpolations are often applied to obtain the coefficients of adjustment of the equation. Thus, the objective of this work was to use dimensional analysis to obtain a generic equation in order to facilitate the design of irrigation systems with this type of emitter, operating in the laminar flow regime. The experiment consisted in obtaining the flow versus pressure versus length ratio for a series of microtubes, three internal diameters (0.796, 0.869 and 1.108 mm), nine lengths (0.3 to 1.5 m) and ten loads of pressure (0.5 to 9.5 mca). For the deduction of the equation with dimensional analysis, pressure, internal diameter, microtube length, flow velocity, dynamic viscosity and specific mass were used as variables. The obtained equation had better performance than the other equations tested, presenting relative errors of 3.50, 3.25 and 4.65% in the estimation of pressure load, flow rate and length of the microtube, respectively.

A obstrução de emissores tem sido considerada como um dos principais problemas do sistema de irrigação por gotejamento, sendo a obstrução de origem física a forma mais comum de ocorrência. A obstrução pode causar aos sistemas de irrigação por gotejamento redução da uniformidade de distribuição de água e da vida útil do sistema, tornando-se necessário uma metodologia para avaliar os efeitos causados pela obstrução sobre os sistemas de irrigação. Salienta-se que não há atualmente uma norma técnica em vigor que estabeleça os requisitos para avaliar a sensibilidade de emissores à obstrução causada por partículas sólidas. Contudo, um procedimento de ensaio elaborado pela equipe do laboratório francês Laboratoire d\'Études et Recherches sur les Matériels d\'Irrigation/Institut national de recherche en sciences et technologies pour l\'environnement et l\'agriculture (LERMI/IRSTEA) tem sido utilizado para a avaliação de produtos comerciais há aproximadamente 40 anos. Considerado apropriado pelo laboratório e por empresas, esse procedimento tem sido indicado para elaboração de uma norma técnica subsequente à realização de estudos para avaliação metodológica. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo para avaliar o protocolo de ensaios utilizado pelo LERMI/IRSTEA, a fim de contribuir com a validação da metodologia e colaborar com resultados científicos que amparem um procedimento normatizado de ensaio. Para avaliar a metodologia foram realizados três ensaios, considerados como repetições, utilizando quatro modelos de tubos gotejadores (Drip-Tech 1,2 e 1,6 L h-1 e Taldrip 0,6 e 1,7 L h-1). Na realização dos experimentos foi utilizado material de obstrução originado de solo natural, preparado por meio de destruição da matéria orgânica, dispersão da argila e peneiramento do solo. O ensaio foi divido em quatro fases, com diferentes concentrações e faixas granulométricas do material de obstrução. As concentrações utilizadas em cada fase foram: 125, 250, 375 e 500 mg L-1. As faixas granulométricas adicionadas foram: < 75, 75-125, 125-212, 212-500 μm para as fases um, dois, três e quatro, respectivamente, sendo que o material de obstrução permaneceu em reservatório com agitação constante a fim de manter as partículas em suspensão. Os resultados demonstraram que os modelos de gotejadores Drip-Tech 1,2 e 1,6 L h-1 obstruíram na quarta fase de ensaio. O modelo Taldrip 0,6 L h-1 mostrou-se muito sensível à obstrução logo na primeira fase de ensaio apresentando obstrução de emissores no primeiro dia. O modelo Taldrip 1,7 L h-1 não obstruiu em nenhuma das fases sendo considerado um emissor resistente à obstrução para as condições experimentais avaliadas. Embora a obstrução dos modelos de gotejadores avaliados tenha ocorrido sempre em uma determinada fase, a variabilidade dos resultados de grau de obstrução entre repetições foi elevada. A principal hipótese que justifica esse resultado é que fatores não controlados exerceram influência significativa nos processos de obstrução durante os experimentos. Considera-se que o procedimento de ensaio deve ser aprimorado por meio da identificação e controle de outros fatores relevantes para o processo de obstrução (como pH, concentração de partículas, cloração da água), a fim de que os resultados sejam mais precisos e o procedimento de ensaios torne-se mais representativo. Clogging of emitters has been considered a major problem in drip irrigation systems and solid particles are reported as the most common source of such problems. Clogging of emitters may decrease water distribution uniformity and system lifespan, which become needed a methodology to assess the effects of clogging of drippers on irrigations systems. There is not standard available that states requirements to assess the sensitivity of emitters to clogging caused by solid particles. However, a clogging test procedure developed by the French laboratory Laboratoire d\'Études et Recherches sur les Matériels d\'Irrigation/Institut national de recherche en sciences et technologies pour l\'environnement et l\'agriculture LERMI/IRSTEA about 40 years ago has been employed to evaluate drippers. According to the laboratory and their customers, that is an appropriate testing procedure which represents field conditions, and has been indicate like standard, after studies to assess of methodology. The purpose of this research was to evaluate the clogging test procedure used by LERMI/IRSTEA in order to contribute for the methodology validation and to present scientific results that support development of a standardized clogging test protocol. Experiments were organized in three repetitions, in which four models of drippers were tested (Drip-Tech 1.2 e 1.6 L h-1 e Taldrip 0.6 e 1.7 L h-1). The solid particles compound employed during clogging tests was prepared from samples of natural soil that were submitted to a preparation procedure consisting of destruction of organic matter, clay dispersion, and sieving. The clogging test procedure is divided into four stages. The following concentrations of particles were tested: 125, 250, 375 and 500 mg L-1. The ranges of particle sizes tested were

O Brasil é o maior exportador mundial de carne e possui o maior rebanho comercial de bovinos do mundo. As pastagens, por apresentarem baixo custo de produção em relação aos alimentos concentrados, constituem-se na base da alimentação do rebanho bovino brasileiro. Com isso, grande parte da carne e do leite produzidos no país provêm de rebanhos mantidos a pasto. Dentre as espécies forrageiras destacam-se as cultivares de Panicum maximum por apresentarem elevada produtividade, qualidade e valor nutritivo, embora sejam exigentes em água, radiação solar e nutrientes. São escassas as informações na literatura sobre o manejo da irrigação para as espécies forrageiras. Objetivou-se neste trabalho avaliar a influência do manejo da irrigação nas trocas gasosas, na altura, na produção de fitomassa fresca e seca da parte aérea, e na área foliar do capim-mombaça. Adotou-se o delineamento de blocos aleatorizados em um experimento com dois solos de texturas distintas: Latossolo Vermelho Amarelo distrófico (série \"Sertãozinho\") franco-arenoso e Nitossolo Vermelho (série \"Luiz de Queiroz\") franco-argiloso. Aplicaram-se quatro níveis de depleção da capacidade de água disponível do solo (15, 30, 45 e 60% da CAD) com quatro repetições. A pesquisa foi realizada em casa de vegetação na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" - ESALQ/USP, no município de Piracicaba-SP. A umidade dos solos foi controlada por meio de pesagens diárias dos vasos; foram realizados três cortes da parte aérea do capim. Determinaram-se a produtividade da água, as lâminas de irrigação aplicadas, os turnos de rega médios e a sensibilidade do capim-mombaça ao déficit hídrico. A taxa líquida de assimilação de CO2, a altura das plantas e a fitomassa fresca e seca foram afetadas pela condição hídrica do solo; a produtividade da água foi maior conforme o incremento do nível de água no Nitossolo; o capim foi sensível ao déficit hídrico, apresentando produção superior de massa seca quando cultivado sob o nível de 30% de depleção de água para ambos os solos. Brazil is the world\'s largest meat exporter and has the largest commercial cattle herd in the world. Pastures, because they have low production costs in relation to food concentrates, constitute the staple diet of the Brazilian cattle herd. Thus, much of the meat and milk produced in the country comes from cattle kept at pasture. Among the forage species, there are the cultivars of Panicum maximum for presenting high productivity, quality and nutritional value, although they are demanding in water, light and nutrients. The information in the literature on irrigation management for forage species is scarce. The aim of this study was to evaluate the influence of irrigation management in gas exchange, in the yield of fresh and dry weight of canopy, and leaf area of mombaca grass; and to determine the productivity of water, irrigation depths applied, the average irrigation frequency and sensitivity of mombaca grass to water deficit. The research was carried at \"Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz\" - ESALQ/USP in greenhouse at Piracicaba-SP city. The experiement was set up in randomized blocks consisted by four levels of depletion of soil water availability (15, 30, 45 and 60%) applied to two soils - a Sandy loam Distrofic Yellow Red Latosol and a Clay loam Red Nitosol with four replications. Soil moisture was controlled by the weight of the experimental plots and the grass was cropped three times. The photosynthesis rate, the height and the weight of fresh and dry canopy of the plants was affected by soil moisture; water productivity increases as soil moisture was increased in Nitosol. Mombaca grass has shown sensible to drought and about thirty per cent of soil water depletion proportioned the better yield response for both soils.