WO2013138880A1 - "sistemas de irrigações em cafeicultura" - Google Patents
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- WO2013138880A1 WO2013138880A1 PCT/BR2012/000079 BR2012000079W WO2013138880A1 WO 2013138880 A1 WO2013138880 A1 WO 2013138880A1 BR 2012000079 W BR2012000079 W BR 2012000079W WO 2013138880 A1 WO2013138880 A1 WO 2013138880A1
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- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
- A01G25/02—Watering arrangements located above the soil which make use of perforated pipe-lines or pipe-lines with dispensing fittings, e.g. for drip irrigation
Definitions
- irrigation Of the technologies used for food production the most known and important is irrigation.
- the objective of irrigation is to supply water to the plants in the necessary quantity and at the appropriate time, to obtain adequate production levels and better product quality.
- An adequate irrigation system should be able to provide the producer with the possibility of making use of the water resource with maximum efficiency, increasing crop productivity, reducing production costs and thus maximizing the return on investments.
- Irrigation in agriculture is an important factor in crop yield. By controlling irrigation, more optimized growing conditions can be created and maintained, thereby increasing crop yield on a given amount of land. Irrigation is achieved at a price, requiring irrigation equipment and water to supply irrigation equipment. In some parts of the world available water is scarce, so it is advantageous to use available water resources in the most conservative and cost-effective way possible. Irrigation of soils that do not directly support plant growth is a waste of water. Other forms of loss include evaporation, which varies depending on climate, temperature and relative humidity. In arid regions, these losses are substantial! leading to increased irrigation costs.
- the amount of coincident moisture, such as dew and rain, that occurs naturally is sufficient for proper plant growth.
- Drip irrigation is a relatively new technology that can save water, energy and increase profits.
- drip irrigation can help solve three of the most important problems in irrigated coffee planting - water scarcity, increased pumping (energy) costs and falling farm profits.
- Drip irrigation is defined as a frequent, slow and accurate application of water through line or point emitters over the below surface of the at a small operating pressure (20 - 200 kPa) and at a low discharge rate (0.6 to 20 LPH), resulting in partial wetting of the soil surface.
- surface drip irrigation The application of water to the soil surface as drops or small flow through emitters placed at a predetermined distance along the side of the drip is called surface drip irrigation (Fig. 14). It can be of two types - online or integral surface drip system. The full drip line is recommended for sugar cane.
- Underground Drip (SDI): The application of water below the surface through emitters mounted on the inner wall of the (1.0 - 3.0 LPH) discharge ratio drip line generally has the same range as full surface drip irrigation. This water application method is different and not to be confused with the method where the root area is irrigated by water table control, referred to herein as sub-irrigation.
- the integral drip line (thin or thick wall) is installed at a predetermined depth in the soil depending on soil type and crop needs. There are two main types of SDI - "mono cultivation” and "multicultural".
- Effective drip technology requires more intensive application of crop, soil, climate, engineering, and economic factors than flood irrigation typically does. New management perspectives and skills are required for planting configuration, land preparation, drip design characteristics, irrigation scheduling, fertigation, operation & system maintenance.
- the filtration system is the assembly of independently controlled physical components used to remove suspended solids from irrigation water. Irrigation water filtration is vital for drip irrigation schemes to prevent blocking of emitters as the internal passages of the emitters are very small.
- filter depends mainly on the type of impurities found in the water and the level of filtration required by the emitter. Filtration system design recommendations should include location, size, specification of available suspended material sizes, filter types, and maintenance requirements. • Location: A primary filter should be placed after the pump and fertigation unit to remove fine and large particles from the stream. Secondary filters can be used from the primary filter to remove any particles that may pass through the primary filter during normal or cleaning operations. When secondary filters are used, the size of the openings is usually larger than the primary filter to minimize the attention required.
- the filter flow openings should be small enough to prevent unwanted particles from entering the system.
- the size of the filter should be based on the diameter of the emitter opening or the type and size of contaminants to be filtered.
- the filter capacity must be large enough to allow a nominal flow without frequent cleaning. Filters that are manually cleaned should require more than daily maintenance. Sizes should be the most economical with the lowest friction losses ranging from 0.3 to 0.5 bars.
- Types Filtering should be done using different types of filters; screen (for inorganic impurities and water of moderate quality or following primary filtration with sand and disc filters) disc (for removal of impurities of organic and inorganic origin, algae included), hydrocyclones (for separation of sand or silt from water well or river filters) and sand or medium filters (for open wells, open reservoirs, streams, etc.).
- screen for inorganic impurities and water of moderate quality or following primary filtration with sand and disc filters
- disc for removal of impurities of organic and inorganic origin, algae included
- hydrocyclones for separation of sand or silt from water well or river filters
- sand or medium filters for open wells, open reservoirs, streams, etc.
- drip irrigation systems In most drip irrigation systems it is driven from the easel assembly to a secondary line to which the drip lines are connected. Although there are several types of dripperlines that are used, they are all designed to distribute water evenly over the entire design area of a given field block. A variation in the discharge rate of the dripperline emitters that is acceptable is on the order of 8-10%.
- Drip lines vary in sender design, quality, discharge uniformity, and cost. From the outside, most integral drip lines look alike. Even so, there are differences between products, particularly emitters. Consistency and superior performance of an integral drip line depend on the quality of its emitter. Several years of experience have shown that the following factors must be considered when selecting the line of drippers that should be on the surface or buried throughout a complete crop life cycle.
- Drip lines come in a wide range of wall thickness. Construction and thickness of the drip line should be sufficient to reduce the risk of the pipe being bent or caught by traffic in the field such as mechanical loaders, farm machinery, etc.
- Nominal diameters are 16 mm and 22 mm. A larger diameter will allow water to be supplied to a larger length of dripperline before pressure drops below design requirements. This results in cost savings of secondary lines.
- Self-propelled sprinkler irrigation system The mobile or self-propelled sprinkler irrigation system is powered by hydraulic energy, consisting of a hydraulic cannon (cannon sprinkler), mounted under a platform, which moves on the ground simultaneously irrigating. It requires a propulsion engine, a cannon-type sprinkler, a high-pressure hose (up to 500m), a wire rope or a coiled spool (depending on the type of movement) and a platform for installation. Normally the sprinkler's angle of rotation is 330 °, to keep the moving range of the car or sprinkler dry as will be shown later.
- Self-Propelled Wire Rope System The equipment moves by retracting a wire rope.
- the water that is pumped for irrigation turns a turbine, which drives a gear system, promoting the displacement of the platform (trolley with sprinkler) and its withdrawal by the anchored steel cable.
- It is mainly used for irrigation of pastures, sugar cane, orchards and coffee plantations.
- Experiences regarding the use of this equipment worldwide indicate that its feasibility is for irrigation of regions with less severe water deficit, where irrigation is important but not necessary for a long period of the year.
- the main advantage of the system is that it allows irrigate multiple areas with just one piece of equipment.
- Self-Propelled Reel Winder System is a mechanized system that irrigates areas of different shapes and slopes, with low labor requirements.
- the equipment consists of a suction pipe, a pump set, a main line, a winding spool and an irrigation carriage, containing a cannon-type sprinkler or a sprinkler bar.
- the spool reel is formed by the drive assembly and reel with polyethylene hose, mounted on chassis with two to six wheels and coupling to the tractor drawbar.
- the drive assembly consists of a hydraulic turbine and a speed reduction box, which winds the hose to the spool with the irrigation carriage at the other end of the hose, and irrigation of the strip occurs as the hose is coiled.
- the sprinkler mounted on two wheels in the irrigation car, travels at a predetermined constant speed on various models via a computerized electronic panel, irrigating up to a width of up to 1,115 meters for up to 650 meters at a time. m in length. After irrigating a particular strip, the set is easily moved to irrigate adjacent strips.
- the self-propelled winding reel advantageously replaces the old self-propelled systems, where the entire drive assembly moved along with the sprinkler along the irrigated track by dragging a flexible hose.
- Advantages include improved irrigation carriage speed control and smaller cannon droplet size today.
- Irrigation bar can replace cannon-type sprinkler in sloping areas with the advantage of better uniformity of water distribution and smaller droplets.
- the boom which can be longer than 50 m, is equipped with sprinkler sprinklers operating at working pressure between 1 and 3 kgf cm2, which reduces energy consumption.
- the bar is mounted on a four-wheeled carriage, which allows the height of the bar to be adjusted and uses the same reel-reel system.
- Central pivot sprinkler irrigation system is characterized by circular movement, self-propelled to hydraulic or electric power.
- the equipment consists of a side line of 200 to 800 m long suspended by a structure formed by towers with wheels, triangles and trusses, in addition to the pumping station and emitters (sprinklers).
- the distance between towers ranges from 24 to 76 m, the most common being 30, 38, 52 and 54 m.
- Each tower has its own propulsion system, but there is a central one to control the speed and alignment of the pivot, with reference to the last tower.
- the propulsion system of each tower is electric, with 0.5 to 1.5 hp motors, which allow better control of the speed of the towers.
- linear irrigation system also known as mobile lateral or even, as some incorrectly call it, linear pivot
- linear pivot can be defined as a sprinkler irrigation system.
- this technology is responsible for irrigating approximately 600,000 hectares of grain crops, fodder, vegetables, sugar cane, coffee and fruit worldwide.
- the control car is the main component that differentiates the linear ones from the other sprinkler automated irrigation systems. It may be located in the center of the equipment and irradiate from it, perpendicularly, piping areas to simultaneously irrigate both sides, or may be located on the side of the irrigated area, if only one side irrigating. In both situations the displacement occurs along the area along with the whole system.
- the cart consists of a control tower, formed by transverse beams where wheels with reducers connected by drive shaft are coupled to small gearmotors that transmit sufficient torque to rotate them around the ground and propel the structure.
- the control panel In it is located the control panel, where the main operating parameters are controlled.
- It may contain, in the case of channel feed, floating suction, motor, pump and generator, these three when coupled in a single set is called a 3x1 set.
- hose feeding the operation is done by a water supply cap in place of the floating suction and motor coupled to a generator called a generator set.
- a generator set In both, there is a fuel tank, a connection pipe between the water inlet and its outlet to supply the pipes of the aerial part of the system and subsequent sprinkling in the crop.
- linear systems can be divided into linear system, universal linear system and two wheel linear system.
- the universal linear system is built through a structure based on the center tower of a pivot. Assuming that components of the structure of this central tower are also used in this system, the difference is that in the universal, the whole tower is placed on two beams with four tires and transmission units.
- the two-wheel linears are hose-fed.
- the technological solution allows the common beam base beam itself to be transformed to receive a generator set, alignment system, panel, hose coupling, cap and piping, which will feed all the remaining water. of the system.
- a second water intake can be coupled at the end of the last flight of the system and with the help of a tractor, can be towed to an adjacent lane and restart operation.
- irrigation In sprinkler irrigation the application of water to the soil results from the fragmentation of a jet of water released under pressure into the atmospheric air through simple sprinkler nozzles or nozzles.
- irrigation systems In general, irrigation systems have advantages and limitations that should be analyzed when selecting the system to be used.
- Irrigation is a millenary technique that blends with the development and economic prosperity of the people, as many ancient civilizations developed in arid regions where production was only possible thanks to the form of water. History shows that irrigation has always been a factor of wealth, prosperity and hence safety.
- the present invention is directed to a "CAFFICULTURE IRRIGATION SYSTEM” which consists of an irrigation where water is applied punctually through drops directly to the soil. These drops, upon infiltration, form a moistening pattern called a "wet bulb”. These bulbs may or may not meet with irrigation continuity and form a wet strip, and another objective is to provide cannon irrigation, the range of which can reach various positions up to 100/200/300 or more meters away.
- an irrigation system comprising an irrigation hose made of synthetic resin, which may have one or two hoses forming elongate irrigation lines, each line comprising a separate waterway adapted for individual communication or with a water supply source, and a succession of spaced irrigation holes, each dripper associated hole, which determines various types of flow.
- the emitters used in the irrigation hose of the present invention may be of any suitable design, for example they may be drip irrigation emitters or mini sprinklers. Drip emitters are mounted within the irrigation lines so that their irrigation points are concentric to the holes. May when the line is formed by one, two more hoses.
- the lines of each hose have different diameters, and the drippers can be of the most varied shapes and models, and also have an internal lab able to stabilize the pressure of the hoses. Homogenizing the amount of water.
- the arrangement of the emitter irrigation outlet holes can be obtained in different ways.
- An example according to the present invention is forming irrigation lines with holes in the two aligned hoses, so that when one side is irrigating the other side of the plant does not receive water allowing the soil to dry out, and can also be mounted on pivot air spreaders. central or linear.
- hoses (1) forming irrigation lines (2) that form water passages (3) and (4) can have any diameter, which may act in isolation or communicating, which are connected to a water supply whose valve is capable of providing water supply at predetermined time intervals, each of the irrigation lines (2) having equidistantly arranged outlet holes (5) which receive mounting of internal irrigation emitters.
- Figure 1 shows the plantation with a central irrigation line.
- Figure 2 shows the plantation with two central irrigation lines.
- Figure 3 shows a view of the irrigation hose.
- Figure 4 shows aerial irrigation
- Figure 5 shows cannon irrigation
- drip irrigation comprises the application of small amounts of water directly in the root of the coffee plant, through point source or drip line.
- dripper can also be aerial, supported by support or tied to the plant itself, or an irrigation through an aerial pivot that can be central (round) or linear (horizontal) with spacing can be 0.30 x 0.30, 0.40 x 0.40, 0.50 x 0.50 up to 8m x 8m and up to 1.5 meters from the surface (depth).
- the system allows higher yields, as it irrigates a part of the soil where the roots of the plant are located very precisely, constantly and without expelling all air from this soil.
- roots always have readily available water, nutrients (fertigation) and oxygen as they breathe to carry out their metabolic and growth processes.
- fertigation nutrients
- oxygen oxygen
- drip crops have higher root activity (root), deep roots, and therefore greater productivity and ability to be manipulated more easily, as these root in the wetland are the perfect target for hormone treatments, systemic pesticide application or induction. water stress (water deficit).
- the main characteristic of drip irrigation reflects the efficiency gains of the previous characteristics, since a localized application of water, stimulating a dense and active root structure and a high irrigation uniformity imply a great efficiency gain in chemigation, which is the application of chemicals in irrigation systems.
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Abstract
"SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" caracterizado por um sistema de irrigação em cultuira de café que compreende uma mangueira de irrigação feita de resina sintética, podendo ter uma, duas ou mais mangueiras que formam linhas de irrigação alongadas, cada linha compreendendo uma passagem de água separada adaptada para comunicação individual ou coletiva com uma fonte de abastecimento de água, e uma sucessão de furos espaçados de irrigação, cada furo associado com um emissor de irrigação.
Description
"SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA".
Refere-se o presente pedido de patente de invenção a "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA", que foi desenvolvido com a finalidade de proporcionar uma irrigação no cafeeiro através de uma técnica que aumenta a produtividade e assegura a qualidade do café, principalmente em períodos sem chuva quando o grão do café cultivado de forma tradicional tende a diminuir e a produtividade cair, com o sistema de irrigação por gotejamento é eliminado este problema e não corre também o risco de perder a florada.
Das tecnologias utilizadas para a produção de alimentos a mais conhecida e importante é a irrigação. O objetivo da irrigação é suprir de água as plantas na quantidade necessária e no momento apropriado, para obter níveis adequados de produção e melhor qualidade do produto. Um adequado sistema de irrigação deverá ser capaz de propiciar ao produtor a possibilidade de fazer uso do recurso água com a máxima eficiência, aumentando a produtividade das culturas, reduzindo os custos de produção e, consequentemente, maximizando o retorno dos investimentos.
A irrigação na agricultura é um importante fator na produtividade de uma colheita. Ao controlar a irrigação, condições de crescimento mais otimizadas podem ser criadas e mantidas, deste modo aumentando a produção da colheita em uma dada quantidade de terra. A irrigação é alcançada a um preço, requerendo equipamentos de irrigação e água para suprir o equipamento de irrigação. Em algumas partes do mundo a água disponível é pouca, então é vantajoso utilizar recursos de água disponíveis da melhor maneira conservadora e de custo-benefício possível.
A irrigação de solos que não suportam diretamente o crescimento das plantas é um desperdício de água. Outras formas de perda incluem a evaporação, a qual varia dependendo do clima, temperatura e umidade relativa. Em regiões áridas, essas perdas são substanciais, ! causando a elevação dos custos de irrigação.
Além disso, em muitas regiões do mundo, a quantidade de umidade coincidente, como o orvalho e a chuva, que ocorre naturalmente é suficiente para o crescimento das plantas se propriamente direcionada.
Existe, portanto, a necessidade de um sistema de irrigação que I forneça água substancialmente apenas para as plantas da colheita no campo, enquanto reduza a quantidade de água perdida pela evaporação. Sendo um benefício do sistema de irrigação se coletasse e direcionasse a umidade coincidente.
Diversos métodos podem ser utilizados para aplicar água às í plantas, devendo sofrer adaptações para atender às diferentes situações que podem ocorrer na prática. O certo é que não existe um método ideal. Cada situação em particular deve ser estudada, sugerindo-se soluções em que as vantagens inerentes possam compensar as limitações naturais dos métodos de irrigação.
i Portanto, a escolha adequada e criteriosa do método e sistema de aplicação de água é importante para o sucesso do empreendimento com agricultura irrigada, e nessa escolha, todos os fatores devem ser considerados.
Existem basicamente quatro métodos de aplicação de água às plantas, dos quais derivam os principais sistemas de irrigação: aquele que utiliza a superfície do solo para promover o escoamento e a infiltração da água; o que utiliza de aspersores para aplicar água à área total em forma de
chuva; o que localiza a aplicação de água a áreas de interesse e o que utiliza o perfil do solo para a ascensão capilar da água até a zona das raízes.
Irrigação por gotejamento é relativamente uma tecnologia nova que pode economizar água, energia e aumentar os lucros. Assim, a irrigação por gotejamento pode ajudar a resolver três dos problemas mais importantes no plantio de café irrigado - escassez de água, aumento dos custos de bombeamento (energia) e queda dos lucros da fazenda.
Irrigação por gotejamento é definida como uma aplicação frequente, lenta e precisa de água através de emissores de linha ou ponto sobre o abaixo da superfície do em uma pressão de operação pequena (20 - 200 kPa) e a uma proporção de descarga baixa (0.6 para 20 LPH), resultando em umedecimento parcial da superfície do solo.
Na literatura, "localizado" é usado de forma cambiável com "gotejamento". As versões mais populares de gotejamento usadas em cana de açúcar são o gotejamento de superfície e subterrâneo.
Gotejamento por Superfície: A aplicação da água na superfície do solo como gotas ou fluxo pequeno através de emissores colocados em uma distância predeterminada ao longo da lateral do gotejamento é chamada de irrigação por gotejamento da superfície (Fig. 14). Pode ser de dois tipos - sistema de gotejamento de superfície on-line ou integral. A linha de gotejamento integral é recomendada para cana de açúcar.
Gotejamento Subterrâneo (SDI): A aplicação de água abaixo da superfície através de emissores montados na parede interna da linha de gotejamento com proporção de descarga de (1.0 - 3.0 LPH) geralmente tem o mesmo alcance como irrigação por gotejamento da superfície integral. Esse método de aplicação de água é diferente e não deve ser confundido
com o método onde a área da raiz é irrigada por controle de tabela de água, aqui referido como sub-irrigação. A linha de gotejamento integral (parede fina ou grossa) é instalada em uma profundidade predeterminada no solo dependendo do tipo de solo e necessidades do cultivo. Existem dois tipos principais de SDI - "mono cultivo" e "multicultivo".
A adoção do sistema de irrigação por gotejamento (superfície ou subterrânea) é tecnicamente fácil, economicamente viável e beneficiai de várias formas:
- Uniformidade de aplicação de água maio;r
- Diminuição dos custos de energia por causa da redução do tempo de bombeamento para irrigar uma área dada;
-Economia de água de 45 a 50% contribuindo para um uso mais eficiente de água;
- Economia em fertilizante (25 a 30%) por causa da fertirrigação e consequentemente eficiência do uso aperfeiçoado do fertilizante. Ex: eficiência agronómica, fisiológica e fração de recoberta aparente;
- Crescimento menor de erva daninha e economia em trabalho por causa de menor controle de erva daninha, fertirrigação e operações de proteção da planta,
- Menor incidência de pestes e doenças por causa de limpeza de campo melhor;
- Relações ideais de solo, água e ar contribuem para uma brotação melhor, emergência de campo uniforme e manutenção ideal da população de planta;
- Colheita mais cedo;
- Programação de irrigação dia/noite é possível;
- Facilita o cultivo em solos marginais por causa de irrigações frequentes e fertirrigação;
- Irrigação de alta frequência, micro-lixiviação e potencial alto da água do solo permitem o uso de água salgada para irrigação.
A tecnologia de gotejamento efetiva requer uma aplicação mais intensa de fatores de cultivo, solo, climáticos, engenharia, e económicos do que normalmente apresenta a irrigação por inundação. Novas perspectivas gerenciais e habilidades são requeridas para a configuração de plantio, preparação da terra, características de design do gotejamento, programação de irrigação, fertirrigação, operação & manutenção do sistema
As novas práticas de gerenciamento induzidas com a tecnologia de gotejamento parecem ter ajudado de forma significante o aumento dos resultados do palntio. Configuração do plantio e características de design do gotejamento serão mencionadas nessa seção enquanto outras serão mencionadas em outras seções.
O sistema de filtragem é a montagem de componentes físicos controlados de forma independente usados para remover sólidos em suspensão da água de irrigação. A filtragem de água da irrigação é vital para esquemas de irrigação por gotejamento para evitar o bloqueio de emissores uma vez que as passagens internas dos emissores são muito pequenas.
A escolha do filtro depende principalmente do tipo de impurezas encontradas na água e o nível de filtragem requerido pelo emissor. As recomendações de design do sistema de filtragem devem incluir localidade, tamanho, especificação dos tamanhos de material suspensos disponíveis, tipos de filtros, e requerimentos de manutenção.
• Localidade: Um filtro primário deve ser colocado depois da bomba e unidade de fertirrigação para remover partículas finas e grandes do fluxo. Filtros secundários podem ser usados do filtro primário para remover quaisquer partículas, que possam passar pelo filtro primário durante as operações normais ou de limpeza. Quando filtros secundários são usados, o tamanho das aberturas é normalmente maior que o filtro primário para minimizar a atenção necessária.
• Tamanho: As aberturas do fluxo do filtro devem ser pequenas o suficiente para prevenir a passagem de partículas indesejáveis ao sistema. O tamanho do filtro deve ser baseado no diâmetro da abertura do emissor ou o tipo e tamanho dos contaminantes a serem filtrados. A capacidade do filtro deve ser larga o suficiente para permitir uma vazão nominal sem limpeza frequente. Filtros que são limpos manualmente devem requerer mais que uma manutenção diária. Os tamanhos devem ser os mais económicos com as mais baixas perdas de fricção variando de 0.3 para 0.5 bars.
• Tipos: A filtragem deve ser feita através do uso de tipos diferentes de filtros; tela (para impurezas inorgânicas e água de qualidade moderada ou seguindo uma filtragem primária com areia e filtros de disco) disco (para a remoção de impurezas de origem orgânica e inorgânica, algas incluídas), hidrociclones (para a separação de areia ou silte da água do poço ou rio) e filtros de areia ou média (para poços abertos, reservatórios abertos, correntes, etc).
Na maioria dos sistemas irrigados por gotejamento é conduzida da montagem do cavalete para uma linha secundária nas quais as linhas de gotejadores estão conectadas. Apesar de existirem vários tipos de linhas de gotejadores que são usados, elas estão todas desenhadas para distribuir
água uniformemente por sobre toda a área do design de um bloco de campo dado. Uma variação na taxa de descarga dos emissores da linha de gotej adores que é aceitável é de ordem de 8 - 10%.
Linhas de gotej adores variam no design do emissor, qualidade, uniformidade de descarga e custo. De fora, a maioria das linhas de gotej adores integrais se parece. Mesmo assim existem diferenças entre produtos, particularmente emissores. Consistência e desempenho superior de uma linha de gotej adores integral dependem da qualidade do seu emissor. Vários anos de experiência têm demonstrado que os seguintes fatores devem ser considerados ao selecionar a linha de gotej adores que devem ficar na superfície ou enterradas ao longo de um ciclo de vida completo da cultura.
Linhas de gotej adores vêm em uma grande variedade de espessura de parede. Construção e espessura da linha de gotej adores devem ser suficientes para reduzir o risco de o tubo ser amassado ou pego pelo tráfego no campo tais como carregadores mecânicos, maquinário da fazenda, etc.
-Mecanismo de Flap para prevenir o risco de sugação de material fino de solo para os emissores da linha de gotej adores levando o entupimento.
- Os diâmetros nominais são 16 mm e 22 mm. Um diâmetro maior permitirá o suprimento de água para uma extensão maior de linha de gotej adores antes que a pressão caia para baixo dos requerimentos do design. Isto resulta em economia de custo das linhas secundárias.
- Disponibilidade de maquinário para recuperar as linhas de gotej adores no final do ciclo e usa-las para um segundo ciclo se possível depois de refurbishment.
Sistema de irrigação por aspersão do tipo autopropelido. O sistema de irrigação por aspersão móvel ou autopropelido é movimentado por energia hidráulica, sendo composto por um canhão hidráulico (aspersor canhão), montado sob uma plataforma, que se desloca sobre o terreno irrigando simultaneamente. Exige um motor para a propulsão, um aspersor do tipo canhão, uma mangueira de alta pressão (até 500m), um cabo de aço ou um carretel enrolado (dependendo do tipo de movimentação) e uma plataforma para instalação. Normalmente o ângulo de giro do aspersor é de 330°, para manter seca a faixa de movimentação do carro ou aspersor, como será apresentado posteriormente. Há basicamente dois tipos de autopropelido no mercado, de acordo com seu agente movimentador, os quais serão detalhados a seguir. Sistema Autopropelido Tipo Cabo de Aço O equipamento se movimenta pelo recolhimento de um cabo de aço. A água que é bombeada para irrigação gira uma turbina, que aciona um sistema de engrenagens, promovendo o deslocamento da plataforma (carrinho com aspersor) e seu recolhimento pelo cabo de aço ancorado. E utilizado principalmente em irrigação de pastagens, cana-de-açucar, pomares e cafezais. Experiências em relação a utilização deste equipamento em todo o mundo indicam que a viabilidade dele é para irrigação de regiões com déficit hídrico menos acentuado, onde as irrigações são importantes, mas não necessárias, durante um grande período do ano A principal vantagem do sistema é permitir irrigar várias áreas com apenas um equipamento. Geralmente, necessita de maquinário para enrolar a mangueira após a irrigação no local. As limitações desse tipo de equipamento resume-se principalmente, a um alto consumo de energia, devido as perdas de cargas na movimentação do equipamento, no comprimento da mangueira e no funcionamento do canhão, e a uma alta
aplicação de vazão. E o mais antigo e de menor custo de aquisição, sendo sua principal limitação a baixa durabilidade da mangueira; foi bastante utilizado no passado, sendo hoje substituído pelo carretel enrolador.
Sistema Autopropelido tipo Carretel Enrolador é um sistema mecanizado que irriga áreas de diferentes formatos e declividades, com baixa exigência de mão-de-obra. O equipamento é composto de uma tubulação de sucção, um conjunto motobomba, uma linha principal, um carretel enrolador e um carro irrigador, contendo um aspersor do tipo canhão ou uma barra irrigadora. O carretel enrolador é formado pelo conjunto motriz e carretel com mangueira de polietileno, montados sobre chassi com duas a seis rodas e acoplamento à barra de tração do trator. O conjunto motriz consiste de uma turbina hidráulica e uma caixa de redução de velocidade, que faz o enrolamento da mangueira no carretel estando o carro irrigador na outra extremidade da mangueira, sendo que a irrigação da faixa ocorre à medida que a mangueira vai sendo enrolada. O aspersor, montado sobre duas rodas no carro irrigador, desloca-se a uma velocidade constante pré-estabelecida, em vários modelos por meio de um painel eletrônico computadorizado, irrigando, por vez, uma faixa de até 1 15 m de largura por até 650 m de comprimento. Após irrigar uma determinada faixa, o conjunto é facilmente deslocado para irrigar faixas adjacentes.
O carretel enrolador autopropelido substitui com vantagens os antigos sistemas autopropelidos, onde todo o conjunto motriz se deslocava juntamente com o aspersor ao longo da faixa irrigada arrastando uma mangueira flexível. Dentre as vantagens destacam-se o melhor controle de velocidade de deslocamento do carro irrigador e o menor tamanho de gotas dos canhões atuais. A barra irrigadora pode substituir o aspersor do tipo canhão em áreas de menor declividade com a vantagem de uma melhor
uniformidade de distribuição de água e gotas de menor tamanho. A barra, que pode ter comprimento superior a 50 m, é dotada de aspersores do tipo "sprays" trabalhando com pressão de serviço entre 1 e 3 kgf cm2, o que reduz o consumo de energia. Neste caso, a barra é montada sobre um carro com quatro rodas, que permite ajustar a altura da barra e utiliza o mesmo sistema de carretel enrolador.
Sistema de irrigação por aspersão pivo central é caracterizado pela movimentação circular, autopropelida a energia hidráulica ou elétrica. O equipamento é constituído por uma linha lateral de 200 a 800 m de extensão suspenso por uma estrutura formada por torres dotadas de rodas, triângulos e treliças,além da estação de bombeamento e emissores (aspersores). A distância entre torres variam de 24 a 76 m, sendo as mais comuns as de 30, 38, 52 e 54 m. Cada torre tem um sistema de propulsão próprio, mas existe um, central, para controle da velocidade e do alinhamento do pivô, tendo como referencia a ultima torre. O sistema de propulsão de cada torre é elétrico, com motores de 0,5 a 1,5 cv, os quais permitem melhor controle da velocidade das torres. Sua movimentação se dá por alinhamento e desalinhamento das torres, as quais, ao se desalinharem, provocam o acionamento dos relés, que por sua vez acionam os motores que movimentam as rodas por meio de sistemas de motorredutores e eixos do tipo cardan. O movimento cessa no momento que as duas torres deixam de estar desalinhada e volta a acontecer no momento em que as torres se desalinham novamente. São também instalados relés de segurança para que não haja acidentes O pivô central desloca-se há uma velocidade media em m/h, porém para facilitar o manejo do equipamento no campo, utiliza-se um "percentimetro", que fica instalado na caixa de comando da torre. A função deste dispositivo é
controlar a velocidade de deslocamento do equipamento, não em termos de metros por horas, e sim de porcentagem de tempo de funcionamento. Por exemplo quando o percentimetro é regulado a 50% o movimento da ultima torre não é continuo, realizando paradas correspondente a 50% do tempo de percurso, fazendo com que o tempo de percurso neste caso seja o dobro. Esse controle de velocidade de deslocamento tem que ser criterioso e baseado em metodologias de manejo de água, pois se em vez de 100%, o equipamento for regulado para 50% a lamina será o dobro para um mesmo ponto. Na região central do Brasil, esse sistema foi o mais utilizado, nos últimos aos pelas grandes empresas agrícolas. Essa preferência se dá pelo alto nível de automação,
Tornando-o bastante versátil na irrigação em formato de circulo, podendo operar na área total ou em parte dela, conforme o manejo da cultura ou da área. No Brasil a área irrigada por pivô central ocupa 21 % da área irrigada, o equivalente a 651.548 ha (IBGE 2006), esse sistema de irrigação apresenta grande versatilidade para irrigar grandes áreas, comumente maiores que 60 ha. Por isso para baixar o custo unitário por área irrigada, as vezes fica mais económico instalar unidades maiores, uma vez que a estrutura da torre (pivô) de um equipamento para irrigar pequenas áreas apresenta pouca variação no valor de aquisição se comparado com um equipamento maior. Há três modelos mais comuns de pivô centrais: - Pivô de média pressão: Utilizam aspersores rotativos; - Pivô de baixa pressão: Utilizam difusores como emissores, apresenta menor perda pelo vento,e maior intensidade de água.
O sistema de irrigação linear, também conhecido como lateral móvel ou ainda, como alguns incorretamente o chamam, de pivô linear, pode ser definido como um sistema de irrigação por aspersão
automatizado, introduzido em 1977 a partir do conceito de movimentação usado no pivô central e aproveitando partes de suas estruturas e componentes, porém com a inovação de um sistema de caminhamento, que permite mobilidade de todo o equipamento em um sentido transversal sobre a cultura que se deseja irrigar. Hoje, esta tecnologia é responsável pela irrigação de, aproximadamente, 600 mil hectares de lavouras de grãos, forrageiras, verduras, cana-de-açúcar, café e frutíferas em todo o mundo
O carro de comando é o principal componente que diferencia os lineares dos demais sistemas de irrigação automatizada por aspersão. Pode localizar-se no centro do equipamento e dele irradiar, perpendicularmente, tubulações áreas para irrigar simultaneamente os dois lados, ou localizar-se na lateral da área irrigada, no caso de irrigar somente por um lado. Em ambas as situações o deslocamento se dá ao longo da área junto com todo o sistema.
O cart consiste numa torre de comando, formado por vigas transversais onde se acoplam rodas com redutores ligados por eixo de transmissão a pequenos motoredutores que transmitem torque suficiente para girá-las pelo terreno e impulsionar a estrutura. Nele está localizado o painel de controle, por onde os principais parâmetros de funcionamento são comandados.
Pode conter, no caso de alimentação por canal, sucção flutuante, motor, bomba e gerador, estes três quando acoplados em um único conjunto denomina-se conjunto 3x1. No caso de alimentação por mangueira a operação é feita por um barrilhete de alimentação de água no lugar da sucção flutuante e motor acoplado num gerador que denomina-se, grupo gerador.
Em ambos tem-se um tanque de combustível, tubulação de ligação entre a entrada de água e sua saída para abastecimento dos tubos da parte aérea dos sistema e posterior aspersão na lavoura.
De acordo com o tipo de cart e alimentação, pode-se dividir os sistemas lineares em sistema linear, sistema universal linear e sistema linear duas rodas.
No chamado sistema linear usa-se cart de quatro rodas e a alimentação é feita por canal. É o caso dos equipamentos citados no início e alcançam as maiores áreas irrigadas.
O sistema universal linear é construído através de uma estrutura baseada na torre central de um pivô. Parte do princípio de que componentes da estrutura dessa torre central também são utilizadas neste sistema, a diferença é que no universal, toda a torre é colocada em cima de duas vigas com quatro pneus e unidades de transmissão.
Consegue irrigar uma faixa e, ao final do curso, realizar o pivotamento, ou seja, fazer com que toda a estrutura aérea gire 180o em torno do cart como se fosse um pivô central e voltar irrigando uma faixa adjacente. Desta forma, com a mesma quantidade de lances (torres móveis) irriga o dobro da área, economizando substancialmente na aquisição do sistema. Sua alimentação é feita por canal.
Os lineares de duas rodas são alimentados por mangueira. Neste caso, a solução tecnológica permite que a própria viga-base de um lance comum seja transformada para receber um grupo gerador, o sistema de alinhamento, o painel, o acoplamento de mangueiras, o barrilhete e tubulação, que alimentará com água todo o restante do sistema.
Ele não terá que succionar água e aspergíla por toda a tubulação, pois neste caso a motobomba que conduz a água na linha de adutora já
pressuriza todo o sistema, não requer grande motorização nem de bomba acoplada, somente de um grupo gerador para movimentar as unidades de transmissão o que diminui sensivelmente o peso no cart, possibilitando esta solução de duas únicas rodas, que confere ao sistema maior versatilidade e diminuição de custo.
Além de pivotável, pode também ser rebocável, ou seja, pode ser acoplado uma segunda tomada de água no final do último lance do sistema e com a ajuda de um trator, pode ser rebocado para uma faixa adjcente e reiniciar a operação.
Na irrigação por aspersão a aplicação de água ao solo resulta da fragmentação de um jato de água lançado sob pressão no ar atmosférico, por meio de simples orifícios ou bocais de aspersores. De forma geral, os sistemas de irrigação apresentam vantagens e limitações que devem ser analisadas quando da seleção do sistema a ser utilizado.
Vantagens da irrigação por aspersão:
- dispensa o preparo ou sistematização do terreno;
- permite um bom controle da lâmina de água a ser aplicada;
- possibilita a economia de mão-de-obra;
- possibilita a economia de água (maior eficiência);
- permite a aplicação de fertilizantes e tratamentos fitossanitários.
Limitações da irrigação por aspersão:
- elevados custos iniciais, de operação e manutenção;
- distribuição de água muito afetada pelos fatores climáticos, principalmente, o vento;
- favorece o desenvolvimento de algumas doenças;
- risco de selamento da superfície do solo;
- imprópria para água com alto teor de sais.
A irrigação é uma técnica milenar que se confunde com o desenvolvimento e prosperidade económica dos povos, pois muitas civilizações antigas se desenvolveram em regiões áridas onde a produção só era possível graças à forma de aguar. A história demonstra que a irrigação sempre foi um fator de riqueza, prosperidade e, consequentemente, de segurança.
Com o avanço das tecnologias de aguação e a demanda cada vez maior de água pelas atividades humanas, acentuou-se a busca por métodos mais eficientes, que consumam menos recursos e forneçam melhores resultados em produtividade e qualidade.
A presente invenção tem por objetivo um "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" que consiste em uma irrigação onde a água é aplicada de forma pontual através de gotas diretamente ao solo. Estas gotas, ao infiltrarem, formam um padrão de umedecimento denominado "bulbo úmido". Estes bulbos podem ou não se encontrar com a continuidade da irrigação e formar uma faixa úmida, e outro objetivo proporcionar uma irrigação através de canhão, cujo alcance do jato pode atingir varias posições a até 100/200/300 ou mais metros de distancia.
De acordo com a presente invenção, é proporcionado um sistema de irrigação que compreende uma mangueira de irrigação feita de resina sintética, podendo ter uma ou duas mangueiras que formam linhas de irrigação alongadas, cada linha compreendendo uma passagem de água separada adaptada para comunicação individual ou coletiva com uma fonte de abastecimento de água, e uma sucessão de furos espaçados de irrigação, cada furo associado com gotejador, que determina diversos tipos de vazão.
Os emissores usados na mangueira de irrigação da presente invenção pode ter qualquer concepção apropriada, por exemplo eles podem ser emissores de irrigação por gotejamento ou mini-aspersores. Os emissores para gotejamento são montados dentro das linhas de irrigação, de modo a ter os seus pontos de irrigação concêntricos aos furos. Podendo quando a linha for formada por uma, duas mais mangueiras. Os fiiros de cada mangueira possuem diâmetros diferentes, podendo os gotej adores serem das mais variadas formmas e modelos, possuindo ainda um lab interno, capaz de estabilizar a pressão das mangueiras. Homogenizando a quantidade de água.
As disposições dos furos das saídas de irrigação dos emissores podem ser obtidos de diferentes maneiras. Um exemplo de acordo com a presente invenção é formando linhas de irrigação com furos nas duas mangueiras alinhados, de modo que quando um lado estiver irrigando o outro lado da planta não recebe agua permitindo o solo secar, podendo ser também monatdos em dispersores aéreos com pivo central ou linear.
De acordo com a presente invenão esta carcaterizado por uma ou mais mangueiras (1) formando linhas de irrigação (2) que formam passagnes de agua (3) e (4) pode ter qualquer diâmetro, que podem atuar de forma isolada ou comunicantes, que são ligadas a uma fonte de abastecimento de água, cuja válvula é capaz de promover o fornecimento de água com intervalos de tempo predeterminado, sendo cada uma das linhas de irrigação (2) dotadas de furos de saída (5) dispostos de forma equidistantes, que recebem a montagem dos emissores de irrigação internos.
Para que se possa obter uma perfeita compreensão do que fora desenvolvido são apensos desenhos aos quais fazem-se referências numéricas em conjunto com uma descrição pormenorizada, sendo que a:
Figura 1 mostra a plantação com uma linha de irrigação central.
Figura 2 mostra a plantação com duas linhas de irrigação central.
Figura 3 mostra uma vista da mangueira de irrigação.
Figura 4 mostra da irrigação aérea.
Figura 5 mostra da irrigação por canhão.
Diante do descrito e ilustrado podemos verificar que a "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" traz enormes vantagens, pois a irrigação por gotejamento compreende a aplicação de pequenas quantidades de água diretamente na zona radicular da planta de café, através de fonte pontual ou linha de gotejadores sobre ou abaixo do solo, com pressões de operação, gotejador também pode ser aéreo, apoiado por suporte ou amarrado na própria planta, ou uma irrigação através de um pivô aéreo que pode ser central (redondo) ou linear ( horizontal), com espaçamento pode ser de 0,30 x0,30, 0,40 x 0,40 , 0,50 x 0,50 até 8m x 8m e até 1 ,5 metros da superfície (profundidade ).
O sistema permite se obter maiores produtividades, pois irriga uma parte do solo onde estão as raízes da planta de forma muito precisa, constante e sem expulsar todo o ar deste solo. Assim, as raízes têm sempre água facilmente disponível, nutrientes (fertirrigação) e oxigénio, pois estas respiram para realizar seus processos metabólicos e de crescimento. No local da faixa úmida/bulbo, há então um grande aumento do volume e atividade das radicelas, raízes finas cuja única função é absorver água e nutrientes. O gotejamento praticamente não afeta as raízes de sustentação,
que são grossas e suberinizadas, ou seja, são impermeáveis e não absorvem água e nutrientes.
Assim, plantas cultivadas com gotejamento têm maior atividade radicular (radicelas), raízes profundas e, portanto, maior produtividade e capacidade de serem manipuladas mais facilmente, pois estas radicelas na área úmida são o alvo perfeito para tratamentos hormonais, aplicação de defensivos sistémicos ou indução de stress hídrico (déficit hídrico).
A característica principal da irrigação por gotejamento traduz os ganhos de eficiência das características anteriores, pois uma aplicação localizada de água, estimulando uma estrutura densa e ativa de radicelas e uma uniformidade alta de irrigação implicam em um grande ganho de eficiência na quimigação, que é a aplicação de produtos químicos em sistemas de irrigação.
Esta eficiência é observada primeiramente nos ganhos com o uso da fertirrigação, pois o parcelamento melhora a racionalidade da aplicação versus necessidade da planta, diminui perdas por lixiviação/fixação e melhora a uniformidade de aplicação, já que esta é determinada pela uniformidade do próprio sistema de irrigação.
Por ser inovador e até então não compreendidas no estado da técnica que se enquadra perfeitamente dentro dos critérios que definem a patente de invenção. São as seguintes suas reivindicações.
Claims
REIVINDICAÇÃO
1 - "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" caracterizado por um sistema de irrigação em cultura de café que compreende uma mangueira de irrigação feita a principio de resina sintética, podendo ser ainda de outros matérias de condução de água, podendo ter uma, duas ou mais mangueiras que formam linhas de irrigação alongadas, cada linha compreendendo uma passagem de água separada adaptada para comunicação individual ou coletiva com uma fonte de abastecimento de água, e uma sucessão de furos espaçados de irrigação, cada furo associado com um emissor de irrigação.
2 - "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" caracterizado por uma, duas ou mais mangueiras (1) formando linhas de irrigação (2) que formam passagnes de agua (3) e (4) pode ter qualquer diâmetro, que podem atuar de forma isolada ou comunicantes, que são ligadas a uma fonte de abastecimento de água, cuja válvula é capaz de promover o fornecimento de água com intervalos de tempo predeterminado, sendo cada uma das linhas de irrigação (2) dotadas de furos de saída (5) dispostos de forma equidistantes, que recebem a montagem dos emissores de irrigação internos.
2 - "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" caracterizado pela irrigação ser efetuada pelo sistema de aspersão móvel ou autopropelido.
4 - "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" caracterizado pela irrigação ser efetuada pelo sistema autopropelido, tipo carretel enrolador que é um sistema mecanizado que irriga áreas de diferentes formatos e declividades, o equipamento é composto de uma tubulação de sucção, um conjunto motobomba, uma linha principal, um
carretel enrolador e um carro irrigador, contendo um aspersor do tipo canhão ou uma barra irrigadora.
5 - "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" caracterizado pela irrigação ser efetuada pelo sistema de aspersão com pivo central, utilizando diversos tipos de bicos, aplicado sobre a linha do plantio.
6 - "SISTEMAS DE IRRIGAÇÕES EM CAFEICULTURA" caracterizado pela irrigação ser efetuada pelo sistema de aspersão linear de duas ou quatro rodas.
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|---|---|---|---|
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2012
- 2012-03-23 WO PCT/BR2012/000079 patent/WO2013138880A1/pt active Application Filing
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| FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION: "Small Scale Irrigation for arid zones", 1997, Retrieved from the Internet <URL:http://www.fao'org_/docrep/W3094E/W3094EOO.htm> [retrieved on 20120413] * |
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