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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2016.tde-15042016-182149
Document
Author
Full name
Rogério Lavanholi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2015
Supervisor
Committee
Frizzone, Jose Antonio (President)
Camargo, Antonio Pires de
Salvador, Conan Ayade
Title in Portuguese
Avaliação de procedimento de ensaio para determinação da sensibilidade de gotejadores à obstrução por partículas sólidas
Keywords in Portuguese
Microirrigação
Partículas suspensas
Qualidade da água
Solo natural
Abstract in Portuguese
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.
Title in English
Evaluation of a testing procedure to assess the sensitivity of emitters to clogging due to solid particles
Keywords in English
Concentration
Microirrigation
Natural soil
Suspension particles
Abstract in English
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: <75, 75-125, 125-212, and 212-500 μ m to the stages one, two, three and four, respecting, wherein the particles remained in the tank with constant agitation to keep the particles in suspension. Drippers model Drip-tech 1.2 L h-1 and 1.6 L h-1 were considered to clog during the fourth stage of the tests. The dripper Taldrip 0.6 L h-1 was sensitive to clogging in the first stage with clogging emitters in the first day. The dripper Taldrip 1.7 L h-1 did not clog during the tests so that it seems to be a model of low sensitivity to clogging caused by solid particles in the experimental conditions assessed. In respect of the testing procedure, although clogging of drippers had been identified always in a given stage of the test, most of times the variability in clogging rate among repetitions was excessive. Probably non-controlled factors exerted significant influence on clogging processes during experiments. The clogging test procedure needs improvements by identifying and controlling other relevant factors associated with clogging processes (as pH, concentration of particles, chlorination water) in order the results are more accurate and the test procedures become more representative.
 
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Publishing Date
2016-05-03
 
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