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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2019.tde-16122019-101746
Document
Author
Full name
Isabela Alvarenga Almeida
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2019
Supervisor
Committee
Coelho, Rubens Duarte (President)
Barbosa, Fernando da Silva
Diotto, Adriano Valentim
Frizzone, Jose Antonio
Title in Portuguese
Dimensionamento econômico para sistemas de irrigação pivô central telescópico: estudos de cenários para diferentes regiões do Brasil
Keywords in Portuguese
Aspersão
Custo benefício
Hidráulica
Sistemas mecanizados
Abstract in Portuguese
O pivô central está entre um dos sistemas de irrigação mais populares utilizados na agricultura irrigada em geral. Em 2018, estudos mostraram uma área de 6.023.087 hectares irrigados no Brasil por diferentes métodos de irrigação, um aumento de 3,45% da área em relação ao ano de 2017, espera-se 10,09 milhões de hectares até 2030. No dimensionamento econômico do equipamento pivô central aconselha-se um estudo que viabilize o melhor diâmetro da tubulação em contrapartida à escolha do conjunto motobomba, diminuindo assim os investimentos em execução e manutenção do equipamento. O trabalho teve como objetivo a determinação do design econômico, fornecendo uma melhor relação custo-benefício de um pivô central dimensionado para três diferentes regiões do país: Unaí (MG), Luís Eduardo Magalhães (BA) e Cristalina (GO), para quatro diferentes tamanhos de áreas irrigadas. A vazão do equipamento foi calculada de acordo com a ETo de cada uma das regiões para as probabilidades de ocorrência em 50 e 80% da demanda atmosférica. O pivô central mais econômico foi determinado por diferentes combinações entre diâmetros e comprimentos de tubulação da linha lateral e o consumo energético segundo às diferentes tarifas energéticas e descontos por região. As combinações com vãos de diâmetros menores apresentam um menor custo fixo, mas consequentemente um maior custo operacional e vice-versa. Os resultados com os cálculos realizados para áreas irrigadas de 50 ha, mostraram para 67% das simulações, mais acessível o equipamento com diâmetro único 6 5/8" (PC1), o qual apresentou-se como a opção mais cara em 100% das áreas de 125 ha. Para a área irrigada de 80 ha a combinação PC23 foi consiserada como a opção mais barata, a qual apresentou 63% da linha lateral com diâmetro 6 5/8". Para as áreas de 100 e 125 ha, as combinações mais acessíveis foram referentes a tubulação da linha lateral com 76 e 86,7% com o diâmetro 8 5/8", PC26 e PC 17, respectivamente. Recomenda-se uma análise do peso da tubulação da linha lateral (pressão do rodado sobre o solo) caso as opções apresentem custo total semelhante entre as opções de diâmetros analisados.
Title in English
Economic scaling for irrigation systems telescopic central pivot: scenaries studies for different regions of Brazil
Keywords in English
Cost benefit
Hydraulics
Mechanized systems
Sprinkling
Abstract in English
The central pivot is among the most popular irrigation systems used in irrigated agriculture in general. In 2018, studies showed an area of 6,023,087 hectares irrigated in Brazil by different irrigation methods, an increase of 3.45% in the area compared to 2017, and 10.09 million hectares are expected by 2030. In the economic sizing of the central pivot equipment, a study is recommended to enable the best pipe diameter in return for the choice of the motor pump set, thus reducing investments in equipment execution and maintenance. The work aimed to determine the economic design, providing a better cost- benefit ratio of a central pivot sized for three different regions of the country: Unaí (MG), Luís Eduardo Magalhães (BA) and Cristalina (GO), for four different sizes of irrigated areas. The flow of the equipment was calculated according to the ETo of each of the regions for the probabilities of occurrence in 50 and 80% of the atmospheric demand. The most economical central pivot was determined by different combinations of diameters and pipe lengths of the lateral line and energy consumption according to the different energy tariffs and discounts per region. The combinations with smaller diameter spans present a lower fixed cost, but consequently a higher operational cost and vice versa. The results with the calculations performed for irrigated areas of 50 ha showed that for 67% of the simulations, the equipment with a single diameter of 6 5/8" (PC1) was more accessible, which was presented as the most expensive option in 100% of the areas of 125 ha. For the irrigated area of 80 ha the combination PC23 was considered the cheapest option, which presented 63% of the lateral line with diameter 6 5/8". For the areas of 100 and 125 ha, the most accessible combinations were for 76 and 86.7% sideline piping with 8 5/8" diameter, PC26 and PC 17, respectively. It is recommended to analyze the weight of the lateral line piping (pressure of the wheels on the ground) if the options present similar total cost among the options of diameters analyzed.
 
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Publishing Date
2019-12-17
 
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