Relatório Hidráulica 2

 

 

INTRODUÇÃO Com o crescente aumento populacional a busca de novas tecnologias em prol da produção de alimentos vem crescendo desenfreadamente. Contudo os recursos naturais para a produção de alimentos estão ficando mais escassos, exigindo do técnico uma maior otimização dos mesmos. Por isso o uso de técnicas para o monitoramento dos sistemas de irrigação na agricultura, para evitar o desperdício dos recursos hídricos. A medição de uma variável é feita, sempre, baseada em princípios físicos ou químicos e nas modificações que sofrem as matérias quando sujeitas as alterações impostas por essa variável. A medição da variável pressão pode ser realizada baseada em vários princípios, cuja escolha esta sempre associada às condições da aplicação. Existem vários equipamentos que são utilizados para medição de pressão, bem como o tubo em “U”, Manômetro de Bourdon, Piezômetro, Tensiômetro, Vacuômetros, Sensor eletrônico de Pressão. Vários desses equipamentos são utilizados para o controle de automação de sistemas de irrigação bem como o monitoramento da pressão dentro da tubulação. Segundo LIBARDI 2005 o tensiômetro é um instrumento de medida direta do potencial mátrico da água no solo, possibilitando uma medida in situ, com precisão e sensibilidade. Embora apresente algumas limitações (BAKKER et. al., 2007) como qualquer outro instrumento, ele tem sido utilizado de modo satisfatório na determinação da energia com que a água está retida pela matriz do solo. Em estudos com piezômetro e medidor de água em pista experimentais (VICTORINO et. al 2003) descreve a utilização dos piezômetro para a medição dos poro-pressão e condutividade hidráulica do solo. Umas das atividades que mais necessitam de serem bem manejada na agricultura irrigada é a irrigação, onde essa pode ser monitorada medindo-se a umidade do solo que, por sua vez pode ser medida diretamente por pesagem e indiretamente, através de tensiômetro, placas de pressão e psicrômetros termopares e moderação de nêutrons, além de outros métodos (MORAEZ et. al. 2006). O tensiômetro consiste de uma cápsula porosa, em geral de cerâmica, conectada a um manômetro através de um tubo completamente cheio de água (REICHARDT & TIMM, 2004). Nesse relatório serão abordados as principais técnicas e princípios de sua medição com o objetivo de facilitar a análise e escolha do tipo mais adequado para cada aplicação. MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi realizado no laboratório de hidráulica do departamento de Engenharia Agrícola do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará  –   UFC, cujas coordenadas geográficas são latitude sul 3º44’44.64” e longitude oeste 38º34’52.89”.  

Para os experimentos foram utilizados vários instrumentos para medir pressão como, manômetro de Bourdon, Tubo em “U”, Manômetro diferencial , Tensiômetro e sensores

eletrônico de pressão.

 

Inicialmente foi feito o teste com um manômetro de bourdon para ver o princípio de funcionamento do instrumento. Contudo após verificar o princípio de funcionamento de do manômetro de Bourdon foi feito um teste de pressão utilizando o tubo em “U”. na figuara

01mostra a esquematização do problema realizado no laboratório de hidráulica.

Figura 01 – Esquematização de funcionamento do tubo em “U”.  Para a solução do problema utilizou-se o princípio de Stivin, onde a variação de pressão é igual a peso específico do fluido vezes a altura do fluido como mostra a equação 01.

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(01)

Onde: ∆P: Variação de Pressão (kgf/m²); γ: Peso específico do Fluido (kgf/m³); ∆h: Variação na altura do fluido (m);

Outro instrumento para medir pressão visto na aula prática foi o manômetro diferencial, que serve para medir a diferença entre duas pressões em uma tubulação. O esquema que representa o que foi visto na aula pratica pode ser observado na figura 2.

 

Chave de Registro Tubo PVC 50 mm Bomba Centrífoga

Manômetro de Bourdon

1,73 m

Reservatório de Á ua

  Figura 2  –  esquema de apresentação da do manômetro diferencial no laboratório de hidraulica. Para a determinação do diferencial de pressão utilizou-se a equação 2. )     (   )   

(2)

Onde:

(P1-P2)/γ: diferencial de pressão (m.c.a); H(Hg) : Altura da coluna de Mercúrio (m); H(p2-p1): Altura diferencial entre o ponto 2 e o ponto 1 do sistema (m). Ainda no laboratório foi visto outro instrumento de medir pressão. Esse instrumento de medir pressão é descrito por (REICHARDT & TIMM, 2004), como um equipamento composto por uma capsula porosa de cerâmica e um manômetro através de um tubo completamente cheio de água. O tensiômetro é um equipamento que mede o potencial matricial do solo. Na figura 3 e 4 mostra a esquematização de um tensiômetro instalado no campo.

 

Referências bibliográfica LIBARDI, P.L. Dinâmica da água no solo. São Paulo, EDUSP, 2005. 329p. BAKKER, G.; van der PLOEG, M.J.; DE ROOIJ, G.H.; HOOGENDAM, C.W.; GOOREN, H. P.A.; HUISKES, C.; KOOPAL, L.K. & KRUIDHOF, H.  New polymer  tensiometers: Measuring matric pressures down to the wilting point . Vadose Zone J., 6:196202, 2007. VICTORINO, D. R., GEHLING, W. Y. Y., RAMIRES, M. C. P.  Piezômetro e medidor de nível d’água em pistas experimentais da UFRGS . Encontro de Iniciação Científica e tecnológica, Porto Alegre, UFRGS 2003. MORAES N. B., MEDEIROS J. F., LEVIEN, S. L. A, OLIVEIRA., A. M. S

.,

 Avaliação de cápsulas de cerâmica e instrumentos de medida de tensão usados em  tensiômetros. Rev. bras. eng. agríc. ambient. v.10 n.1 Campina Grande mar. 2006.  

REICHARDT, K.; TIMM, L. C. Solo, planta e atmosfera: conceitos, processos e  aplicações. São Paulo: Editora Manole Ltda, 2004. 478p.