Dica para o projeto de sistemas de rega: Calcular as taxas de precipitação
A taxa de precipitação dos aspersores que selecionou para o projeto deve ser calculada para determinar, em primeiro lugar, se a taxa excede a taxa de admissão do solo (que não deve) e, em segundo lugar, se a taxa aplicará água suficiente durante os tempos de funcionamento aceitáveis para satisfazer a necessidade de rega (que deve).
A taxa média de precipitação é expressa em polegadas por hora (milímetros por hora).
É utilizada uma fórmula simples para calcular as taxas de precipitação dos aspersores, utilizando a área dentro do espaçamento entre aspersores e os galões por minuto (metros cúbicos por hora) que estão a ser aplicados nessa área.
A fórmula tem este aspeto:
| Medidas dos EUA | Metric |
| PR = a taxa média de precipitação em polegadas por hora | PR = the average precipitation rate in millimeters per hour |
| 96,3 = uma constante que incorpora polegadas por pé quadrado por hora | 1000 = a constant which converts meters to millimeters |
| gpm = o total de gpm aplicado à área pelos aspersores | m3/h = the total m3/h applied to the area by the sprinklers |
| S = o espaçamento entre aspersores | |
| L = o espaçamento entre filas de aspersores | |
A constante de 96,3 (1000) deriva da seguinte forma:
1 galão de água = 231 pol3 1 pé2 = 144 pol2
(1000 mm = 1 m)
Pergunta: Se fosse aplicado um galão de água a 1 pé2, qual seria a profundidade da água em polegadas?
231 pol3/gal = 1,604 polegadas de profundidade
144 pol2/pés2
Um dos multiplicadores na metade superior da equação são os galões por minuto aplicados pelos aspersores. Para converter isto em galões por hora, precisamos de multiplicar por 60 minutos. Para trabalhar isto na constante, multiplicamos 1,604 pol x 60 min e chegamos aos 96,3 para a fórmula. (Na versão de Unidades do Sistema Internacional da fórmula, uma vez que os multiplicadores já estão em metros cúbicos por hora, não é necessário converter os 1000 antes de os utilizar na fórmula).
Exemplo para quatro aspersores de impacto de círculo completo
Vejamos um exemplo de um cálculo da taxa de precipitação para quatro aspersores de impacto de círculo completo. Cada aspersor tem um raio de alcance de 40 pés (12 m) a 40 psi (3 bar), uma descarga de 4,4 gpm (1 m3/h) e os aspersores apresentam um espaçamento quadrangular de 40 pés (12 m).
Cada aspersor de círculo completo fornece apenas 1/4 do seu caudal para a área entre os quatro aspersores. Os outros 3/4 do padrão de rotação de cada aspersor estão fora da área. Com 4,4 gpm (1 m3/h) total por aspersor, apenas 1,1 gpm (0,25 m3/h) é fornecido por aspersor para a área que os separa. Quando se adicionam quatro aspersores de 1,1 gpm (0,25 m3/h) cada, equivalem a um aspersor de círculo completo ou 4,4 gpm (1 m3/h). Com aspersores de círculo completo, pode usar o equivalente à descarga de um aspersor como os galões por minuto (metros cúbicos por hora) para a fórmula da taxa de precipitação.
A fórmula para este exemplo seria
O cálculo acima diz-lhe que os aspersores a esse espaçamento, com a pressão necessária, aplicarão água a pouco mais de 1/4 pol (6,9 mm) por hora.
Exemplo para quatro aspersores de impacto de círculo parcial
Usando o mesmo espaçamento de 40 pés x 40 pés (12 m x 12 m) que usámos anteriormente, vejamos esses mesmos aspersores na configuração de meio círculo.
Com as mesmas especificações de desempenho de 4,4 gpm (1 m3/h) por aspersor e todos os aspersores agora colocados a meio círculo, a fórmula é:
Embora existam oito aspersores no diagrama, estamos apenas interessados na área entre quatro aspersores adjacentes. Os 8,8 gal (2 m3/h) foram determinados pela soma da parte da descarga de cada aspersor que contribuiu para a área. Com cada aspersor na configuração de meio círculo, metade do seu caudal foi distribuído no padrão quadrado enquanto que a outra metade foi para o padrão vizinho. A quantidade de caudal por aspersor, então, era de 2,2 gpm (0,5 m3/h) multiplicada por quatro aspersores para um total de 8,8 gpm (2 m3/h).
Exemplo para quatro aspersores (canto)
Os aspersores possuem arcos de cobertura fixos e alguns têm taxas de precipitação correspondentes. Vejamos um cálculo de PR para quatro aspersores de pulverização no canto de uma área de relva com estas estatísticas:
| Espaçamento | S = 11 ft (3 m), L = 12 ft (4 m) |
| psi em funcionamento no aspersor | 25 psi (1,7 bar) |
| Raio de alcance | 11 ft (3 m), regardless of pattern |
| Descarga | |
| Círculo completo | 2.4 gpm (0,56 m3/h) |
| Meio círculo | 1.2 gpm (0,28 m3/h) |
| Quarto de círculo | .6 gpm (0,14 m3/h) |
O padrão de espaçamento terá um aspeto semelhante ao seguinte:
A quantidade total de água a ser aplicada na área por estes aspersores com a mesma taxa de precipitação de pulverização é:
| Aspersor de círculo completo = | 0.6 gpm (0,14 m3/h) | [1/4 of its discharge] |
| Aspersor de meio círculo = | 0.6 gpm (0,14 m3/h) | [1/2 of its discharge] |
| Aspersor de meio círculo = | 0.6 gpm (0,14 m3/h) | [1/2 of its discharge] |
| Aspersor de quarto de círculo = | 0.6 gpm (0,14 m3/h) | [all of its discharge] |
| Total = 2,4 gpm (0,56 m3/h) aplicada na área | ||
No cálculo da taxa para este exemplo, a fórmula seria:
Sabe agora que pode esperar uma taxa de precipitação de 1,75 pol/h (47 mm/h).
Calcular o espaçamento triangular dos aspersores
O espaçamento triangular é tão fácil de trabalhar ao calcular a taxa de precipitação como é o espaçamento quadrado ou retangular. A principal diferença é calcular a altura do padrão antes de o utilizar como uma das dimensões da fórmula.
Neste exemplo, os rotores de grandes dimensões são espaçados de cabeça para cabeça a 70 pés (21 m) num padrão triangular. Os galões por minuto (metros cúbicos por segundo) de cada um destes aspersores de círculo completo são 27,9 (6,33 m3/h).
O padrão terá um aspeto semelhante ao seguinte:
Um bom exemplo para a utilização do método do padrão deslizante é o espaçamento dos aspersores frequentemente concebido para o campo externo (outfield) de um campo de basebol. O designer pode começar com espaçamento retangular atrás da terceira base e, enquanto segue a curva exterior da área demarcada das linhas de base, deslizar gradualmente através dos padrões do paralelogramo para triangular atrás da segunda base, e continuar a deslizar novamente através dos padrões para retangular novamente atrás da primeira base. Este método deslizante de espaçar os aspersores continuaria até aos aspersores de círculo parcial ao longo dos limites do campo externo.
Uma dimensão no padrão de espaçamento é 70 pés (21 m), o espaçamento entre aspersores, e a outra é a altura do padrão, o espaçamento entre as filas de aspersores.
Esta altura é multiplicada por 0,866.
Neste caso, temos um cálculo de altura de:
70 pés x 0,866 = 60,62 pés (21 m x 0,866 = 18,19 m)
As dimensões a utilizar na fórmula PR para esta situação são 70 pés x 60,62 pés (21 m x 18,19 m).
A forma mais fácil de calcular o PR para padrões triangulares é tratá-los como paralelogramos, utilizando quatro aspersores em vez de três. Ao examinar o padrão como um paralelogramo, podemos ver que dois dos aspersores estão a contribuir menos de um arco (e, portanto, uma parte menor do seu caudal para a área) do que os outros dois. Os outros dois, contudo, contribuem proporcionalmente caudais maiores, pelo que o caudal total corresponde ao dos quatro aspersores num padrão retangular.
O cálculo de PR para este exemplo seria:
Agora que foi exposto ao cálculo das taxas de precipitação, pode criar algumas exemplos de problemas relacionados com os itens abrangidos nesta dica para rega. Encontra exercícios na página 47 do Manual do projeto do sistema de rega da Rain Bird e, depois, pode comparar as suas respostas com as da secção Soluções na página 90.
Esta dica foi extraída do Manual do projeto do sistema de rega