Filtragem central autônoma em perímetros irrigados

Práti­ca comu­mente usa­da e difun­di­da em sis­temas de irri­gação de pequeno, médio e grande porte, a fil­tragem cen­tral pro­por­ciona mel­hor desem­pen­ho dos sis­temas de irri­gação e seus com­po­nentes, con­ferindo-lhes maior segu­rança, uni­formi­dade de dis­tribuição hídri­ca e vida útil aos equipa­men­tos que os incorporam.

Trata­men­to semel­hante pode ser agre­ga­do às comu­nidades de irri­g­antes, onde, as redes de dis­tribuição hídri­ca se ram­i­fi­cam para abaste­cer uma diver­si­dade de parce­las, cada uma com sua pecu­liari­dade em ter­mos de taman­ho, tipo de cul­ti­vo e vazão. Nestes sis­temas, é usu­al a sim­ples insta­lação de unidades de fil­tragem na entra­da das parce­las, com sis­tema de manutenção man­u­al. Essa práti­ca, quan­do não há a observân­cia e mon­i­tora­men­to do momen­to cer­to para efe­t­u­ar a manutenção (limpeza dos fil­tros), pode ger­ar vari­ação sig­ni­fica­ti­va de vazão na rede de dis­tribuição, e por sua vez, alter­ar o com­por­ta­men­to hidráuli­co da con­dução tan­to den­tro como fora da parcela. Agre­ga a isso, a neces­si­dade de pro­teção con­tra o risco de obstrução dire­ta dos ele­men­tos de pro­teção, con­t­role e medição insta­l­a­dos na rede de dis­tribuição à mon­tante das parcelas.

Com tudo isso, apon­tar a solução para o dis­pos­to, requer con­hec­i­men­to dos parâmet­ros envolvi­dos no proces­so e das lim­i­tações dos dis­tin­tos sis­temas de fil­tragem. Para tan­to, há que ter em pau­ta, que a fil­tragem se propõe a remover partícu­las inorgâni­cas (areia, silte, argi­la), quími­cas (pre­cip­i­ta­dos, fer­til­izantes) ou biológ­i­cas (resí­du­os veg­e­tal e ani­mal) que se encon­tram em sus­pen­são no meio líqui­do, com taman­ho capaz de provo­car dano ao sis­tema insta­l­a­do. É por­tan­to um proces­so em lin­ha, con­tín­uo, e que tem como obje­to tratar o total da vazão cir­cu­lante, em um pro­ced­i­men­to essen­cial­mente mecâni­co. A com­preen­são deste proces­so, e dos mecan­is­mos ger­adores sub­stan­cia a definição sobre pos­síveis soluções, que se façam viáveis e eco­nomi­ca­mente assimiláveis.

CONDICIONANTES PARA A DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE FILTRAÇÃO

Para o dimen­sion­a­men­to ade­qua­do do sis­tema de fil­tragem cen­tral autôno­ma, deve-se ter em con­ta os padrões rela­ciona­dos com a manutenção da qual­i­dade da água que ingres­sa ao sis­tema. O resul­ta­do final alme­ja­do irá definir um grau de fil­tragem pre­lim­i­nar (500 a 2000 microns), ou a definição por uma fil­tragem efe­ti­va. Este últi­mo é um critério ampla­mente uti­liza­do em país­es como a Espan­ha, onde deter­mi­na que, já no cabeçal de con­t­role acon­teça o trata­men­to total da vazão cir­cu­lante, retendo partícu­las que apre­sen­tem taman­ho de 1/10 da seção mín­i­ma do emis­sor insta­l­a­do, ou seja, 10 vezes menor que o diâmetro do orifí­cio que se pre­tende proteger.

Em comu­nidade de irri­g­antes, a diver­si­dade de cul­turas e o mane­jo dado por cada pro­du­tor no que con­cerne ao aporte de água aos cul­tivos, pode vari­ar de for­ma sig­ni­fica­ti­va o número de usuários que se encon­trem irri­g­an­do de for­ma simultânea. Essa práti­ca provo­ca alter­ação na vazão de con­dução das redes hidráuli­cas e por con­seguinte vari­ação na veloci­dade de cir­cu­lação da água no inte­ri­or da tubu­lação. Quan­do não há cir­cu­lação de água (repouso) ou quan­do esta cir­cu­la a baixa veloci­dade no inte­ri­or da tubu­lação (baixa deman­da), aumen­ta a pos­si­bil­i­dade de sed­i­men­tação de partícu­las com taman­ho infe­ri­or ao grau de fil­tração, que ten­ham atrav­es­sa­do o sis­tema de fil­tragem central.

Ao aumen­tar a deman­da, a água pas­sa a cir­cu­lar com maior veloci­dade pela rede e as partícu­las sed­i­men­tadas são arras­tadas e con­duzi­das às entradas das parce­las de irri­gação. Reg­is­tra-se ain­da que, as exten­sas redes dos perímet­ros irri­ga­dos obrigam a água a per­cor­rer grandes dis­tân­cias, para aten­der à deman­da de cada parcela, assim, em perío­dos de baixa deman­da, o tem­po de per­manên­cia da água no inte­ri­or das tubu­lações aumen­ta, isso per­mite que, diante de condições favoráveis como pH alto, muito limo, car­bon­atos, fer­ro ou qual­quer out­ro tipo de partícu­la com taman­ho infe­ri­or ao grau de fil­tragem, pos­sam agru­par e for­mar agre­ga­do com taman­ho sufi­ciente para ger­ar obstrução.

No dimen­sion­a­men­to da fil­tragem cen­tral, não há con­sid­er­a­do por­tan­to, a capaci­dade de for­mação de pre­cip­i­ta­dos e/ou agre­ga­dos de maior taman­ho no inte­ri­or da rede de dis­tribuição sob deter­mi­nadas condições de tra­bal­ho, desen­ho hidráuli­co e car­ac­terís­ti­cas da água cir­cu­lante, dessa for­ma, a sua insta­lação não dis­pen­sa o uso de fil­tros de con­t­role na entra­da dos lotes para desem­pen­har uma função secundária e/ou pre­ven­ti­va e tam­bém servem como segu­rança quan­do da neces­si­dade de manutenção das redes.

DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE FILTRAGEM AUTÔNOMA

No momen­to de definir entre os difer­entes tipos, deve deter atenção sobre as pro­priedades da água a fil­trar, a neces­si­dade de trata­men­to prévio para pre­cip­i­tar ele­men­tos quími­cos como o fer­ro, o grau de qual­i­dade alme­ja­da, as car­ac­terís­ti­cas intrínse­cas de fun­ciona­men­to de cada tipo de fil­tro, a segu­rança na fil­tragem e a manutenção ao lon­go de sua vida útil, diante de condições var­iáveis de:

  • Natureza dos sóli­dos em suspensão.
  • Vazão cir­cu­lante.
  • Pressão de trabalho.
  • Pressão difer­en­cial existente.
  • Reduzi­da fre­quên­cia de tra­bal­ho com manutenção.
  • Facil­i­dade para realizar tra­bal­hos de manutenção e limpeza.
  • Esta­bil­i­dade de suas pro­priedades ao lon­go do
  • Eficá­cia do sis­tema de limpeza automáti­ca. Capaci­dade para recu­per­ar o difer­en­cial de pressão
  • Ger­ar o menor gas­to de água pos­sív­el com uma alta efi­ciên­cia de fil­tração e limpeza.

Em função da importân­cia de cada um destes parâmet­ros, se fará a opção por um ou out­ro méto­do de filtragem.

A fil­tração em sis­temas de irri­gação, como já enfa­ti­za­do, é um proces­so físi­co para remoção de sóli­dos em sus­pen­são no meio líqui­do. Neste dia­pasão, os méto­dos pro­pos­tos são a fil­tragem cinéti­ca, fil­tragem de con­ta­to e fil­tragem de superfície.

A fil­tragem cinéti­ca com­bi­na os efeitos da veloci­dade cen­trifu­ga e a ação da força de gravi­dade. Estes fil­tros não pos­suem ele­men­tos fil­trantes e somente sep­a­ram partícu­las com peso especí­fi­co supe­ri­or ao da água, seu uso é jus­ti­fi­ca­do com o sta­tus de pré-fil­tro, quan­do o sis­tema de bombea­men­to apor­ta ele­va­do teor de mate­r­i­al inorgâni­co, como areia, para o inte­ri­or do sis­tema. Sua pre­sença não dis­pen­sa o fil­tro de con­t­role, e tem lim­i­tações quan­to à automação. Estes equipa­men­tos são con­heci­dos como hidro­ci­clones ou sep­a­radores de areia.

Fil­tragem de con­ta­to, neste méto­do, a água cir­cu­la em várias direções e o meio tem pro­fun­di­dade, com­bi­na ação mecâni­ca e forças absorti­vas na retenção de sóli­dos. Efi­caz na remoção de partícu­las orgâni­cas e inorgâni­cas, neste par­tic­u­lar, partícu­las inorgâni­cas com peso especí­fi­co igual ou supe­ri­or ao do meio fil­trante, apre­sen­tam difi­cul­dades para serem elim­i­nadas restringin­do seu uso, quan­do se tratar deste tipo de mate­r­i­al par­tic­u­la­do. Enquadram-se neste méto­do os fil­tros de areia.

Emb­o­ra efi­cientes para partícu­las de 25 a 100 microns, para serem efe­tivos, a qual­i­dade da fil­tragem esta dire­ta­mente rela­ciona­da com a veloci­dade de cir­cu­lação da água no inte­ri­or do fil­tro, requeren­do veloci­dade de fluxo da ordem de 40–60 m³/h/m², altura mín­i­ma do leito de areia da ordem de 50 cm, a areia deve ter gran­u­lome­tria ade­qua­da, todo o leito fil­trante (areia) deve ser tro­ca­do no mín­i­mo a cada dois anos, deman­da alta vazão no proces­so de limpeza automáti­ca (retrolavagem), sem­pre pre­cisam de fil­tro de segu­rança ou con­t­role para garan­tir o grau de fil­tração requeri­do pelo emis­sor, e, estes (fil­tros de con­t­role) geral­mente não têm limpeza automáti­ca, requeren­do manutenção fre­quente com limpeza man­u­al. Seguin­do os parâmet­ros ade­qua­dos de dimen­sion­a­men­to, ocu­pam espaço con­sid­eráv­el no proces­so de instalação.

Con­t­role de limpeza se faz por retrolavagem  e pode ser aciona­da de for­ma autôno­ma por tem­po e/ou difer­en­cial de pressão (pres­sosta­to de leitu­ra dire­ta) e man­ual­mente. É pos­sív­el reg­u­lar o tem­po de per­manên­cia da limpeza em cada unidade.

Nos fil­tros autônomos de tela, o proces­so de limpeza automáti­ca pode ser aciona­do por tem­po ou difer­en­cial de pressão e real­iza-se por sucção através de bicos suc­cionadores posi­ciona­dos em uma árvore de bocais, que escaneiam toda a super­fí­cie inter­na da tela.

O diâmetro dos bocais suc­cionadores, limi­ta o taman­ho da partícu­la a ser expur­ga­da no proces­so de limpeza, é necessário que os sóli­dos em sus­pen­são ao ingres­sarem ao inte­ri­or da tela, ten­ham taman­ho igual ou infe­ri­or ao diâmetro dos bocais suc­cionadores. Para pre­venir isso, há insta­l­a­do um pré-fil­tro na entra­da da unidade. O pré-fil­tro esta inte­gra­do ao fil­tro e não se limpa auto­mati­ca­mente. Água com sóli­dos de taman­ho sig­ni­fica­ti­vo, maiores que o diâmetro da mal­ha do pré-fil­tro, con­vertem estes equipa­men­tos em fil­tros semi­au­tomáti­cos, geran­do a neces­si­dade de manutenção per­iódi­ca com limpeza man­u­al do pré-fil­tro para elim­i­nar os sóli­dos reti­dos. A manutenção é tra­bal­hosa, mais fre­quente que out­ros sis­temas e neces­si­ta de fer­ra­men­tas para sua realização.

A vazão de limpeza aumen­ta de for­ma sig­ni­fica­ti­va con­forme pressão de tra­bal­ho e a duração da limpeza não é ajustável.

Os fil­tros automáti­cos de tela são mais efi­cientes para reter partícu­las inorgâni­cas, ele­men­tos fil­a­men­tosos ou facil­mente defor­máveis como as partícu­las orgâni­cas, ao serem pres­sion­a­dos con­tra a tela, podem pas­sar através da mal­ha. Estas partícu­las são dire­ta­mente influ­en­ci­adas pelo difer­en­cial de pressão, o que equiv­ale infor­mar, que a qual­i­dade de fil­tragem, diminui à medi­da que aumen­ta o difer­en­cial de pressão.

Na lin­ha dos fil­tros autônomos com limpeza automáti­ca, para uti­lizar em comu­nidades de irri­g­antes, desta­ca-se o sis­tema de fil­tragem por dis­cos ranhurados.

Os fil­tros de dis­cos podem incor­po­rar, car­ac­terís­ti­cas dos méto­dos de fil­tragem cinéti­ca, de super­fí­cie e de con­ta­to em um úni­co sis­tema de fil­tragem. Através do exclu­si­vo EFEITO HELIX SYSTEM, hale­tas defle­toras alo­jadas na base do ele­men­to fil­trante provo­cam um movi­men­to héli­co-cen­trífu­go da água que entra no fil­tro. Este movi­men­to pro­je­ta as partícu­las em sus­pen­são con­tra a carcaça

do fil­tro, afa­s­tan­do da super­fí­cie dos dis­cos uma alta per­cent­agem de partícu­las em sus­pen­são pre­sentes na água. Em um segun­do momen­to, por efeito de super­fí­cie, a partícu­la fica reti­da na parte exter­na do dis­co. A partícu­la não reti­da na super­fí­cie, pode ser deti­da ao entrar no canal do dis­co, pelo efeito de pro­fun­di­dade (con­ta­to) depen­den­do do seu taman­ho,  for­ma e  natureza. Como car­ac­terís­ti­cas prin­ci­pais destes fil­tros, desta­cam-se as seguintes:

Retêm todo tipo de partícu­las, inde­pen­dente da natureza das mes­mas (orgâni­cas e inorgâni­cas), de taman­ho supe­ri­or ao grau de filtragem.

Real­izam uma fil­tração em pro­fun­di­dade. Não só as partícu­las de taman­ho supe­ri­or ao grau de fil­tragem são reti­das pelo ele­men­to fil­trante. Existe uma alta per­cent­agem de partícu­las de menor taman­ho que podem ser reti­das pelo ele­men­to. Se uma partícu­la que não foi reti­da na super­fí­cie intro­duz-se no canal do dis­co, a pos­si­bil­i­dade de ser reti­da em seu inte­ri­or depende:

  • Taman­ho e for­ma da partícu­la com respeito às dimen­sões do canal: área trans­ver­sal (dire­ta­mente lig­a­do ao grau de filtragem)
  • Natureza da partícula,
  • A existên­cia de out­ras partícu­las já reti­das no inte­ri­or do canal que sir­vam de obstácu­lo ao resto e facilite a sua retenção. Ou seja, pro­duz um incre­men­to da efi­ciên­cia à medi­da que aumen­ta o número de partícu­las reti­das, por­tan­to pode-se asse­gu­rar que a medi­da que cresce o grau de col­matação, se pro­duz aumen­to na qual­i­dade da fil­tragem. Este aumen­to na capaci­dade de retenção diminui o risco de obstruções oca­sion­adas por partícu­las que atrav­es­sam o sis­tema de filtragem,
  • Facil­i­dade para se adap­tar as condições de tr Diante de condições var­iáveis de qual­i­dade de água ou uso dis­tin­to da água fil­tra­da, o sis­tema de fil­tração por dis­cos ran­hu­ra­dos per­mite com grande facil­i­dade, rapi­dez e econo­mia mudar o grau de filtragem,
  • Reduzi­da fre­quên­cia e inten­si­dade de inspeção e manutenção, não há neces­si­dade de qual­i­fi­cação especí­fi­ca nem fer­ra­men­tas especiais
  • Máx­i­ma segu­rança ao lon­go de toda a vida útil,
  • Menor con­sumo de água durante o proces­so de retrolavagem que out­ros sistema

Os fil­tros de dis­cos com limpeza autôno­ma, tem desen­ho hidrod­inâmi­co que per­mite otimizar o rendi­men­to do sis­tema, e, pos­si­bili­ta graus de fil­tragem partin­do de 5 microns, no entan­to, em perímet­ros irri­ga­dos, o grau de fil­tragem mais usu­al para pro­te­ger os emis­sores é de 130 microns.

O con­t­role de limpeza automáti­ca se faz por retrolavagem  e pode ser aciona­da de for­ma autôno­ma por tem­po e/ou difer­en­cial de pressão (pres­sosta­to de leitu­ra dire­ta), por sinal exter­no e man­ual­mente. É pos­sív­el reg­u­lar o tem­po de per­manên­cia da limpeza em cada unidade.

DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA

O número de fil­tros e o taman­ho destes devem ser ade­qua­dos para que, com o sis­tema de fil­tragem eleito e o grau de fil­tragem definido, seja pos­sív­el aten­der às neces­si­dades em perío­dos de máx­i­ma deman­da. Estes perío­dos, geral­mente coin­ci­dem com os níveis mais baixos de qual­i­dade da água.

A insta­lação de um sis­tema de fil­tragem cen­tral, em perímet­ros irri­ga­dos, jus­ti­fi­ca-se por mel­ho­rar o com­por­ta­men­to hidráuli­co de con­dução da rede, pro­te­ger os equipa­men­tos de medição e con­t­role, diminuir a fre­quên­cia e inten­si­dade de manutenção dos equipa­men­tos insta­l­a­dos na rede e dos fil­tros de segu­rança insta­l­a­dos nas entradas das parce­las, enquan­to elim­i­na partícu­las com capaci­dade de provo­car obstruções nos sis­temas de microir­ri­gação (microasper­são e gotejamento).

REFERENCIAS; ALGUNS SISTEMAS INSTALADOS NA ESPANHA

A AZUD apre­sen­ta alguns tra­bal­hos real­iza­dos na Espan­ha por sua equipe téc­ni­ca, como soluções em sis­temas de fil­tragem, ade­quadas às neces­si­dades das comu­nidades de irri­g­antes locais:

Exem­p­lo: País Perímetro / Local Equipa­men­to Instalado Vazão Máx­i­ma (m³/h)
01 Espan­ha Pinar de Brai Tarragona AZUD HELIX AUTOMATIC 330 1.800
02 Espan­ha Peñar­ru­bia Canena AZUD HELIX AUTOMATIC 312 360
03 Espan­ha El Provenir Sabiote — Jaén AZUD HELIX AUTOMATIC 3” 630
04 Espan­ha Pozo Bayarry — Valencia AZUD HELIX AUTOMATIC 324 LP 720
05 Espan­ha San Rafael — Valencia AZUD HELIX AUTOMATIC 3” (30) 900
06 Espan­ha Los Humosos Mari­nale­da — Sevilla AZUD HELIX AUTOMATIC 3” (84) 2.520
07 Espan­ha Regantes de Totona — Murcia AZUD HELIX AUTOMATIC 510 LP (14) 12.600
08 Espan­ha Mar­gen Izquier­do Del Bem­bezar – Cordoba AZUD HELIX AUTOMATIC TOWER SYSTEM (67) 29.400
09 Esapn­ha Pliego — Murcia AZUD HELIX AUTOMATIC 412 (1) / 409 (2) 2.700
10 Espan­ha San­to Tomé – Jaém AZUD HELIX AUTOMATIC 406 (1) 540
11 Espan­ha Isla de La Matan­za — Murcia AZUD HELIX AUTOMATIC TOWER SYSTEM (2) 720
12 Espan­ha Ricote — Murcia AZUD HELIX AUTOMATIC TOWER SYSTEM (2) 1.080

Nº de unidades instaladas

Espan­ha – Comu­nidade Regantes de Totona — Mur­cia FILTRO AZUD HELIX AUTOMATIC 510 LP (14) VAZÃO 12.600 M³/H

Espan­ha – Cominidade Mar­gen Izquier­do Del Bem­bezar – Cor­do­ba FILTRO AZUD HELIX AUTOMATIC TOWER SYSTEM (67) VAZÃO 29.400 M³/H

Espan­ha – Comu­nidade Pinar de Brai Tar­rag­o­na FILTRO AZUD HELIX AUTOMATIC 330 VAZÃO 1.800 M³/H

Espan­ha – Cominidade Los Humosos Mari­nale­da — Sevil­la FILTRO AZUD HELIX AUTOMATIC 3” (84) VAZÃO 2.520 M³/H

Tex­to escrito por: Zenilton

Engen­heiro Agrônomo 

Respon­sáv­el téc­ni­co e Com­er­cial AZUD Brasil

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