Circular reuse of water produced in drip irrigation: mitigating clogging with ultra-low-frequency dynamic pulses

Abstract

A salinidade da água produzida do petróleo é uma das barreiras ao reúso agrícola com irrigação localizada, pois o entupimento químico de emissores compromete a eficiência de aplicação de água e nutrientes. Nesse sentido, o uso de impulsos eletrônicos dinâmicos de ultrabaixa frequência pode mitigar a formação e adesão de precipitados nos emissores sem o uso de produtos químicos. Assim, objetivou-se com o presente trabalho analisar o comportamento de índices de desempenho hidráulico na mitigação do entupimento de emissores operando com água produzida do petróleo em bancadas experimentais. Para isso, foram montadas três bancadas experimentais em área experimental da Universidade Federal Rural do Semiárido em Mossoró-RN, Brasil. O experimento foi montado no esquema de parcelas subdivididas em delineamento inteiramente casualizado com seis repetições. Nas parcelas foram dispostas as fontes de água (WS – água de abastecimento, OPW+EP – Água produzida do petróleo com impulsos eletrônicos dinâmicos de ultrabaixa frequência e OPW - Água produzida do petróleo), enquanto nas subparcelas os tempos de avaliação do desempenho hidráulico (0, 40, 80, 120, 160, 200, 240, 280, 320, 360 e 400 horas). As bancadas experimentais foram montadas com fitas gotejadoras, com emissor não autocompensante, que operaram com pressão de 80 kPa no final da linha lateral. Durante os ensaios experimentais realizou-se a caracterização físico-química das fontes de água, bem como a avaliação do desempenho hidráulico por meio da taxa média de variação da vazão (Dra), coeficiente de variação da vazão (CV) e o Coeficiente de Uniformidade de Distribuição (CUD). Os dados de qualidade das fontes de água foram submetidos à estatística descritiva, enquanto os dados de desempenho hidráulico foram analisados utilizando análise RT-1 com testes post hoc de Bonferroni. Os resultados indicaram que a água produzida do petróleo apresentou alto risco de entupimento devido ao pH, dureza e salinidade. A qualidade da água e o tempo de operação afetaram significativamente o desempenho hidráulico e os índices de entupimento dos emissores. A aplicação de impulsos eletrônicos dinâmicos de ultrabaixa frequência mostrou-se promissora, reduzindo o entupimento, estabilizando a vazão e melhorando a eficiência hidráulica. Embora conduzido em escala laboratorial, o estudo apresenta resultados inéditos para irrigação por gotejamento utilizando pulsos eletrônicos dinâmicos de frequência ultrabaixa. As descobertas corroboram o uso seguro e eficiente de fontes de água não convencionais, demonstrando a viabilidade da reutilização agrícola e da mitigação de entupimentos como estratégias para lidar com a escassez hídrica. Esta pesquisa amplia o conhecimento sobre o desempenho hidráulico de emissores com água de menor qualidade, contribuindo para práticas de irrigação sustentáveis.