Problemas de golpe de aríete em grandes empreendimentos hortícolas.

Olá e bem-vindo ao Controlling Water, um espaço para conversarmos sobre válvulas, medidores de água e insights interessantes sobre o setor de água. Em cada episódio, recebemos profissionais do setor que são especialistas em tudo relacionado a válvulas, medidores e melhores práticas no setor de água. Estamos aqui com Colin Kirkland, da BERMAD Australia, que é um dos engenheiros e gerentes de produto de válvulas de ar na Austrália.

Com mais de 30 anos de experiência no setor, Colin está conosco hoje para falar sobre a prevenção de golpe de aríete em sistemas de irrigação. Anteriormente, discutimos métodos de controle do golpe de aríete. Neste episódio, vamos falar sobre problemas de golpe de aríete que ocorrem em grandes empreendimentos hortícolas que utilizam água para fins de irrigação. Bem-vindo de volta, Colin. É sempre um prazer tê-lo aqui.

Obrigado. É bom estar aqui.

Então vamos direto ao ponto. Você pode explicar que tipo de fazendas hortícolas e culturas estamos falando, onde esses problemas de golpe de aríete podem ocorrer?

Claro. Na Bermad, temos muitos anos de experiência trabalhando com irrigação, horticultura e agricultura na Austrália. Atualmente, trabalhamos com muitas das grandes fazendas corporativas, que variam de 500 a 3.000 hectares, onde produzem uma grande variedade de culturas. Pode ser videiras, oliveiras, amêndoas e cítricos.

E na Austrália, é claro, o custo da água aqui é bastante significativo. Para muitos desses produtores, que cultivam diversas culturas, a segurança hídrica e a capacidade de fornecer essa água para irrigação são fundamentais para o funcionamento das fazendas. Temos muita experiência em situações em que, em muitos casos, as fazendas não estão necessariamente localizadas próximas às suas fontes de água.

Por exemplo, temos muitos rios dos quais muitos produtores captam sua fonte de água, mas suas fazendas podem estar a quilômetros de distância. Portanto, há muitos casos nessas grandes fazendas em que eles captam grandes volumes de água, transferem por meio de tubulações principais e armazenam em reservatórios na fazenda, que podem estar a 2, 3 ou 4 quilômetros de distância.

E a infraestrutura de que estamos falando é tão grande quanto a que vemos em abastecimento de água ou mineração, é substancial e sua confiabilidade é tudo, porque se estivermos irrigando essas culturas e não tivermos água, as plantas vão morrer. Portanto, a segurança e a importância de controlar o golpe de aríete corretamente, especialmente no interior, longe das grandes cidades, onde há raios, pouca energia ou problemas na rede elétrica, etc., é realmente importante que façamos tudo certo e projetemos bem essas soluções nessas fazendas de grande porte.

Com certeza. Colin, você mencionou em episódios anteriores que as causas do golpe de aríete geralmente estão relacionadas a mudanças rápidas no fluxo de água dentro de uma tubulação, e eu incentivo nossos ouvintes a conferir episódios anteriores para ouvir sobre esses temas. Existem aplicações específicas nessas fazendas que geram essa mudança rápida?

Sim. As aplicações em que usamos esses dispositivos na irrigação, ou muito especificamente para irrigação, são quando temos uma fazenda localizada a certa distância da fonte de água. Então, como expliquei antes, temos uma tubulação muito grande transferindo água em taxas muito altas para os reservatórios. Agora, podemos ter um ou dois dias de água para irrigação no reservatório. Portanto, essa tubulação e rede de transferência de água é crítica e precisa funcionar bem. Se houver quedas de energia e falhas nas tubulações, isso pode ser catastrófico, e estamos falando de diâmetros de tubulação de 600 milímetros, 900 milímetros ou maiores. Ou seja, estamos falando de uma infraestrutura de grande porte atravessando terrenos muito ondulados, com condições de qualidade de água bastante variáveis vindas do rio.

Então, os princípios são basicamente os mesmos. Sim, vamos até as estações de bombeamento e garantimos a instalação de dispositivos de mitigação de surto, entre outros, nesses locais também. Portanto, é realmente importante que sigamos os mesmos princípios que aplicamos na irrigação aqui, assim como em qualquer outra aplicação. Um dos principais problemas que muitos desses produtores enfrentam é que, no campo, normalmente utilizam energia elétrica para grande parte da transferência de água. E geralmente, quando a temperatura está muito alta e muitas pessoas estão bombeando, há uma sobrecarga na rede elétrica, e eles enfrentam muitos problemas com quedas de energia, seja por raios ou porque o sistema pode ficar sobrecarregado, e temos quedas o tempo todo.

Poder implementar soluções realmente eficazes, como válvulas antecipadoras de surto, válvulas de ar anti-golpe e uma variedade de outros tipos de produtos nesses sistemas de transferência é fundamental, e precisamos fazer isso bem feito. E os princípios, como já mencionamos em episódios anteriores, como obter bons relatórios de surto, informações de qualidade e desenvolver um bom projeto, são realmente apropriados.

O ponto principal é que, quando trabalhamos com irrigação, lidamos com diferentes condições de qualidade da água, e precisamos garantir que, embora esses produtos sejam todos hidráulicos e funcionem sem energia, eles precisam operar tanto com água de boa quanto de má qualidade, pois isso vai variar ao longo do ano, dependendo das vazões do rio, entre outros fatores.

Muito verdade. Muito verdade. Uma vez que a água está armazenada no reservatório da fazenda e as bombas de irrigação estão fornecendo água para as aplicações de irrigação, existem outros locais que permitem a prevenção e mitigação do golpe de aríete?

Sim, com certeza. O que a maioria das fazendas está fazendo, uma vez que possuem o armazenamento de água a granel na propriedade, é basicamente pegar essa água e bombeá-la, geralmente, através de um grande sistema de filtragem. Porque o que eles querem é basicamente filtrar grande parte dos sólidos da água para que possam utilizá-la em irrigação por gotejamento, microaspersão ou, possivelmente, em sistemas de irrigação por pivô que vão irrigar as culturas. Existem muitos fatores muito específicos que vão gerar mudanças rápidas de fluxo, o que gera o golpe de aríete.

E um dos principais pontos onde ocorre esse golpe de aríete é justamente na estação de bombeamento e também na estação de filtragem. Porque estamos falando de grandes bancos de filtros de mídia, filtros de disco ou filtros de tela, e normalmente todos eles possuem algum tipo de limpeza automática ou retrolavagem automática, pois geralmente há poucas pessoas nessas fazendas para realizar o trabalho manualmente, então tudo costuma ser automatizado. Portanto, há muitos processos nessas fazendas que geram mudanças rápidas de vazão. Se os filtros entopem, eles vão realizar a retrolavagem e temos uma mudança rápida de fluxo nessa situação, vemos picos de pressão e vemos as bombas acelerando e desacelerando. Existem vários pontos nessas fazendas onde isso acontece.

Outra área-chave, que é bastante problemática, e é aí que a experiência da Bermad em irrigação realmente se destaca, é que, em muitas dessas fazendas, a propriedade geralmente é dividida em blocos menores segmentados, pois não é prático irrigar 500 ou 3.000 hectares de uma só vez. Então, eles dividem em blocos menores e irrigam individualmente cada bloco por determinados períodos de tempo.

E cada um desses blocos terá sua própria válvula de controle automatizada, que abrirá e fechará conforme a telemetria e os controladores de irrigação. Portanto, constantemente nesse sistema que passa por toda essa filtragem e depois segue para esses blocos, as vazões estão mudando o tempo todo porque o bloco um e dois vão desligar, e os próximos blocos vão ligar. Então, veremos um pico de vazão seguido de uma queda. E há muitas coisas acontecendo ao mesmo tempo. Pode ser bastante interessante quando você está lá, observando esses grandes sistemas e vendo os manômetros fazendo coisas incomuns.

Você sabe, o ponto-chave que é tão importante para os produtores é garantir que a infraestrutura esteja segura, e a experiência da Bermad realmente se destaca quando conseguimos garantir que o agendamento dessas trocas de turno, quando esses blocos mudam do bloco A para o B, sabemos como fazer as válvulas operarem em uma taxa controlada, com diferentes tempos de espera, e garantir que os filtros funcionem ao mesmo tempo.

São anos de experiência que a Bermad possui em irrigação, muito específicos em mitigação de golpe de aríete. Pode ser tão simples quanto garantir que cada uma das válvulas dos blocos que abre, abra em 40 segundos, e as outras válvulas que fecham, fechem rapidamente, mas podemos fazê-las abrir lentamente; assim, não temos excesso de vazão em um determinado caso.

O problema é que, quando temos vazões irregulares nas tubulações, depois de filtrarmos essa água, se tivermos vazões excessivamente altas, podemos ter muitos biofilmes se desprendendo do interior do tubo, o que pode acabar entupindo os gotejadores ou aspersores, etc. Portanto, há muitos fatores muito específicos e únicos da irrigação em que temos bastante experiência, trabalhando com produtores, projetistas e empresas de irrigação para garantir que mantemos o processo e o golpe de aríete no mínimo absoluto.

Agora, isso pode incluir coisas como válvulas antecipadoras de surto. Pode ser que estejamos usando válvulas de ar para prevenção de surto, para garantir que enchemos as seções do tubo em uma taxa lenta e controlada. Basicamente, gostamos de fazer tudo de forma suave, se isso faz sentido. Quanto mais ligamos e desligamos as coisas rapidamente e geramos surtos, mais estressamos toda a rede.

A importância para esses produtores é que eles estão plantando culturas realmente projetadas para o longo prazo. Você pode estar plantando amendoeiras que, com sorte, estarão lá por 20-30 anos. Você pode visitar olivais na Europa e na Austrália que estão lá há décadas. Portanto, você não quer ter que escavar a infraestrutura depois que todas as zonas de raízes já foram formadas pelas plantas e tudo mais; você quer que a infraestrutura no solo permaneça por muito tempo. O importante é obter informações realmente boas dos engenheiros para entender o que é bom, o que é eficaz e nem sempre o mais barato, mas o melhor para a fazenda a longo prazo, e é isso que fazemos muito bem na Bermad.

Vamos fazer uma breve pausa. Se você tiver alguma dúvida que gostaria que fosse respondida durante este podcast, fique à vontade para entrar em contato conosco pelo nosso site, https://www.bermad.com.au, ou envie um e-mail para info.au@bermad.com, e o Colin certamente irá respondê-las.

Agora, de volta ao programa. Colin, parece que essas técnicas que você menciona são bastante especializadas e específicas em relação à proteção da água, e isso realmente exige uma vasta experiência em irrigação e hidráulica para alcançar o resultado desejado. Os desafios para determinar o melhor resultado são agravados pelo fato de você estar utilizando água de irrigação em vez de água potável?

Sim, com certeza. Se eu observar muitos dos locais de onde as pessoas captam a fonte de água, como nossas válvulas são hidráulicas, isso significa que elas são projetadas para operar com qualidades de água filtrada aceitáveis, que permitem que os pilotos, os solenoides e os outros componentes funcionem de forma confiável, sem exigir muita manutenção regular.

Agora, se você observar muitos dos canais que abastecem vários rios, etc., verá que, em diferentes épocas do ano, o nível de sólidos suspensos ou o nível de argila coloidal ou sólidos na água pode variar enormemente. E isso tem um grande impacto no produto que instalamos. E, às vezes, as sugestões que damos são de que pode ser necessário diferentes níveis de filtração ou diferentes especificações de produtos que sejam mais adequados para essa situação.

Portanto, em muitos casos, não estão apenas utilizando água de rio ou de represa, mas agora, na era da reciclagem, estamos usando muito efluente reciclado na irrigação, para fins de irrigação, porque sabemos que é rico em nutrientes, é muito bom, reduz o uso de fertilizantes e é excelente para o cultivo de culturas.

Mas o efeito líquido é que essas fontes de água, a menos que você tenha experiência para realmente entender o que elas significam para produtos confiáveis em campo — e pode ser que você esteja falando de uma fazenda que tenha 200 a 300 dessas válvulas ao longo de muitos quilômetros —, exigem muita manutenção. Portanto, se não estiverem devidamente configuradas, corretamente filtradas e se a água não for tratada levando isso em consideração, certamente pode afetar a quantidade de manutenção ou a eficácia da irrigação. Então, novamente, a experiência da Bermad é algo que realmente se destaca aqui ao oferecer boas orientações sobre o que fazer.

Adorei isso, sempre útil. Esta conversa foi extremamente esclarecedora, Colin. Obrigado novamente pelo bate-papo.

É um prazer. Obrigado.

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