RESUMO
Utilizar inversores no controle de vazão de sistemas de bombeamento por meio da variação de sua velocidade pode ter uma maior viabilidade, caso o custo de sensores seja minimizado. Este trabalho investiga, por intermédio de análise multivariada, uma variável adequada ao pseudocontrole da vazão de um sistema de irrigação que economize o uso de sensores e simplifique o sistema de controle. Uma bancada de ensaio para coleta dados foi montada no laboratório e os dados foram processados no Statistical Package for the Social Sciences (SPSS). A análise de agrupamento hierárquico utilizando o método de Ward com base na distância euclidiana quadrática mostrou um grupo composto de quatro variáveis, estando presente nesse grupo a vazão, voltas no registro, altura do nível de água da calha parshall e a corrente elétrica, indicativo de que a corrente elétrica pode ser usada para o pseudocontrole, pois o inversor mede essa variável. A análise fatorial também indicou uma forte correlação da corrente elétrica com a vazão do sistema. A pressão foi o parâmetro da primeira componente da análise fatorial que apresentou a maior correlação com a vazão, no entanto o uso dessa variável para o controle automático demanda o uso de sensores.
Using inverters to control flow of pumping systems by means of changes in speed may be more viable if the cost of sensors is minimized. This work investigates through multivariate analysis an adequate variable for the pseudo control of the flow of an irrigation system that saves the use of sensors and simplifies the control system. A bench test to collect data was mounted in the laboratory and the data were processed using Statistical Package for the Social Sciences (SPSS). The hierarchical cluster analysis using the Ward method based on the squared Euclidean distance showed a group composed of four variables, being present in that group flow, turns on the register, water level of the Parshall weir and electric current, indicating that the electric current can be used for pseudo control because the inverter measures this variable. The factor analysis also indicated a strong correlation between the electric current and the system flow. In the first Principal Component, the pressure showed the highest correlation with the flow, although the use of this variable for automated control requires the use of sensors.
RESUMO
Com a demanda de água crescendo a cada ano, é necessária uma maior atenção aos fatores responsáveis da qualidade das águas. Esta pesquisa teve como objetivo identificar a similaridade de variáveis determinantes da qualidade das águas do trecho perenizado da bacia do Curu, Ceará, durante a estação seca e chuvosa, pelo emprego de análise multivariada. As amostras de água foram coletadas em sete pontos (georreferenciados), nos meses de janeiro, março, maio e agosto de 2005, totalizando 28 amostras. Nas águas, foram analisados os seguintes atributos: pH, CE, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, CO3-, HCO3-, SO4-, PO4(3-), NH4- e NO3-. Quatro grupos homogêneos foram identificados, sendo estes independentes da posição geográfica dos pontos de coleta, demonstrando a maior influência da sazonalidade na definição da similaridade da qualidade dessas águas. Os valores da RAS (Razão de Adsorção de Sódio) definiram a dissimilaridade do grupo 1 em relação aos demais; já o grupo 2 foi definido pelo nitrato e fósforo; enquanto que os valores da Condutividade Elétrica (CE) e da RAS, os íons sódio e o cloreto determinaram a dissimilaridade entre os grupos 3 e 4. Embora as águas dessa área sejam inadequadas ao consumo humano, CE>0,5d Sm-1, o cloreto e o sódio não representam riscos à saúde humana. Com relação aos parâmetros determinantes para irrigação, em apenas um grupo a salinidade apresentou restrição ligeira a moderada, enquanto a RAS apresentou a mesma restrição em todos os grupos.
A special attention should be devoted to the water quality determinant factors, since the water supply has been decreased each year. The aim of this research was to define the similarity of determinant variables of water quality in the perennialized part of the Curu watershed, Ceará, Brazil. Multivariate analysis/Cluster Analysis was used for this investigation and it was proceeded during the wet and dry season. The samples were took in seven stations, spreading out along the rivers during four campaigns of collection (January, March, May and August of 2005), totalizing 28 samples. The water attributes analyzed were: pH, Ce, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, CO3-, HCO3-, SO4-, PO4(3-), NH4- and NO3-. Four homogeneous groups were identified. They were independent of their geographic position. They were identified expressing the influence of weather seasonality. The values of Sodium Adsorption Ratio (RAS) defined the dissimilarity of group 1 in relation to the others. The values of nitrate and phosphorus defined the similarity of group 2; while the Electric Conductivity (CE), RAS, sodium and chloride ions determined the non homogeneity between groups 3 and 4. Although the salinity level of water (CE>0,5d Sm-1) was not suitable to human consume, the Na+ and Cl- concentration do not present risks to human health. In relation to irrigation, only one group presented salinity risk from low to moderate, while SAR showed the same risk level for all groups.
RESUMO
Os impactos ambientais provocados pelos fertilizantes nitrogenados, pesticidas e sais presentes nas áreas irrigadas vêm se tornando uma preocupação crescente, uma vez que estes podem se mover no solo desde a zona radicular até atingirem águas subterrâneas. Esta pesquisa teve como objetivo identificar a influência do manejo da irrigação e das chuvas sobre a dinâmica dos íons cloreto e nitrato ao longo dos perfis dos solos, bem como o seu impacto nas águas do lençol freático do Distrito Irrigado do Baixo Acaraú - DIBAU, Ceará. As amostras de solo foram coletadas a cada 50cm de profundidade, da superfície até a zona de saturação do lençol freático (7m) em duas áreas distintas, sendo uma irrigada com a cultura do coco (S1) e a outra uma mata nativa (S2). As amostras dos solos foram realizadas em período de plena atividade da irrigação (nov/06) e ao final da estação chuvosa (mai/07). As medições dos níveis e as coletas de água do lençol freático foram efetuadas, mensalmente, em quatro poços rasos, sendo dois inseridos na área irrigada e dois na área de mata nativa, no período de dez/2003 a nov/2005, nos meses de nov/2006, março e abril/2007. As maiores concentrações de cloreto nos perfis dos solos foram registradas durante a estação chuvosa, sugerindo a influência das chuvas no aporte de cloreto oriundo de aerossóis de sais marinhos. Já as maiores concentrações de nitrato ocorreram durante o período da irrigação. Os resultados também mostraram um aumento preocupante dos teores de nitrato nas águas dos poços influenciados diretamente pela agricultura irrigada, variando de 1,52 a 19,3mg L-1, excedendo significativamente os limites máximos aceitáveis pela Portaria n° 518/2004 para consumo humano e pela Resolução 357/05.
Environmental impacts of nitrogenous fertilizers, pesticides and salts contained in irrigation are becoming an increasing concern, because they may move with soil water from root zone to groundwater. The aim of this research was to identify the irrigation management and the rainfall depth influence over nitrate and chloride concentration in the soil profiles, as well as the risk of water table pollution in the Irrigated District of Baixo Acaraú (DIBAU), Ceará, Brazil. Soil samples were taken each 50cm deep soil profiles until to saturated zone (7m) in two different types of land use: irrigated area (S1) and native area (S2). Samples occurred during irrigation activities (Nov/06) and rainfall season (May/07). The water table was measured, monthly, from Dec/2003 to Nov/2005, Nov/2006, Mar and April/2007 in four shallow wells, two located in irrigated fields and the others in native. The greatest chloride concentration in the soil profiles was registered during rainfall season, suggesting the effect of sea-salt aerosols influence on chloride soil content. The greatest nitrate concentration occurred under irrigation period. Also, the results show that irrigation caused the groundwater concentration of NO3-N to increase from 1.52 to 19.3mgL-1, thereby, exceeding the standards on Regulation MS number 518/2004 and 357/2005 Resolution.
RESUMO
Uma análise integrada do atual uso dos recursos naturais do Perímetro Irrigado de Ayres de Souza, localizado no Vale do Acaraú, Ceará, foi realizada através do desenvolvimento de um índice de sustentabilidade agroecológica. Os dados dessa pesquisa foram oriundos de questionários aplicados a 33 produtores agrícolas beneficiados pelo projeto de irrigação. Os indicadores de sustentabilidade foram estimados pelo emprego de análise fatorial, método da análise fatorial/análise de componentes principais. O índice de sustentabilidade estimado a partir dos indicadores selecionados registrou uma situação de sustentabilidade fragilizada ou de insustentabilidade reversível. As unidades produtivas apresentaram um porcentual de 60,6 por cento com alguma sustentabilidade; e os demais 39,4 por cento estão em condições de insustentabilidade. Os resultados também mostraram que os fatores dominantes do índice de sustentabilidade foram: nível da atividade agrícola praticada, agricultura familiar, condições atuais do sistema água-solo e infra-estrutura, fontes alternativas de renda e experiência em tratos culturais.
The aim of this work was to make an analysis of natural resources at Ayres de Souza Irrigated District sited in Acaraú basin, Ceará, Brazil. This study was performed through an agro ecological sustainability index (ASI). The approach was based on 33 cross-over form applied to small farms located in the irrigated district. Factors Analysis/Principal Components Analysis were applied to select the sustainability indicators of the irrigated district as well as to define the agro ecological sustainability index. The results showed that the Index is capable of demonstrating clear differences among productivity unit management system with respect to sustainability. 60 percent of the pooled productivity units presented weak sustainability and the other 39.4 percent were unsustainable. The dominants factors of the Index were: level of agricultural management practices, family agriculture, framework of irrigation and alternative income source.
RESUMO
Análise Fatorial/Análise da Componente Principal (AF/ACP) foram empregadas com o objetivo de identificar os fatores determinantes (naturais e antrópicos) da qualidade das águas superficiais na bacia do Alto Acaraú, Ceará. Realizaram-se coletas trimestrais, no período de fev/2003 a mar/2004, em seis pontos localizados nas áreas de influência urbana e de drenagem de perímetros irrigados. Foram analisados os parâmetros pH, temperatura, cor, turbidez, nitrato, amônia total, amônia livre, amônia ionizada, sódio, cloretos, potássio, sulfato, dureza, cálcio, magnésio, alcalinidade total, alcalinidade do bicarbonato, condutividade elétrica, sólidos suspensos, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total, ortofosfato solúvel, clorofila "A", coliformes totais e coliformes termotolerantes. Através das técnicas de estatística multivariada, AF/ACP, foram selecionadas as variáveis que explicavam o maior percentual da variância total dos dados. Três componentes são responsáveis pela estrutura da qualidade das águas explicando 88 por cento da variância total. O modelo mostrou que o primeiro fator (39,81 por cento da variância) expressou-se como um componente mineral. O segundo, explicando 29,22 por cento da variância, apresentou-se como um componente de nutrientes. No terceiro fator (19,16 por cento da variância), identificou-se como um componente de escoamento superficial das áreas agrícolas e clima. A rotação dos fatores, os parâmetros indicadores da qualidade das águas estão, principalmente, relacionados com a solubilidade dos sais (natural), com nutrientes e transporte de sedimentos (ação antrópica).
Factor analysis/Principal Component Analysis (FA/PCA) were applied to the data set on water quality in upper Acaraú River basin (Brazil) to study the effects caused by human activities on water. Variables were measured at six key sampling sites (villages and agricultural areas) in four campaigns from February/2003 to March/2004. The samples were analyzed for pH, temperature, color, electrical conductivity, turbidity, nitrate, ammonia, sodium, chloride, potassium, sulfate, total hardness, calcium, magnesium, total alkalinity, alkalinity bicarbonate, total suspended solids, dissolved oxygen (DO), 5-days biochemical oxygen demand (BOD5), total phosphate, orthophosphate, chlorophyll-a, and feacal coliform. Multivariate statistical techniques, (FA/PCA), allowed the identification of variables that explain the major percent of total variance. Three components were identified as responsible for the data structure, explaining 88 percent of the total variance of the data set. Model showed that the first factor (39.81 percent of variance) assigned as mineralization factor. The second one (29.22 percent of variance) represented as nutrients group. The third factor (19.16 percent variance) assigned as a combination of agricultural area runoff and weathering. Varimax rotation showed that the mainly water quality parameters were related to mineralization (natural process) and non-point pollution (anthropogenic activities).
