Echipament Tehnic de Aplicat Benzi Furtunuri Pentru Irigare Subterană Prin Picurare

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE

Programul de studii: Ingineria Dezvoltării Rurale Durabile

PROIECT DE DIPLOMĂ

Echipament tehnic de aplicat benzi/furtunuri pentru irigare subterană prin picurare

Coordonator Științific:

Dr.ing. MATEESCU Marinela

Absolvent:

DRĂGUCEANU Andreea -Aurelia

Anul susținerii –

2016

CUPRINS

Capitolul I. ASPECTE GENERALE PRIVIND IRIGAREA CULTURILOR AGRICOLE

Apa – rolul in realizarea culturilor agricole

Necesitatea si importanța irigațiilor in agricultura

Metode de udare utilizate în agricultură

Irigarea subterană prin picurare

Structura culturilor irigate din România comparativ cu alte state

Concluzii

Capitolul II. STADIUL ACTUAL PRIVIND REALIZĂRILE DE ECHIPAMENTE PENTRU IRIGARE SUBTERANĂ PRIN PICURARE

2.1 Studiu privind sistemele de irigare existente in România

2.2 Echipamente pentru irigarea subterană prin picurare folosite pe plan mondial

2.3 Echipamente pentru irigarea subterană prin picurare folosite în țara noastră

2.4 Concluzii

Capitolul III. NECESITATEA ȘI OBIECTIVELE LUCRĂRII

3.1 Necesitatea lucrării

3.2 Obiectivele lucrării și metodica de cercetare

Capitolul IV. STUDII TEORETICE PRIVIND PROCESUL DE LUCRU

AL ECHIPAMENTELOR TEHNICE PENTRU LUCRAREA ECOLOGICĂ A SOLULUI FĂRĂ RĂSTURNAREA BRAZDEI

4.1 Organele de lucru ale echipamentelor tehnice pentru lucrarea ecologică a solului fără răsturnarea brazdei, echipamentul tehnic de aplicat benzi/ furtunuri pentru irigare subterană prin picurare

4.2 Aspecte teoretice privind procesul de lucru executat de echipamentul de aplicat benzi sau furtunuri de irigare subterană

4.3 Forța de rezistență la tracțiune

Capitolul V. ELABORAREA METODOLOGIEI DE STUDIU ȘI EXPERIMENTARE, APARATURA ȘI DISPOZITIVELE DE MĂSURARE FOLOSITE

5.1 Determinarea indicilor calitativi de lucru

5.2 Determinarea indicilor energetici și a capacității de lucru

5.3 Dispozitivele și aparatura folosită la încercări

Capitolul VI. CERCETAREA EXPERIMENTALĂ A MAȘINII DE AFÂNARE ADÂNCĂ A SOLULUI

6.1 Determinarea indicilor energetici

6.2 Determinarea forței de tracțiune

6.3 Determiarea indicilor calitativi

Introducere

Capitolul I. ASPECTE GENERALE PRIVIND IRIGAREA CULTURILOR AGRICOLE

Apa – rolul in realizarea culturilor agricole

Apa este unul din principalii factori de vegetație, a reprezentat incă din timpuri străvechi un vast domeniu de preocupări. În zilele noastre bogățiile naturale ale unui ținut se evaluează nu numai prin rezervele sale de minereuri, cărbune, petrol etc. dar și prin cantitatea de apă de care dispune.

Consumul de apă al plantelor se exprimă prin evapotranspirația potentială, care se compune din apa folosită de plante și cea pierdută prin evaporație. Acesta variază în funcție de faza de vegetație, fiind în creștere de la faza de germinare pană la faza de recoltare.

Sursa principală de aprovizionare cu apă a plantelor este umiditatea solului. Cerințele fată de umiditatea solului se schimbă în funcție de faza de dezvoltare, fiind mai ridicate la încolțirea semințelor, la formarea rodului. Cerințele mai scăzute sunt după răsărire, la înflorire, la maturizarea rodului.

Optimizarea aprovizionării cu apă a plantelor, pe parcursul întregii perioade de vegetație este posibilă doar prin compensarea oportună a deficitului de apă din stratul activ de sol.

Irigarea constituie o măsură tehnologică de mare importanță având ca efecte:

obținerea de producții mari, indiferent de cantitatea de precipitații căzute, deoarece prin irigare se completează deficitul de apă, care se distribuie în raport cu cerințele plantelor;

folosirea îngrășămintelor de către plante cu eficiență mai mare prin mărirea gradului de solubilizare a substanțelor;

prelungirea perioadei de vegetație a plantelor și eșalonarea mai bună a producției.

După perioada când se execută și după scopul urmărit se deosebesc următoarele tipuri de irigări:

irigarea de aprovizionare, care se aplică în perioadele secetoase, când umiditatea solului scade sub limita coeficientului de ofilire. Se efectuează în mod obișnuit în vederea creării condițiilor corespunzătoare pregătirii patului germinativ pentru culturile succesive;

irigarea pentru asigurarea răsăririi uniforme, care se execută după semănat, când solul nu este suficient de umed. Este folosită frecvent în cazul semănăturilor târzii sau cu semințe mici care răsar greu;

irigarea în cursul perioadei de vegetație, care completează nevoia de apă a plantelor în diferite faze de creștere;

irigarea de răcorire, care se aplică în perioadele de arșiță in scopul scăderii temperaturii, prin intensificarea transpirației și creșterea umidității atmosferice. Irigarea de răcorire se face prin aspersiune;

irigarea de fertilizare care completează nevoia de hrană a plantelor în cursul vegetației, folosindu-se în acest scop îngrășăminte sub formă de soluție.

Metoda de udare reprezintă modul de administrare a apei, care necesită distribuirea uniformă a unui volum de apă într-o perioada de timp în sol, în zona radiculară și în fazele respective de creștere și dezvoltare a plantelor cultivate.

La alegerea metodelor de udare trebuie să se țină cont de cerințele plantelor cultivate față de apă, de natura și de panta terenului, de frecvența și intensitatea vânturilor.

Indiferent de metoda folosită, udarea trebuie să asigure:

udarea uniformă a solului până la adâncimi la care pătrund rădăcinile plantelor;

păstrarea în straturile superioare ale solului a unei structuri glomerulare;

evitarea pierderilor de apă ca urmare a infiltrației în straturile adânci, prin pereții canalelor și prin revărsare;

evitarea spălării intense a solului de substanțe nutritive și saturării acestuia;

mecanizarea lucrărilor de îngrijire a plantelor într-o măsură cât mai mare, cu toată existența rețelei de canale pentru conducerea apei de irigat;

conducerea apei de irigat cu un număr redus de forță de muncă.

Regimul de irigare se exprimă prin norma de irigare, norma de udare și frecvența udărilor.

Norma de irigare reprezintă cantitatea totală de apă ce se administrează pe durata perioadei de vegetație și este specifică pe fiecare cultură în parte. Norma de udare reprezintă cantitatea de apă ce se dă la o udare.

Momentul aplicării udărilor se stabilește cu ajutorul higrometrelor. Se recomandă ca în perioadele foarte călduroase, irigarea să se facă de 2 ori/zi (dimineața și seara, evitând astfel perioadele cu temperaturi foarte ridicate, când plantele pot suferi șocuri termice). Frecvența udărilor depinde de consumul de apă și de specia cultivată.

Irigarea subterană prin picurare este un sistem de irigare avantajos pentru culturile de câmp. Față de irigarea prin picurare la suprafață, irigarea subterană oferă posibilitatea executării tuturor lucrărilor agricole mecanizate. Acest sistem este cu atât mai avantajos cu cât udând la rădăcină, se diminuează foarte mult riscul de apariție al buruienilor, reducând considerabil volumul de muncă.

Instalația de irigare prin picurare poate să funcționeze continuu sau cu intermitență la o presiune de aproximativ o atmosferă, debitul la un picurător fiind variabil de la 0,4 la 10 l/h. Irigarea prin picurare se poate automatiza stabilindu-se durata de picurare în funcție de debitul la picurător, de substratul de cultură și de perioada în care se efectuează cultura. Instalația de udare prin picurare este folosită și pentru fertirigare cu soluții nutritive.

Instalația de irigare subterană prin picurare poate fi instalată la diverse adâncimi, în funcție de tipul culturilor din asolament, lucrările de pregătire a patului germinativ, adâncimea rădăcinilor. Pentru culturile de câmp, adâncimea de instalare este de 30 … 40 cm.

Avantajele utilizării unui sistem de irigare subteran sunt:

eficientizarea consumului de apă;

durata lungă de viață;

un volum de sol udat mai mare în zona rădăcinilor;

suprafața solului rămâne uscată, ceea ce conduce la micșorarea gradului de îmburuienare;

scurtarea timpului dintre două cicluri de producție;

lucrările de întreținere mecanică și de recoltare a culturilor se realizează mai ușor deoarece nu sunt influentate de sistemul de irigare;

mai bună infiltrare a apei de la suprafață, deoarece nu se mai formează crustă impermeabilă;

creșterea eficienței fertilizanților in cazul fertirigarii, prin aplicarea direct în zona rădăcinilor plantelor;

reducerea necesarului de forță de muncă, prin utilizarea unui echipament de încorporat în sol liniile de picurare.

Irigarea fertilizantă sau fertirigarea constă în administrarea îngrășămintelor o dată cu apa de irigat. Plantele au cerințe diferite față de elementele nutritive în funcție de specie, soi, sistem radicular. De multe ori necesitățile plantelor nu sunt în corelație cu starea de aprovizionare a solului și astfel apar manifestări negative ale acestora cu efecte directe asupra creșterii și dezvoltării lor (plantele devin mai puțin rezistente la boli și dăunători, la condițiile nefavorabile de mediu etc.).

Cele mai importante componente ale unui sistem de irigare subterană prin picurare sunt: sursa de apă, pompa, supapa de sens, filtrele, regulatorul de presiune, electrovanele, conductele principale și secundare, conductele flexibile (liniile de picurare).

Necesitatea si importanța irigațiilor in agricultură

Unele plante conțin 90% apă, deci este componenta principală a organismelor vegetale. În funcție și de natura pe care o au, plantele au exigențe hidrice diferite, o comparație simplă este între necesarul de apă a unui nufăr și necesarul de apă a unui cactus. Un alt factor de care trebuie ținut cont la irigare  este faza vegetativă, când produce muguri primăvara, când înflorește și când începe să producă și să maturizeze fructele, necesarul de apă este diferit pentru fiecare perioadă vegetativă.

Fig. 1.1. Importanța apei în agrigultură

Pe termen mediu și lung România nu va mai putea face față cerințelor de apă ale populației, industriei, agriculturii și ale altor consumatori din cauza contaminării a aproape jumătate din resursele țării, a distribuirii neuniforme a apelor și a schimbării climei. [4]

Pentru o bună dezvoltare a plantelor solul trebuie să fie umed la doi centimetri sub crustă. Este bine de știut că irigările de seară mențin terenul umed mai mult timp pentru că evaporarea apei datorită căldurii solare nu există.

Totuși cel mai bine se irigă dimineața. Apa combinată cu căldura au ca efect o mai bună asimilare a substanțelor nutritive și în plus dimineața temperatura solului este aproape egală cu temperatura apei de irigație. După o zi de soare puternic plantele încălzite pot suferi de stres termic, datorită diferențelor de temperatură, în nici un caz nu se udă în orele calde ale amiezii.

Principale irigări sunt: înainte de plantat dacă terenul este uscat (reface rezerva de apă din sol și ușurează lucrările); după plantat (pune în contact rădăcinile cu solul și asigură prinderea răsadurilor); în perioada vegetativă (asigură umiditatea necesară dezvoltării plantelor). Pentru o bună irigare trebuie ținut cont că principala sursă de aprovizionare cu apă a plantelor este umiditatea solului.

Plantele reacționează și la umiditatea aerului; umiditatea atmosferică excesivă combinată cu temperaturi ridicate determină o insuficientă polenizare și contribuie într-o anumită măsură la dezvoltarea bolilor fungicide. Umiditatea atmosferică scăzută are ca efect o întârziere a polenizării și ofilirea plantelor în special a mugurilor tineri.

O irigare eficientă și economică se face folosind apa din precipitații (se poate colecta în rezervoare care să asigure rezerva de apă în perioadele fără precipitații); mulcirea solului are ca efect micșorarea cantității de apă evaporată; după ce răsadurile s-au prins pentru a stimula dezvoltarea rădăcinilor în profunzime nu se irigă circa 10 zile; temperatura apei de irigație trebuie să fie aproximativ egală cu temperatura solului; la roșii nu se irigă înainte de recoltare (duce la crăparea fructelor). O irigare eficientă are ca efect obținerea de producții ridicate de legume și de calitate superioară. [2]

În etapa actuală, culturile valoroase în condiții de irigare sunt porumbul, sfecla de zahăr, lucerna, cartofii și bineînțeles culturile horticole. În general porumbul ocupă 60 % din suprafața asolamentului de culturi irigate. După lucerna irigată 5-6 ani poate urma 3-4 ani în mocultura irigată porumbul. În cazul in care sunt cerințe și posibilități, în asolamentul cu culturi irigate se poate introduce floarea soarelui, fasolea, soia, grâul și orzul de toamnă, cartoful, alcătuind un asolament de scurtă durată.

Calitatea apei. Conținutul în săruri solubile a apei de irigat  este cuprinsa între 0,15 – 3 g/l săruri solubile. Daca conținutul de săruri solubile este de 4 g/l, apa începe sa devină vătămătoare pentru plante. Cele mai dăunatoare săruri sunt carbonatul și clorura de sodiu, care nu trebuie să depășească 1 g/l.

Reacția apei trebuie să fie în jur de 7. Se poate folosii apa cu ph mai mare de 7 doar pe terenuri acide.

Temperatura apei de irigat trebuie să fie cât mai aproape de temperatura mediului în care cresc plantele. Apele subterane se încălzesc în timpul circulației prin canale.

Regimul de irigație al unei culturi se referă la modul cum se administrează apa de irigat în timp. În acest scop trebuie să se cunoască bilanțul apei, norma de irigație, irigația de aprovizionare, norma de udare, momentul de udare și graficul udării.

Bilanțul apei poate fi:

în circuit închis, când apa necesară plantelor provine din precipitații și irigații;

în circuit deschis, când rădăcinile plantelor pot fi aprovizionate de apa freatică prin capilaritate.

Norma de irigație reprezintă cantitatea de apă care se da unei culturi în timpul perioadei de vegetație, pentru obținerea unei recolte cât mai mari. Această normă depinde de bilanțul apei, deoarece în cazul in care precipitațiile și alimentarea cu apa din pânza freatică acoperă necesarul plantei nu mai este nevoie de irigație.

Irigația de aprovizionare se face înainte de însămânțare, cu scopul de a asigura apa necesară răsăritului uniform și pentru a realiza în sol o rezervă de apă pentru primele faze ale culturii. Pentru cerealele de toamnă irigația de necesitate se face după veri secetoase. Pentru culturile de primăvară irigarea de aprovizionare se face după ierni secetoase.

Norma de udare este cantitatea de apă exprimată în metri cubi la hectar, care se da la o singură udare, pentru a asigura nevoile plantelor.

Norma de udare la principale culturi agricole:

– grâu: răsărire 400mc /ha; impăiere-burduf, 2 udări de 700 mc/ha

– porumb: apariție panicul-coacere lapte, 2-4 udări de 500mc/ha

– soia: imbobocire- umplerea boabelor, 2-4 udări 500-800 mc/ha

– rapiță: doua udări,  inflorit-legare silicve dacă este necesar

– sfeclă de zahar: de la mijlocul lui iunie 3-4 udări 500-600 mc/ha

– cartofi:  3-5 udări cu norme de 300-400 mc/ha.

– lucernă:  la o săptămână după coasă, o udare 600 mc/ha.

Momentul udării se alege pe faze de vegetație, controlându-se umiditatea solului, spre a fi completată, astfel încât să nu scadă sub 75-80% din capacitate de câmp.

Graficul udărilor reprezintă ordinea tuturor udărilor pe culturi și perioade de irigații și este necesar să se întocmească atât pentru a dimensiona canalele cât și pentru organizarea lucrărilor de udare. [3]

Metode de udare utilizate în agricultură

Dotările minime pentru a trece de la stropitoare la un sistem de irigație ușor de utilizat sunt o priză de apă, un tub, un racord. Adăugarea la aceste elemente de bază alte componente mai mult sau mai puțin sofisticate în funcție și de mărimea plantației va duce la crearea unui sistem de irigație (fig.1.2).

Fig. 1.2. Sistem de irigație în câmp

Tuburile de irigații sunt din material plastic, recomandate ar fi cele cu mai multe straturi, din cauciuc, din PVC. Grosimea pereților  și calitatea materialelor elimină situația neplăcută când furtunul se îndoaie și oprește fluxul de apă. Pentru o alegere bună a furtunului trebuie știut că lungimea trebuie să fie cea strict necesară, cele mai bune sunt cele care se strâng pe un căruț, diametrul interior trebuie să fie de circa 13 milimetri.

În afara tuburilor de irigație sunt necesare racorduri care să facă legătura între tuburi. Cele mai cunoscute sunt cele „quick click”, nu sunt filetate, se conectează ușor, sunt prevăzute cu garnituri de etanșare care elimină pierderile de apă.

La toate aceste elemente se poate adăuga un pistol de irigație cu jet reglabil care poate fi utilizat pentru irigări locale. Pentru automatizarea sistemului de irigație se pot folosi aspersoare. Cele mai simple sunt cele statice sub presiune, unde apa iese prin mai multe găuri de mici dimensiuni și creează un jet de apă asemănător picăturilor de ploaie.

Acest jet este dirijat pe o suprafață circulară cu un diametru mediu de 4 metri. Se pot folosi și aspersoare cu braț rotativ (fig. 1.3), jetul de apă este dirijat pe o suprafață circulara conform figurii 1.4 de brațul rotativ învârtit de presiunea apei.

Fig. 1.3. Irigator tip brat rotativ

Fig. 1.4. Irigare circulara

Se mai folosesc și aspersoare cu braț oscilant (fig. 1.5), unde presiunea apei acționează un braț care oscilează in jurul axei, determinând o mișcare circulară a jetului de apă. În imaginile alăturate se pot vedea irigatorul static, aspersorul cu braț rotativ și aspersorul cu braț oscilant, pot fi folosite eficient toate. Au avantajul ca pot fi plimbate în grădină irigând suprafețe locale în funcție de necesități. Aspersorul cu braț oscilant poate fi reglat să irige colțurile grădinii sau la nevoie suprafețe pătrate.

(a) (b)

Fig 1.5. Aspersor simplu (a) sau cu braț oscilant (b)

Aspersiunea

Categoria aspersoare înglobează toată gama de aspersoare de grădină, folosite în agricultură, și care în general sunt în componența liniilor de aspersie fină sau a aripilor de ploaie.

În accepțiunea tehnică, aspersia înseamnă distribuția uniformă a apei sub forma unor picături fine similare ploii, pe o suprafață bine determinată (fig.1.6). Elementul de dispersie este aspersorul, definit ca un dispozitiv cu ajutorul căruia se împrăștie apa adusă prin conducte aflate sub presiune.

Fig. 1.6 Irigare prin aspersiune

Sistemele de irigații prin aspersiune conțin elementele tehnice incluse în lanțul de distribuție a apei, începând de la sursa de punere sub presiune și terminând cu ultimul și, poate, cel mai important element – aspersorul (fig.1.5). În scopul aplicării cu maximă eficiență a udărilor prin aspersiune și nu numai, va trebui ținut cont de strânsa corelare ce există între factorii de climă, sol și plantă.

Ceața

Sistemele de irigație tip ceață (fig. 1.7.)  sunt folosite in general pentru scăderea temperaturii și/sau creșterea umidității in sere, solarii, ferme zootehnice, ferme de creștere a ciupercilor, ferme de creștere a melcilor, hale de depozitare și/sau producție, locuințe particulare, terase, etc.

Elementul central pentru aspersie este aspersorul tip ceață prezentată în figura 1.8.

Fig. 1.7. Sistem de irigare de tip ceața

Fig. 1.8. Aspersor tip ceață

Structura și caracteristicile aspersorului de tip ceață:

asigură condiți bune de creștere a plantelor 

crește umiditatea în seră 

reduce temperatura în sere și solarii

picături fine (medie de 55 microni) 

LPD (Dispozitiv de prevenire a scurgerii) pentru pornirea și oprirea simultană a sistemului

Aspersia fină

Aspersia fină (fig.1.9) se alege pentru irigarea culturilor de legume deoarece prezintă mai multe avantaje:

realizează o ploaie fină și crează un microclimat propice creșterii plantelor

pământul nu formează crustă și nu sunt necesare lucrări ale solului suplimentare

având stropi fini, nu dezvelește rădăcina plantei și nu se rup frunzele

asigură o uniformitate foarte bună a irigării

sunt foarte ușor de montat / demontat

diminuează efectul de dispersie cauzat de vânt

pot fi alimentate de la surse limitate de apă

costul sistemelor de pompare este destul de scăzut deoarece nu au cerințe speciale legate de debit și presiune.

Fig. 1.9. Aspersie fină

Microasperia

Microasperia este un sistem de irigat cu picături fine (fig.1.10), gândit pentru a fi eficient și economic atât în sere/solarii cât și în livezi sau ferme de melci. Asigură o uniformitate foarte bună a irigării. În cele mai multe cazuri se preferă funcționarea în regim automatizat. Microaspersoarele (figura 1.11.) sunt rezistente la șocuri mecanice precum și la acțiunea îngrășămintelor sau a diferitelor tratamente aplicabile în același timp cu apă. Microaspersoarele sunt rotative sau fixe, cu picuraturi de diferite dimensiuni.

Fig.1.10 Microaspersor tip AquaMaster 2005 sistem fix

Fig. 1.11. Microaspersoare

Microaspesia este folosită în special pentru irigarea culturilor de ceapă verde, salată, spanac, în solarii si are avantajul că asigură o cantitate uniformă de apă în întregul solarul.

Aripile de ploaie

Aripile de ploaie sunt echipamente de irigat cu mutare manuală, formate din tronsoane de 5 sau 6 m, ușoare, care pot fi mutate cu ușurință (fig.1.12). Îmbinarea lor se face cu ajutorul unor cuple rapide care asigură o etanșeitate ridicată. Permit irigarea unor suprafețe de până la 1,4 ha la o mutare. Sunt utilizate pentru udarea la cultură mare sau a pajiștilor.

Fig. 1.12. Aripi de ploaie

Sisteme de irigare cu tamburi

Sistemele de irigare cu tamburi (fig. 1.13.) se folosesc la irigarea tuturor tipurilor de culturi: legume, livezi, pepiniere, melci, cultură mare, pajiști și pășuni. De asemenea, se utilizează și la irigarea terenurilor de fotbal, rugby, hipodromuri, terenuri și spații de agrement, terenuri de sport.

Tamburii pentru irigații prezintă un mare avantaj în prețul relativ scăzut, raportat la suprafața pe care o poate acoperi și la durata mare de viață.

Fig. 1.13. Instalație de irigat cu tambur

Instalații de irigat cu pivot

Sistemul special de propulsie și aliniere permite instalației de irigat să opereze chiar pe terenuri dificile cu maximă precizie și siguranță. Deplasarea între terenurile de irigat se poate realiza prin mijloace proprii. Componentele provin în cea mai mare parte de la echipamentul de tip pivot, recunoscut pentru rezistentă la toate solicitările ce ar putea să apară pe întreaga perioadă de exploatare.

Fig. 1.14. Instalație de irigat cu pivot, liniară

Această instalație este executată din oțel protejat prin zincare termică conferă cea mai bună protecție anticoroziva. Instalațiile de irigat cu pivot liniare (figura 1.14) folosesc ca sursă de alimentare cu apă rețelele de hidranți dar și resurse naturale de apă (lacuri, râuri)

Această instalație are mai multe avantaje printer care :

permite irigarea suprafețelor cuprinse între 2 și 150 ha

există posibilitatea mutării instalației de pe o suprafață pe alta

realizează o economie de 70% a forței de muncă

funcționează și la presiune scăzută a apei

controlul aplicării apei pe suprafața de irigat în proporție de 90%

eficiență sporită în aplicarea substanțelor chimice

permite scheme flexibile și eficiente de aplicare a apei cu economii de 70 %

Sistemele și instalațiile de irigare prin picurare

Udarea prin picurare este o metodă relativ nouă care constă în distribuirea apei pe teren în mod lent, sub formă de picături (fig.1.15).

Fig. 1.15 Irigarea prin picurare

Apa distribuită nu umezește decât o parte din sol, rămânând intervalul dintre rânduri neumezit. Apa este distribuită la fiecare plantă cu ajutorul microtuburilor capilare. Se folosește o instalație, alcătuită dintr-o rețea de conducte din material plastic prevăzute cu dispozitive de picurare, amplasate la distanțe stabilite în funcție de distanțele dintre plante.

Sistemele și instalațiile de irigare prin picurare sunt cele mai eficiente metode de irigare. În timp ce sistemele de sprinklere au o eficiență în jur de 75-85%, sistemele de irigare prin picurare au de obicei peste 90%, ceea ce înseamnă mult mai puțină apă risipită. Din acest motiv irigarea prin picurare este soluția cea mai folosită pentru irigarea culturilor de legume în solarii și în câmp, pentru grădini de flori sau ghivece, culturi de viță de vie și pomi fructiferi.

Sistemul de irigare prin picurare, prin cumulul de avantaje prezentate , conduce în final la obținerea unui spor de producție de până la sută la sută și la creșterea calității produselor. Liniile de picurare sunt foarte folosite în legumicultură, pomicultură și în cultura viței de vie. Există o varietate foarte mare de produse și producători pentru liniile de picurare, iar alegerea lor se face în funcție de cultura la care vor fi folosite, lungimea terenului, debitul disponibil și chiar în funcție de calitatea apei.

Dar irigarea prin picurare are și alte beneficii care o fac utilă aproape oriunde. Este ușor de instalat, ușor de proiectat, poate fi foarte ieftină și poate reduce problemele bolilor asociate cu un nivel ridicat de umiditate la unele plante. Irigarea prin picurare funcționează prin aplicarea apei încet, direct în sol. Rezultatele înaltei eficiente a irigării prin picurare depind de doi factori principali. Primul este că apa este absoarbită în sol înainte de a se evapora. Al doilea este faptul că apa este aplicată numai în cazul în care este necesar, (la rădăcinile plantei), decât pulverizată peste tot. În timp ce sistemele de picurare sunt simple și destul de tolerante cu erorile de proiectare și instalare, eficiența poate fi maximă.

Irigarea subterană prin picurare

În principal tehnologia pentru irigare cu tub prin picurare se rezumă la udarea cu cantități controlate de apă corelate cu capacitatea de absorție a solului și evapotranspirația, distribuite în apropierea plantelor, în principal în zona de dezvoltare a rădăcinilor plantelor (fig.1.16) .

Fig.1.16 Irigare subterană prin picurare

Alegerea acestor echipamente, instalații și sisteme de irigații cu tub prin picurare se pretează în mod deosebit la culturile horticole : legume în câmp, solarii, sere, grădini, vii și livezi dar și la flori, culturile de porumb și cartofi, cu posibilitatea unui grad mare de mecanizare.

Metoda de irigare cu tub prin picurare a introdus în agricultura modernă conceptul de fertirigație, respectiv fertilizarea concomitentă cu irigarea, folosind ca suport apa de irigare.

Sunt folosite în acest sens substanțe fertilizante total solubile realizate în mod special pentru a fi utilizate în echipamentele și instalațiile pentru irigații prin picurare. Substanțele nutritive și stimulative solubile sunt administrate concomitent cu apa de irigare, în cantități riguros controlate, fără a risipi aceste substanțe, destul de costisitoare, în zonele dintre rânduri care nu reclamă necesitatea fertilizării. Ținând cont și de reducerea cheltuielilor cu administrarea substanțelor fertilizante, costurile se reduc la 25% din costurile unei fertilizări clasice.

Funcționarea acestor echipamente, instalații și sisteme de irigare cu furtun de picurare amplasat subteran se bazează pe distribuirea apei în mod uniform, în puncte apropiate de plante. Apa circula în mod lent, picătură cu picătură, într-o proporție și cu o frecvență adaptată nevoilor plantei, având posibilitatea compensării stricte a evapotranspirației, permițând un control riguros al normelor de udare și aplicarea acestora.

Distribuirea apei, picătură cu picătură, numai în apropierea sistemului radicular al plantelor (fig.1.17), conduce pentru aceleași bilanțuri de utilizare a apei de către plante, la un consum de apă redus, respectiv cu doar circa 30% din consumul de apă realizat prin aspersie și doar 10-18% din consumul de apa realizat la irigarea pe brazde, fapt ce conduce implicit la reducerea cheltuielilor efectuate pentru aprovizionarea cu apă.

Fig. 1.17. Distribuția apei la rădăcina plantelor

Echipamentele, instalațiile și sistemele pentru irigații cu tub prin picurare asigură o sanitate deosebită în raport cu alte metode de irigații cunoscute, datorită următoarelor considerente:

ca rezultat al neudării frunzelor și fructelor se reduce apariția bolilor și epidemiilor;

umiditatea atmosferică scăzută elimină apariția bolilor criptogamice;

pesticidele aplicate nu sunt spălate de pe frunze odată cu irigarea, prelungind-se astfel timpul de acțiune al acestora, reducând numărul de tratamente aplicate, implicit cantitatea de substanțe utilizate;

se reduce densitatea buruieniloir și dezvoltarea acestora ca efect al udării limitate a suprafețelor.

Aceste echipamente, sisteme și instalații pentru irigații cu furtun de picurare reprezintă singura metodă eficientă de irigare uniformă pe terenuri denivelate și în pantă.

Benzile de picurare sunt de obicei instalate pe rândurile de cultură la o adâncime in funcție de tipul de plantație care depinde de cultură, tipul de sol , prelucrarea solului. ( Fig. 1.19 ) . De exemplu, pentru porumb și bumbac care au rădăcina adânc crescută in pământ , banda poate fi instalată la o adâncime de 30 până la 35 cm, in zonele aride unde plantele au radacina mai puțin adancă, banda poate fi instalată la o adancime de 20 cm.

Fig. 1.18 Plasarea benzii de picurare subterană la o cultura de bumbac

Benzile de picurare sunt de diferite diametre și grosimi pentru a se potrivi cu debitul de apă necesar pentru o anumită cultură conform figurii 1.19.

Fig. 1.19 Diferite tipuri de benzi de picurare

Terenurile agricole pe suprafețe mai extinse necesita benzi cu diametrul mai mare ca sa aibe o uniformitate a irigarii mai precisă dar totodată sunt mult mai rezistente decât cele cu un diametru mai mic. Prețul unei astfel de benzi crește odată cu diametrul și grosimea. In mod normal aceste benzi se transportă in rulouri și sunt ingropate cu ajutorul unui echipament tehnic, care aplică astfel de benzi, acest echipament fiind legat la tractor (fig. 1.20)

Fig. 1.20 Echipamentul folosit pentru ingroparea benzilor de picurare subterană

Linia de alimentare cu apă este de obicei o țeavă facută dintr-un material PVC montată intr-un șanț perpendicular pe benzile de picurare subterane cum se poate observa și în figura 1.21.

Fig. 1.21 Linia de alimentare cu apă

Benzile de picurare sunt conectate la conducta de alimentare cu apă , folosind furtunuri flexibile din polietilenă. Benzile sunt forate și conectate la linia de alimentare folosind diverse accesorii (fig. 1.22)

Fig.1.22 Accesorii de atașare a furtunului la linia de alimentare

O astfel de instalație trebuie să aibe și o stație centrală de control (fig 1.23). Stația centrală de control în mod normal cuprinde mai multe componente cum ar fi:

1. Stația de pompare- furnizează apa la debitul și presiunea dorită și este important să aibe aceeași capacitate ca și pompa (viteza de curgere și presiunea apei), în caz contrar pompa va opera la eficiență scăzută și se pierde de asemenea și energie.

2. Sistemul de filtrare- filtrează impuritățile din apă (cum ar fi particulele de sol sau deșeuri). Există mai multe tipuri de filtre care sunt selectate în funcție de calitatea apei.

3. Sistemul de fertirigare- aplică îngrășăminte lichide sau dizolvate cu apa de irigare. Acest sistem include de obicei un rezervor de fertirigare care stochează îngrășământul și un dispozitiv pentru injectarea îngrășământului în conductă.

4. Sistemul de injectare chimică- aplică alte substanțe cum ar fi clorul sau acidul în apă. Injectarea de clor este necesară pentru a preveni formarea algelor și bacteriilor iar injectarea de acid este uneori necesară pentru a preveni formarea de precipitate chimice, cum ar fi carbonatul de calciu. Uneori este necesară și injectarea erbicidelor pentru a nu lăsa rădăcinile mici să obstrucționeze emițătoarele.

5. Controlorul de irigare- este un dispozitiv electronic folosit pentru a seta irigarea.

6. Alte dispozitive- cum ar fi supape regulatoare de presiune, rezervoare de presiune și debitmetre (https://www.clemson.edu/extension/rowcrops/publications/iwmg1.pdf)

Fig. 1.23 Stație centrală de control a instalației de picurare subterană

Irigarea subterană prin picurare prezintă o serie de avantaje majore referitoare la următoarele aspecte:

datorită mișcării capilare lente a apei în sol, aproape nici un pic de aer nu este scos din sol datorită penetrării apei. Microporii din sol rămân de obicei uscați și aerisiți, nivelul de umiditate fiind numai cu puțin peste capacitatea solului, cu excepția unei zone saturate, relativ mici aflate în imediata apropiere a picuratorului. Acest lucru permite solului o respirație corespunzătoare a rădăcinilor plantelor de-a lungul întregului sezon de vegetație sau imediat după irigare.

trecerea de la metodele de irigații prin aspersie sau brazde la metoda de irigații cu tub prin picurare se face într-un termen scurt, fără afectarea plantei și a producției, indiferent de faza de vegetație la care se produce schimbarea (darea în folosință a sistemului de irigare prin picurare).

retehnologizarea sistemelor de irigații prin aspersie nu implică distrugerea sistemelor vechi de irigații ci numai utilizarea în mare parte a acestora.

este posibilă irigarea 24 de ore, indiferent de situațiile extreme în funcție de condițiile de permeabilitate a solului și cerințelor plantelor.

se elimină în totalitate pierderile periferice de apă (udarea drumurilor, udarea solelor adiacente și a zonelor terminale).

se reduce substanțial numărul de buruieni din zona de cultură și se evită apariția de soluri compacte;

se realizează culturi cu randament ridicat, producții de mai bună calitate cu economie de îngrășăminte și tratamente chimice;

temperatura solului se menține mai ridicată în timpul udării, comparativ cu metoda de irigare prin aspersie sau brazde, fapt ce conduce la o maturitate mai timpurie a culturilor, au o importanță deosebită la irigarea spațiilor protejate ( solarii, sere).

folosirea acestor echipamente, sisteme și instalații pentru irigații cu tub prin picurare utilizează pe rețea presiuni reduse (doar 0,3- 1,05 atmosfere), comparativ cu metoda de irigare prin aspersie, conduce în afara unui consum de energie mai redus pentru pomparea apei și la o siguranță în exploatare a rețelei de alimentare, evitându-se astfel defecțiunile cauzate de utilizarea apei la presiuni ridicate de lucru.

eliminarea lucrărilor manuale pentru mutarea echipamentului mobil de irigații în cazul irigării prin aspersie sau pentru realizarea și întreținerea brazdelor precum și a manoperei deosebit de dificilă pentru aplicarea udării pe brazde. Acest lucru duce la o importantă economie a forței de muncă și reducerea efortului, utilizându-se practic muncitori numai pentru supraveghere și pază ( numai 7% din forță de muncă utilizată în sistemele de udare prin aspersie și circa 2% din forța de muncă utilizată pentru irigarea pe brazde).

Se menține o zonă de pământ uscat între rândurile de plante ce permite un acces permanent în sola cultivată.

1.5. Structura culturilor irigate din România comparativ cu alte state

Conform datelor furnizate de Eurostat, România deținea în 2007 locul 5, cu 615.330 ha reprezentând 4% din totalul suprafeței irigabile din UE. Cifra pentru România poate fi discutabilă, însă dacă s-a aplicat același algoritm pentru toate statele este de remarcat nu atât valoarea absolută, ci ponderea ( Tabel 1.1.) .

Tabel 1.1. Suprafața irigabilă în State UE (2007) (Sursa: http://old.madr.ro)

Funcționarea organizațiilor utilizatorilor de apă pentru irigații, reprezintă primul pas după 1990 de colaborare reală între fermieri și pot fi folosite ca platforme de dezvoltare a activității agricole prin extinderea obiectului de activitate și preluarea rolului cooperativ. În ianuarie 2010 erau înființate 422 de OUAI-uri (Organizația Utilizatorilor de Apă pentru Irigații), întinse pe o suprafață netă de 1.034.162 ha , însă aproape o treime dintre ele nu mai erau active în 2009 (nu au irigat).

Irigațiile nu sunt un input agricol pe care pot să și‐l permită toți fermieri. Utilizarea irigațiilor reprezintă o etapă ce apare pe parcurs în dezvoltarea fermei și nu o etapă cu care se începe dezvoltarea fermei. În rândul OUAI‐urilor, procentul celor comerciale deținea 61%, în 2009, procent ce poate asigura dezvoltarea sectorului de irigații.

La ora actuală, în lume, din cele peste 1,5 miliarde de hectare de teren arabil, aproximativ 300 de milioane de hectare sunt irigate, acestea din urmă furnizând în jur de o treime din producția agricolă mondială. Statele Unite ale Americii, India și China dețin impreună jumătate din totalul suprafețelor pe care se folosește irigarea sistematică.

Aportul terenurilor irigate la producția totală de cereale, la nivel mondial, este de 40% ceea ce corespunde cu producția medie de pe 18% din suprafața terenurilor arabile la nivel mondial. Totodată terenurile irigate contribuie la creșterea ocupării populației, de circa 30%.

Rata de creștere a amenajărilor de irigații a scăzut de la 2 – 3% între anii 1970 – 1980, la 0,6% între anii 2000 – 2010.

Conform statisticilor realizate de specialiști, pentru producerea unui singur kilogram de grâu este nevoie, de la însămînțare, până la recoltare, de 400 – 2.000 de litri de apă (în funcție de zonă, mai mult sau mai puțin aridă).

Din cele 14,8 milioane de hectare de teren agricol din România, 9,3 milioane ha reprezintă terenurile arabile. Din 9,3 milioane de hectare cultivabile, sistemele de irigații acoperă puțin peste un milion de hectare, cu toate că jumătate din suprafața țării are deficit de umiditate naturală la sol.

Pe 0,5 milioane de hectare, din cele 2,9 milioane de hectare de teren arabil amenajat pentru irigații în perioada 1970-1989, există încă sisteme de irigații viabile economic. Pe alte aproximativ 0,6 milioane de hectare sistemele de irigații sunt marginal viabile, iar pe 1,8 milioane de hectare sistemele sunt neviabile economic“, potrivit unui studiu al Băncii Mondiale.

Altfel, din 9,3 milioane de hectare doar aproximativ un milion mai beneficiază de udarea tehnologizată, față de aproape trei milioane irigate înainte de 1989. Puțin peste 10% din terenuri se mai irigă în prezent, față de peste 30% în 1990.

Capitolul II. STADIUL ACTUAL PRIVIND REALIZĂRILE DE ECHIPAMENTE PENTRU IRIGARE SUBTERANĂ PRIN PICURARE

2.1 Studiu privind sistemele de irigare existente in România

În România, până în urmă cu câteva decenii, seceta se producea cu o frecvență mai mare în anumite zone, respectiv sudul Moldovei, Dobrogea, sudul Munteniei și Olteniei. Astăzi, schimbările climatice la nivel global, puse în legătură cu amplificarea poluării, defrișările sau cu schimbările de peisaj, au determinat o amplificare a procesului de uscăciune. Ca urmare, unele zone cu secetă endemică tind să fie afectate de aridizare (adâncirea nivelului freatic) și chiar de deșertificare (dispariția covorului vegetal și degradarea solului). Aceste fenomene naturale distructive, cu un efect direct, în special asupra resurselor de hrană și de apă, pot altera calitatea vieții populației, generând crize financiare, la început la nivel de familie, de comunitate apoi prin extindere, la nivel național.

În țara noastră, teritoriul cu risc ridicat de secetă, însoțită, în unele cazuri de aridizare și de deșertificare, cuprinde suprafețe mari din Câmpia Română, Dobrogea și parțial în Câmpia de Vest. Aceste zone pot fi încadrate în categoria arealelor fragile, care se confruntă cu probleme economice, sociale și de mediu, induse, în bună măsură și de seceta excesivă și prelungită. În anii extrem de secetoși, uscăciunea poate cuprinde însă aproape tot teritoriul țării noastre, așa cum s-a întâmplat în anul 2003.

În ultimii 25 de ani au fost făcute multe eforturi pentru revitalizarea sectorului de irigații prin subvenții și prin restructurarea organizării și administrării sistemelor de irigații, însă cu puțin succes până în prezent. Dintr-un potențial irigabil de 3 milioane ha de teren la sfărșitul anului 1989, în prezent doar 1,2 milioane sunt considerate irigabile (de utilitate publică), dintr-un total de 14,7 milioane ha suprafață agricolă la nivelul anului 2011, însemnând că infrastructura este în stare de funcționare sau că poate fi adusă în stare de funcționare în scurt timp, în timp ce doar au fost irigate în anul 2007 (un an foarte secetos).

În prezent, prin aderarea României la UE și prin necesitatea aderării la Directiva Cadru pentru Apă, utilizatorii de apă vor trebui să plătească costurile reale ale apei când subvențiile pentru irigații vor înceta, dacă nu se va acorda o perioadă de grație de către UE. Se prevede că prețul energiei va crește până la un nivel pe care doar cei mai eficienți fermieri având suprafețe mari în exploatare, le vor putea plăti.

Costul mare al apei pentru irigații este datorat în mare parte faptului că sursa principală de apă este Dunărea, de unde apa trebuie ridicată prin pompare pentru a ajunge pe terenurile agricole din câmpiile învecinate. O înălțime de pompare mai mică și deci un cost mai mic de ridicare al apei de irigație există doar în lunca îndiguită a Dunării și în imediata apropiere a acesteia. Aceasta, în timp ce în cele mai multe alte țări cu terenuri irigate apa se ia din râuri, lacuri sau bazine de acumulare situate undeva la o oarecare înălțime deasupra terenurilor agricole, astfel încât pomparea nu este deloc sau aproape deloc necesară.

Pentru a putea profita de subvențiile acordate de UE, organizarea și managementul sistemelor de irigații trebuie să fie descentralizate și privatizate, dar până în prezent nu există o politică clară în această privință. Este evident că exista legături de ordin social-istoric și economic cu acționarii primordiali care joacă un rol important în procesul de transformare. Deasemeni, Planul Rural National de Dezvoltare arată că guvernul dorește să susțină subsectorul agriculturii irigate dar aceasta doar până la momentul în care se remarcă viabilitatea sistemelor și se transferă managementul către utilizatorii sistemelor.

Sistemele de irigații din România considerate în perioada execuției lor, conceptual și constructiv la nivel mondial, se caracterizau printr-o serie de particularități proprii, printre care: dimensiunea, soluțiile constructive, sursele de apă, consumurile specifice de energie și gradul de finalizare al proiectelor.

Datorită exploatării necorespunzătoare, parametrii de proiectare, tehnici și economici nu au fost realizați decât punctual de către unele unități agricole și nu numai, în unii ani și la anumite culturi.

Sursa datelor pentru amenajările de irigații (suprafață agricolă) o constituie anuarele statistice ale României, iar pentru amenajările de desecare-drenaj și combaterea eroziunii solului (CES), statistica departamentală, pentru aceste categorii de lucrări neexistând nici până în prezent date omologate de sistemul statistic oficial. Potrivit datelor existente în evidența sucursalelor ANIF, în perioada 2006-2009, comparativ cu anul 1989 s-a irigat din ce în ce mai puțin și cu variații mari, de la un an la altul. Se constată, de asemenea, o reducere semnificativă a normelor de irigare și a suprafețelor, comparativ cu anul 1989, acestea depășind cu puțin norma de udare, de unde se deduce că s-a făcut o irigare incompletă a culturilor. S-a irigat puțin chiar și în ani deosebit de secetoși, precum anii: 1993, 2003, 2007. Sistemul de avertizare a udărilor lipsește, irigarea se face la întâmplare, cu risipă de resurse.

În România, există în principal trei metode diferite de preluare a apei din canalele de irigație sau din alte surse:

irigarea prin scurgere la suprafață (prin brazde)

irigarea prin aspersiune (numită și ploaie artificială)

irigarea localizată.

Irigarea prin brazde consumă cantități mai mari de apă față de cea prin aspersiune (fig.2.1), dar consumul de energie este mai redus în exploatare (cel mult 1 bar pe parcela de udare); ea nu se poate aplica pe terenurile nisipoase, pe terenurile absolut plane (cu panta mai mică de 1%) sau pe cele cu apă freatică la adâncime mai mică de .

Fig. 2.1. Irigarea prin brazde

(http://www.agrimedia.ro/articole/irigarea-prin-brazde-a-porumbului)

Irigarea prin scurgere la suprafață a fost una dintre metodele larg răspândite pe plan mondial, dar care în perioada industrializării a cedat locul aspersiunii. În prezent, odată cu declanșarea crizei de energie, balanța preferențială a început să fie reconsiderată prin reevaluarea celor câteva avantaje ale brazdelor față de aspersiune (consum redus de energie la pompare, distribuirea apei direct la rădăcina plantei, chiar în condiții de vânt, reducerea numărului de mutări a echipamentului de udare, în paralel cu posibilitățile reale de mecanizare a deplasării acestuia).

Irigarea prin aspersiune se poate aplica practic pe orice terenuri, cu excepția celor cu soluri argiloase, foarte slab permeabile, necesită cheltuieli pentru procurarea aspersoarelor, dar cere consumuri mai mici de apă și dă posibilitatea de a se aplica cantități de apă bine stabilite în funcție de nevoia solului și culturii și de starea vremii din fiecare an. Este important să se aibe in vedere tipul de aspersor deoarece acesta trebuie ales în funcție de însușirile solului, și anume:

aspersoare cu intensitate redusă (5 – 6 mm/oră) pe solurile grele cum sunt cele din Câmpia Teleormanului sau în zona Piteștiului;

aspersoare cu intensitate moderată (8 – 10 mm/oră) pe solurile mijlocii cum sunt cele din Bărăgan și Dobrogea;

aspersoare cu intensitate mare (10 – 12 mm/oră), mai favorabile sub aspect economic, pe solurile nisipoase.

Cea mai mare parte a sistemelor mari de irigație din România (85 – 90%) sunt amenajate prin aspersiune.

Fig. 2.2. Irigare prin aspersiune

(http://www.agrodor.md/produse-si-servicii/irigare/irigare-prin-microaspersiune-si-aspersiune)

Irigarea prin ploaie artificială este un tip de irigare recomandat pentru plantațiile de cartof, legume, flori, culturi la care prezența picăturilor de apă pe părțile aeriene ale plantei au efect pozitiv. 

Din punct de vedere tehnic, aspersia înseamnă distribuția uniformă a apei sub forma unor picături fine – similare ploii, pe o suprafață bine determinată. Elementul de dispersie este aspersorul, definit ca un dispozitiv cu ajutorul căruia se împrăștie apa adusă prin conducte aflate sub presiune.

Sistemele de irigații prin aspersiune conțin elementele tehnice incluse în lanțul de distribuție a apei, începând de la sursa de punere sub presiune și terminând cu cel mai important element – aspersorul. Pentru aplicarea cu maximă eficiență a udărilor prin aspersiune, și nu numai, trebuie ținut cont de strânsa corelare ce există între factorii de climă, sol și plantă.

Avantajele sistemelor de irigare prin aspersiune:

costuri mai mici;

aspersarea oferă o uniformitate optima a irigării;

microaspersarea permite formarea microclimei benefice pentru creșterea plantelor, fiind asemanatoare ploii naturale;

sistemul poate fi folosit și ca metoda de protecție de îngheț timpuriu sau tardiv;

sistemele pot fi alimentate de la surse limitate de apa (în funcție de terenuri).

Dezavantaje:

instalațiile pot crea dificultăți de efectuare a altor lucrări;

consumul mai mare de apă (din cauza evaporării masive în timpul udării).

Metoda de irigare localizată include trei variante (procedee) în curs de diversificare:

irigarea prin picurare,

irigarea prin tuburi perforate

irigarea subterană.

Ca sistem de amenajare, irigarea localizată în cazul tuturor procedeelor se compune dintr-o conductă principală cu derivații secundare, din material plastic. Conductele de udare pot fi la suprafața solului (figura 2.3.a) sau îngropate la procedeul de udare subterană (fig. 2.3.b).

(a) (b)

Fig. 2.3 Irigare localizată

(http://www.comertekn.com/blog/sisteme-de-irigare-prin-picurare-avantaje-si-dezavantaje)

Irigarea localizată prezintă o serie de dezavantaje, dintre care cele mai importante sunt cele legate de costul ridicat al echipamentului care este și greu de întreținut și cerințele pentru o foarte bună calitate a apei, care trebuie să nu conțină particule fizice, substanțe minerale sau organice ce pot contribui la înfundarea orificiilor de debitare a apei. În România irigarea localizată este folosită îndeosebi în condiții speciale, cum ar fi sere sau plantații pomicole.

Evolutia crizei energetice impune găsirea de sisteme noi și echipamente de irigat care să funcționeze cu mică și foarte mică presiune (ex. irigare prin picurare). Pe terenuri cu soluri nisipoase, cum sunt cele din zonele amenințate de deșertificare, nu este recomandă folosirea metodei de irigat prin brazde (datorită coeziunii slabe a solului), ci doar prin aspersiune sau picurare.

Momentul declanșării irigatiei, corelat cu aspectele climatice și cerințele fiziologice ale plantelor, trebuie făcut la anumite valori ale IUA (intervalul umidității active), acesta fiind situat între valoarea coeficientului de ofilire și capacitatea de câmp.

Sistemul de irigare subterană prin picurare vine în întâmpinarea problemelor cu care se confruntă agricultura în general și sectorul de irigații în special, prin furnizarea unei soluții inteligente ce va permite eficientizarea consumului de apă și creșterea productivității culturilor legumicole din zonele amenințate de deșertificare.

Avantajele sistemului de udare localizată:

reducere semnificativă a pierderilor de apă ce au loc prin evaporare, față de cazul udării prin aspersiune;

păstrarea umidității solului în limitele intervalului activ;

scădere majoră a cantității de apă necesară udării pe unitatea de suprafața, prin folosirea mult mai eficientă a acesteia;

reducerea presiunii și a debitului de lucru al echipamentelor, ceea ce duce implicit la micșorarea costurilor de producție;

posibilitatea mult mai eficientă de distribuție a îngrășămintelor, fertilizatorilor și a altor elemente în apa de udare;

Din punct de vedere tehnic, un sistem de udare localizat se compune din:

sursa de apă cu parametrii și temperatura corespunzătoare, un filtru de impurități, o sursă de punere sub presiune (pompă sau hidrofor) și o supapă de sens, alcătuind partea de alimentare cu apă;

un sistem de injectare a nutrienților dotat cu un rezervor de pregătire, în cazul fertirigării;

filtru principal prevăzut cu sistem de autocuratare (recomandat);

sistem de control prevăzut cu regulator de presiune, debitmetru și un timer;

robinet de linie, aerisitor (obligatoriu pe linia de alimentare principală), conducte de transport dimensionate corespunzător distanței și debitului transportat, rampe de udare sub forma unor tuburi, panglici sau picurătoare pentru distribuția apei și unul sau mai multe robinete de capăt sau alte sisteme pentru curățare.

2.2 Echipamente pentru irigarea subterană prin picurare folosite pe plan mondial

In străinatate pe langa componenetele de bază ale unei instalații de irigat prin picurare, a fost dezvoltată tehnologia irigării subterane si a echipamentelor pentru introducerea tuburilor in pământ.

NaanDanJain Irrigation este o companie israeliană specializată în tehnologia de irigații la nivel global, lider de piață în dezvoltarea, producerea și comercializarea unei game variate și complete de soluții pentru irigații, concepute pentru managementul economic și eficient al apei.

Tehnologiile de irigare prin picurare NaanDanJain pun în valoare soluții flexibile și eficiente din punct de vedere al costurilor, pentru o gama largă de culturi, în diferite condiții de mediu.

Bazate pe conceptul inovativ "Labirint Cascadă", firma oferă o serie extinsă de produse adaptate cerințelor variate din agricultură:

linii de irigare cu presiune compensată;

linii de irigare tip tub;

linii de irigare tip bandă;

picurători individuali.

Linia de picurare cu presiune compensată (PC), cu modele anti-sifon (AS) și compensare protecție antiscurgere (CNL), realizată pe baza conceptului de Labirint Cascadă, este destinată irigării prin picurare subterană (SDI). Presiunea compensată (PC) este necesară pentru o precizie maximă în irigarea terenurilor cu diferențe de nivel și laterale lungi. Labirintul cascadă asigură o curgere turbulentă puternică pentru auto-curățare. Conceptul hidrodinamic al picurătorului asigură curgerea continuă a sedimentelor și a particulelor de noroi mici. Coeficient de variație (CV) redus asigură o uniformitate maximă. Structura tip baraj împiedică pătrunderea rădăcinilor și a nisipului.

Această companie are o gamă largă de soluții pentru irigarea prin picurare a culturii de porumb. Gama este diversificată, începând cu linia de picurare de tip bandă (fig. 2.4.a) pentru utilizare sezonieră până la linie de picurare de tip tub (fig.2.4.b) pentru utilizări multi-sezoniere, cu presiune compensată sau picurători normali. Instalarea se poate face la suprafață sau îngropat.

b)

Fig.2.4 Linii de picurare

banda b) tub

Linia de picurare de tip bandă pentru utilizarea sezonieră este destul de utilizată deoarece are o performanță ridicată la un preț scăzut. Este recomandată și pentru culturile destinate obținerii biocombustibilului cu cerințe reduse de energie și cu irigare eficientă. Poate fi utilizată la suprafață sau îngropată la mică adâncime.

Un exemplu de bandă de picurare este banda TalDrip care se remarcă a fi printre cele mai noi și eficiente linii de picurare de tip bandă, cu multiple utilizări, având cei mai avansați picurători de tip labirint. Banda oferă durabilitate, precizie și rezistență sporită la înfundare.

Caracteristicile tehnice ale benzii de irigare TalDrip sunt:

Grosimea peretelui:10-25 mm;

Diametrul:16-23 mm;

Debitul: 0,6, 1,0, 1,7 l/h.

Sistemul de roluire și depozitare al benzii facilitează întinderea și colectarea liniei de picurare. Pentru utilizarea pe termen lung se folosește linia de picurare cu pereți având grosimea cuprinsă între 10-45 mm, cu sau fără presiune compensată. Roluirea se poate face pe un tambur de carton mic sau mare de metal, în conformitate cu tipul de linie, adecvat pentru mașina de roluit și de colectat (fig. 2.5).

Figura 2.5. Mașina de roluit și de colectat linii de picurare (http://www.naandanjain.ro)

Firma Eurodrip (http://www.eurodrip.gr/who-we-are/) este prima companie europeană producătoare de sisteme de irigat prin picurare. Eurodrip a aparut pentru prima data pe piața americana de unde ii provine si originea.

Prin noua metodă de a incorpora duzele în conducte a rezultat un randament mai mare de conservare a apei și de producție agricolă. Firma aplică o metodă de fabricare nouă prin care duzele realizate din polietilenă (PE) au fost încorporate în interior direct în conductă în timpul procesului de extrudare formând o linie de irigare prin picurare. Acest lucru asigură alimentarea cu apă controlată prin eliberarea unor cantități mici de apă prin orificiile de ieșire. Această procedură este cea mai avansată și rentabilă în industrie.

Fig. 2.6 Schemă sistem de irigare subterana (SDI)

http://www.farediunamosca.com/schema-instalatie-prin-picurare.html)

Sistemul de irigare subterană prin picurare (SDI) se adaptează cu ușurință la parcele mici și cu diferite forme, pentru a permite o acoperire completă de irigare (fig. 2.6). Este cea mai eficientă formă de irigare deoarece oferă apă și substanțe nutritive în zona rădăcinii permitând gestionarea culturilor cu precizie. (fig. 2.7).

Fig. 2.7 Distribuirea apei (http://www.eurodrip.gr)

Sistemul de irigare subterană prin picurare, deoarece oferă apă direct la zona rădăcinii, elimină umezeala frunzelor și reduce umiditatea relativă din bolta culturii reducând apariția bolilor.

Acesta prevede uscarea suprafeței solului, minimizând creșterea buruienilor și gestionarea cu precizie a culturilor si a germinării buruienilor. Irigând astfel, impactul intrări tractorului pe teren și compactarea acestuia nu mai necesită o mare atenție, iar irigarea cu frecvență mai mare este posibilă.

Sistemul propus de Eurodrip scade contaminarea apelor subterane, levigarea nutrienților cauzați de irigarea excesivă și neuniformitatea irigării. Acest sistem poate avea o uniformitate de distribuție de +90 %. Apa și substanțele nutritive nu sunt irosite din cauza vântului, scurgerii sau evaporării.

Cultivatorii au remarcat, de asemenea o serie de observații suplimentare după instalarea sistemului inclusiv scăderea timpului de a ajunge la maturitate și o mai rapidă plantare a următoarei culturi.

Sistemul folosește o linie de picurare îngropată strategic cu emițători pentru distanțare, determinate de tipul de sol, varietatea de culturi și de climă. Linia de picurare este doar o componentă a sistemului, celelalte componente sunt o parte integrantă a proiectului. Deasupra solului componentele sistemului ar trebui să fie situate într-o zona ușor accesibilă și situate strategic departe de trafic. Există trei secțiuni distincte pentru un sistem:

sursă de apă,

capul de control

blocul de irigare.

Instalarea tuburilor de picurare se face cu ajutorul unui GPS. Aceste linii de irigare obținute datorită unui GPS sunt folosite mai târziu pentru a gestiona nevoile de prelucrare a pamintului și nevoile pentru semanatul culturilor.

Fig. 2.8. Echipamentul produs de Eurodrip (http://www.eurodrip.gr)

La instalarea tuburilor de irigare cu ajutorul echipamentului produs de Eurodrip (fig. 2.8) există câteva lucruri importante care trebuiesc luate in vedere:

evitarea instalării liniei în solul foarte umed, o buna pregătire a solului înainte de instalarea liniei de picurare ajută foarte mult rambleul corespunzător;

verificarea echipamentului de montare, de margini ascuțite și bavuri care pot deteriora linia de picurare în timpul instalării;

învelișul de pe bobina liniei de picurare sa fie tăiat;

banda cu emițători trebuie instalată cu fața in sus pentru a încuraja mișcarea apei către suprafață.

Firma John Deere din SUA are sisteme de irigare Plastro și T-Systems International Inc, devenind din 2008, una dintre cele mai mari companii de irigații din lume.

John Deere promovează utilizarea de produse de irigare de înaltă performanță pentru a satisface nevoile din agricultura și din alte domenii. Tehnologia CropSense este o soluție care ajuta producătorii în monitorizarea nivelului de umiditate din câmp pentru a gestiona mai bine programele de irigare și de a optimiza producția și calitatea culturilor.

Banda de picurare T-tape de la John Deere (fig.2.9) este una dintre cele mai utilizate conducte de picurare la nivel mondial. Acest model de bandă este utilizat la scară largă pentru foarte multe culturi de legume și nu numai, atât în câmp deschis cât și în spațiile protejate, pentru a obține un consum al apei mai scăzut, pentru a crește calitatea fructelor și pentru a obține un randament mairidicat al plantelor la recoltare. Datorită standardelor de înaltă calitate, această bandă de picurare poate fi întinsă atât pe suprafața solului cât și subteran. Banda de picurare T-tape este disponibilă într-o varietate mare de modele de la diferite grosimi, lungimi și distanțe între orificiile de picurare.

Fig.2.9 Bandă de picurare T-tape de la John Deere

Conductele de picurare sunt confecționate din material plastic UV stabil ceea ce conferă o durată de funcționare multianuală și în condiții de insolație ridicată. Normarea debitului de apă, respectiv uniformitatea de udare este asigurată de un labirint, precedat de o zonă de intrare a apei cu mai multe intrări per labirint, pentru o siguranță sporită. Ieșirea la suprafață a apei este realizată printr-o crestătură laser lungă care permite ieșirea apei, totodată împiedică intrarea pământului și a gândacilor, ceea ce în timp ar duce la înfundarea picurătorilor.

In tabelul 2.1. se poate urmarii uniformitatea de udare si eficiența acesteia în funcție de lungimea rândurilor și tipul de bandă folosit.

Tabel 2.1. Uniformitatea de udare și eficiența acesteia în funcție de lungimea randurilor (http://ruralplant.ro)

Firma AGRODOR din Republica Moldova oferă servicii de proiectare, instalare și întreținere a sistemelor de irigare subterană. Acest tip de irigare este compus practic din aceleași elemente ca și sistemul de irigare prin picurare, doar că tubul cu picurători este amplasat adânc în pământ. Acest tip de linie de picurare se folosește pentru sisteme de irigare prin picurare subterane.

La irigarea prin picurare obișnuită linia de picurare se găsește deasupra solului, dar cu modelul ROOTGUARD (fig. 2.10.), liniile pot fi îngropate sub suprafața solului. Aceste linii sunt niște conducte speciale din polietilenă, îmbibate cu substanțe cu efect inhibitor, ce previn creșterea rădăcinilor de plante în zona picurătorilor și preîntâmpină blocarea emițătoarelor .

Fig. 2.10. Linia de picurare ROOTGUARD

de la firma AGRODOR (http://www.agrodor.md)

Avantajele liniei de picurare ROOTGUARD sunt:

transmitera apei și substanțelor nutritive direct la rădăcină, dezvoltarea sănătoasă și reducerea stresului plantelor;

se îmbunătățește stare de sănătate a plantelor prin eliminarea bolilor provocate de ciupercile de la suprafața solului;

scade foarte mult numărul buruienilor din plantații, solul uscat de la suprafață nu permite germinarea semințelor de buruieni și dezvoltarea acestora;

umezirea solului prin capilaritate, se evită compactizarea acestuia și astfel se dezvoltă un sistem radicular puternic și profund al plantelor;

nu incomodează executarea lucrărilor tehnologice a solului și a plantației;

se elimină în totalitate pierderile de apă datorită eliminării fenomenului de evaporare;

permite administrarea îngrășămintelor și pesticidelor în doze mult mai mici și astfel se diminuează considerabil poluarea apelor suterane;

are cele mai reduse costuri de întreținere dintre toate tipurile de sisteme și metode de irigare;

se pretează la automatizare;

durata de viață a instalației este mai mare datorită faptului că nu există contact direct cu razele UV, fluctuații termice și operații agricole;

se evită situațiile de distrugere de către animale, cazurile de vandalism și furt;

se îmbunătățește aspectul plantației prin eliminarea țevilor, tuburilor, nodurilor dintre rînduri și de pe rând.

Cu aceeași cantitate de apă, prin metoda irigării subterane se umectează un volum de sol cu 46% mai mare decat în cazul irigării prin picurare instalate la suprafața solului (fig.2.11). Astfel prin această metodă de irigare scade valoare punctului de saturare a solului (litri de apă necesari pentru o unitate de teren cultivat), se efectuează o aerare și oxigenare a solului, deasemenea se îmbunătățește circulația microcapilară a apei în sol, astfel evitându-se pierderile de infiltrare.

Figura 2.11. Distribuția apei în sol, după 1 oră de irigare:

linia de picurare instalată subteran b) linia de picurare instalată la suprafața solului (http://www.agrodor.md)

In tabelul 2.2 sunt prezentate diferențele dintre irigarea subterană si irigarea la suprafață, in ceea ce privește raza de umectare, suprafața de umectare și volumul de sol umectat.

Tabelul 2.2 Diferența dintre irigarea subterană și irigarea de suprafață (http://www.agrodor.md)

Firma Andros Engineering Corp din SUA conștientizeză utilizarea eficientă a apei și din acest punct de vedere furnizează soluții de irigare de 30 de ani. Platformele de mica adancime/suprafața de la Andros sunt concepute pentru a plasa banda de irigare la adâncimi minime pentru o varietate de culturi de legume folosind o singură bandă de picurare. Platforma robustă include incarcarea rapidă, accesoriile de dozare si flexibilitatea ajustari plasari benzii cu minimul de efort (fig.2.12).

Calitatea construcției cadrului și utilizarea de materiale rezistente la uzură garantează integritatea benzii injectată, menținând în același timp o viață lungă de lucru pentru sistemul de injecție.

Fig. 2.12. Echipamentul pentru injectat benzi de picurare (http://www.andros-engineering.com)

Firma Netafim din Israel, și-a extins utilizarea la culturile de bumbac din Australia, Egipt, Israel, Statele Unite și în alte părți. În Filipine instalarea unui sistem de picurare subterană la o fermă de trestie de zahăr a dus la o creștere a producție de 90 % față de irigarea prin aspersiune și cu o reducere de 70 % a apei utilizate. Netafim raportează că a crescut cu 5 % conținutul de zaharoză din trestie.

Firma Netafim propune ca solutie echipamentul de ingropare a benzilor de irigat W/Rolle (fig. 2.13) cu o concepție tehnica simplă și robustă, care asigură o injecție fără probleme și o funcționare eficientă a tuburilor de picurare. Este important ca periodic sa se execute o inspecție la fiecare componentă a echipamentului de injectare, în special acele părți care vin în contact direct cu tuburile de picurare.

Fig. 2.13. Echipamentele de injectat benzii de la firma Netafim (https://www.netafim.com)

Tuburile de injectare sunt curbate pentru a ghida banda in partile laterale si in sol. Sunt executate din oțel inoxidabil, fară sudură, fară crestături si bavuri. Unele modele încorporează un tub de oțel cu un manșon de plastic neted. Diametrul interior al tubului de injecție are valoarea de 37,8 mm. Partea superioară a tubului trebuie să fie suficient de mult deasupra suprafeței solului, astfel încât sa nu existe nici o șansă ca pământ, pietre, sau alte resturi care se se afle sub echipament să provoace daune grave la linia de picurare.

În partea superioară a tubului de injectare este montată o palnie de plastic sau poate fi fabricată din polietilenă durabilă cu greutate moleculara de înaltă calitate sau nailon. Atât tubul de injecție, cât și pâlnia din plastic trebuiesc inspectate regulat pentru a detecta semne de uzură sau deteriorare. Tuburile de injecție din oțel inoxidabil trebuiesc lustruite interior un ajutorul unui burghiu electric sau cu perii circulare pentru a nu deteriora banda care urmează a fi injectată în sol.

Rolele trebuie montate astfel încât benzile sa se poată derula liber și pentru a intra în tubul de injecție lin. Întinderea poate zgâria sau tăia banda de picurare, cauzând spațiu pe unde pot intra impurități si se poate produce înfudarea. Tamburul echipamentului are un sistem de întrerupere pentru a evita rularea furtunului atunci când tractorul se oprește.

Firma Aquatrad din Australia propune ca soluție echipamentul Aquatrad Sub Surface Drip Injection (fig. 2.14).

Fig. 2.14. Echipamentul Aquatrad (http://aquatrad.com.au)

Mașina de aplicat benzi pentru irigare subterană construită de Aquatrad, permite montarea a până la 4 role cu linii de picurare ce pot fi rulate simultan, în funcție de producătorul tubului, și injectarea lor la o adâncime prestabilită. Cu unele ajustări simple, mașina poate fi adaptată pentru a se potrivi unor produse subterane și spațiului dintre rânduri dorit, precum și o varietate de condiții de teren.

Firma Rainfloirrigation din SUA propune ca echipament Rain Flo SDI (fig. 2.15) pentru introducerea benzilor de picurare in pamant și instalat un sistem de irigare subterană. Conform producătorului, adâncimea poate fi reglat de la 10 cm la 35 cm și lațime pe rând de la 90 la 175 de cm. Adâncimea este controlată de un set de jante reglabile. Echipamentul conține șuruburi de forfecare pentru a preveni deteriorarea echipamentului pe teren pietros.

Fig. 2.15. Echipamentul Rain Flo SDI (http://www.rainfloirrigation.com)

Rădăcinile culturii ajung la apă foarte ușor și echipamentul se potrivește pentru o varietate de culturi, inclusiv pentru legume. Sistemul trebuie să fie spălat periodic folosind o soluție de acid pentru a dizolva particulele eventual depuse. Odată ce este introdusă, are nevoie de mai puțin timp pentru întreținere și nu trebuie să fie înlocuită anual cum se procedează la benzile de udare de suprafață. Există un echipament disponibil pentru a prelua banda de picurare îngropată, în cazul în care este nevoie să fie înlocuită.

Firma Irrigation and Water Technologies (IWT) este o companie premiată australiană cu peste 14 ani de experiență. Dedicată in economisirea apei, produsele firmei IWT utilizează "inteligent" tehnologia KISSS pentru a îmbunătăți eficiența și performanța de irigare. Tubul de udare este direcționat în zona rădăcinii, textura tuburilor subterane de irigare Kisss controlează cu precizie condițiile de sol, optimizarea creșterii și reducerea risipei de apă. Apa potabilă sau reciclată poate fi folosită cu sistemul de irigare Kisss, oferind o opțiune de irigare versatilă sprijinind în același timp conservarea apei (fig.2.16.a).

Sistemele de irigare prin picurare subterană convențională (SDI) descarcă apa în sol prin emițători la intervale de distanțe regulate de-a lungul unei linii de picurare (fig.2.16.b). Fiecare emițător acționează ca o sursă punct de apă și așa linia de scurgere dă naștere la o serie de modele de umectare circulare. În sistemele de irigare convențională trebuie să fie difuzată apă cât timp este necesar pentru a uda cea mai uscată zonă de sol.

Fig. 2.16. Irigare prin picurare subterană:

tehnologia KISSS; b) convenționala (http://www.kisss.com.au)

Tehnologia Kisss are milioane de emisii mici în fiecare metru liniar de apă dispersat uniform. Aceasta înseamnă că este necesară doar o cantitate minimă de apă pentru a asigura un model de umectare uniformă și controlată și astfel este evitată supra-udarea.

Tehnologia Kisss are o abordare eco-prietenoasă pentru irigare prin evacuarea apei direct la zona rădăcinii. Designul se potrivește cu acțiunea capilară a solului deplasând apa cu o viteză determinată de tipul de sol. Această abordare inovatoare a irigării subterane creează un model de umectare controlat și uniform și face ca fiecare picătură să conteze.

Western Irrigation din Australia si Multi-States Irrigation din SUA vor sa ajungă lideri in irigare subterană prin picurare – SDI (Sub-surface Drip Irrigation). Aceștia au planuri de irigat de înaltă calitate, echipamente de taiere a solului pentru tuburile de irigat (fig.2.17), tehnologie și cunoștințe de a face operația cat mai profitabilă.

Fig. 2.17. Echipamentul SDI produs de Western Irrigation (http://multistatesirrigation.com)

Irigarea subterană prin picurare este o tehnică de irigare modernă, care poate fi utilizată pe o varietate de legume și culturi agricole. În plus, un sistem SDI se poate realiza pentru a se potrivi cu o varietate de forme de teren și schimbări de atitudine, ceea ce alt echipament nu poate. Cu o bună gestionare, sistemele instalate prin Western Irrigation și Multi-States Irrigation pot dura zeci de ani. Beneficiile oferite sunt substanțiale și numeroase și includ:

creșterea uniformități apei;

creșterea utilizării eficiente a apei;

scăderea consumului de energie;

scăderea cantității de fertilizant;

utilizării eficiente a fertilizantului;

scăderea costurilor de operare;

creșterea valorii terenurilor;

creșterea randamentului;

Figura 2.18. Racordarea la țeava principală a tuburilor de irigare subterană prin picurare (http://multistatesirrigation.com)

Sub- ramura principală de patru inci este prezentată într -un șanț care traversează brazdele. Liniile de tuburi de scurgere care au fost ingropate sub centrul fiecărei plante sunt conectate la sub- rețea înainte de îngroparea liniei, aspect prezentat in figura 2.18.

Firma Buckeye Tractor din SUA propune pentru introducerea benzilor de irigat in pamant mai multe echipamente în funcție de numărul de rânduri și adâncimea de lucru.

Modelul 6455-TB (fig. 2.19) are următoarele caracteristici:

frânarea automată a rolei;

funcționare coerentă;

banda de irigat nu se întinde;

ușurința încărcării rolei;

montaj flexibil.

Fig. 2.19. Echipamentul model 6455-TB fabricat de Buckeye Tractor (http://www.buctraco.com)

Firma Toro din SUA produce linia de picurare BLUELINE care are un emițător cu un design modern. Cuplat cu furtunurile de irigat, linia de picurare BLUELINE oferă performanță, durabilitate și economie.

Fig. 2.20. Tehnologia Toro BLUELINE Classic (https://www.toro.com)

Caracteristici și beneficii:

designul eficient al emițătorului, designul unic „dinte de rechin” permite aplicarea uniformă a apei și substanțelor nutritive, inclusiv pe lungimi mari sau teren denivelat;

oferă debite precise, o fereastră de operare largă, ceea ce înseamnă mai puține deșeuri și o aplicare uniformă a fluidelor la toate plantele, chiar în momente de pornire și oprire;

designul emițătorului cu profil jos, reducerea pierderilor prin frecare salvează energie și ajută la aplicarea uniformă a fluidului pentru toate plantele.

Caracteristicile tehnologiei BLUELINE PC face cele mai recente și mai ales avansate aplicații pentru cultura permanentă, utilizând orice tehnică de instalare: deasupra solului, sub pământ, sau agățat pe un fir. Prin designul său emițător, BLUELINE PC reprezintă un progres imens în producerea liniilor de picurare pentru irigat prin furnizarea de rezistență mai mare la conectare.

Caracteristici și beneficii ale tehnologie BLUELINE PC:

cea mai recentă tehnologie este rezultatul a 30 de ani de proiectare a emițătorului cu ajutorul celor mai recente programe de proiectare asistată de calculator;

un sistem mai rezistent la înfundare;

uniformitate de neegalat – tehnologia de curgere folosește un design de forma unui „dinte de rechin” (fig. 2.21.) oferind un traseu de curgere turbulentă, care este pe deplin independent de peretele tubului.

Fig. 2.21. Tehnologia BLUELINE PC cu designul „dinte de rechin” (https://www.toro.com)

Furtunul de picurare XFS subteran face parte din categoria de produse Rain Bird . Este prevăzut cu tehnologia Copper Shield Technology ce protejează duzele de rădăcinile gazonului. Furtunul subteran XFS este flexibil ceea ce îl face ușor de instalat și sigur în funcționare.

Fig. 2.22. Duza furtunului tip Rain Bird (http://www.emesis.ro/)

Principalele caracteristici ale furtunului tip Rain Bird sunt:

este confecționat din materiale flexibile și rezistente la lovituri ceea ce permite poziționarea pe teren cu mai puține fitinguri;

duzele furtunului sunt prevăzute cu tăbliță de cupru astfel încât rădăcinile plantelor nu înfunda duzele rezultând un sistem de irigație ce nu va necesita întreținere.;

tehnologia folosită înlocuiește necesitatea de a adăuga substanțe chimice în apa de udare pentru a evita înfundarea duzelor;

duzele cu compensare de presiune vor da un debit constant de apă chiar și pe ramurile foarte lungi de irigație rezultând astfel o foarte bună uniformitate în distribuția apei;

presiunea este compensată prin alungirea porțiunii de curgere turbulentă prin duză și nu prin reducerea secțiunii de curgere în duza picurătoare. Rezultatul este rezistența la înfundare mărită;

este alcătuit din 2 straturi : cel exterior maro cu rezistență la UV și cel interior negru. grosimea peretelui este de 1.2mm;

duzele sunt sudate la interiorul tubului ( pe circumferință tubului) care le ține fixe pe poziții.

suprafața mare de filtrare de până la 360 grade.;

presiune : 0.59-4.14 bari;

debit: 2.3 l/h.

temperatura maximă a apei : 38 grade C.

temperatură ambient : până la 52 grade C.

filtrarea apei : 125 microni.

diametru exterior: 16.1mm.

diametru interior: 13.6mm.

grosime perete: 1.2mm.

spațiul între duze: 33 sau 50cm.

2.3 Echipamente pentru irigarea subterană prin picurare folosite în țara noastră

Alegerea sistemului de irigare este una dintre cele mai importante decizii la înființarea unei exploatații agricole. Acest lucru presupune alegerea sistemului, caracteristicilor acestuia de funcționare, a utilajelor necesare. In România nu există în prezent echipamente agricole de instalat benzi / tuburi pentru de irigare subterană prin picurare, acestea fiind importate de diferite firme care activează în domeniul irigațiilor.

Compania Netafim din Israel, a adus cea mai diversificată gamă de sisteme de irigații prin picurare.

În pomicultură, recomandarea specialiștilor companiei este de a se investi într-un sistem subteran de irigare prin picurare, în care linia de picurare (conducta și picuratorul) este ingropată între 25-40 cm, hrănește rădăcina folosind apa și nutrienții mult mai eficient și fără pierderi cauzate de evaporare.

Adâncimea și distanța liniei de picurare este amplasată în funcție de tipul de sol și de schema de plantare.

Fig. 2.23. Sistemul de irigare subteran într-o cultură pomicolă

Fertilizarea poate fi aplicată la rădăcină într-o cantitate specifică și la momentul optim rezultând o eficientă mai mare de utilizare și o performanță mai bună a culturilor.

Avantajele sistemului subteran de irigare prin picurare sunt:

elimină evaporarea la suprafață;

mai puțină sare cu o irigare eficientă;

extinde durata de viață a sistemului de irigare cu peste 10 ani;

elimină spălarea erbicidelor și infiltrarea acestora în sol;

reduce necesitatea de personal;

reduce costurile de întreținere;

poate sa livreze eficient nutrienți și tratamente plantelor.

Societarea Silvera Aquatech SRL activează în domeniul agricol, în special în latura irigațiilor de o lungă perioadă de timp. Această companie a conceput și realizat sisteme de irigații pe întreg teritoriul țării începând de la mici intreprinzari particulari și clienți rezidențiali până la ferme și mari întreprinzători în domeniul agricol, realizând sisteme de irigații de mare anvergură.

Silvera Aquatech lucrează cu furnizori din țară și străinătate si ofera diverse metode de irigat in funcție de mulți factori cum ar fi: disponibilitatea de apă, morfologia și așezarea solului, clima, apa, tipul de cultură, gradul de mecanizare a cultivării.

Firmele care realizează sisteme de irigare subterană în țara noastră folosesc utilaje pentru montarea benzilor / furtunirilor de irigare importate (fig.2.24).

Fig.2.24 Echipament tehnic de aplicat furtunuri subterane

importat de firma Silvera Aquatech

In acest sens există o preocupare în cadrul INMA Bucuresti privind realizarea unui echipament tehnic de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterană prin picurare.

Capitolul III. NECESITATEA SI OBIECTIVELE LUCRĂRII

3.1. Necesitatea lucrării

Agricultura este principala ramură de bază a economiei mondiale, care are ca rezultat hrănirea populației dar in același timp participa și la protejarea mediului, inclusiv la evitarea încălzirii globale a planetei.

Comparativ cu anii anteriori, se poate constata că agricultura a făcut progrese remarcabile, având în unele ramuri aspecte industriale evidente, în care normele agrotehnice sunt atât de riguros respectate, încât orice abatere de la acestea influențează rezultatele finale..

Cel mai mare pericol pe care îl generează agricultura intensivă scăpată de sub un control științific îl reprezintă degradarea solului, acest bun comun al generațiilor actuale și viitoare, baza existenței și prosperității umanității. Degradarea se manifestă sub aspect fizic, chimic și biologic, iar rezultatele acesteia se reflectă practic în scăderea accentuată a producțiilor .Pe suprafețe mari se constată eroziuni în care substanțele organice se diminuează permanent, se produc tasări de suprafață și în adâncime, sărăturări și înmlăștinări, dar și cel mai important lipsa acută de umiditate la nivelul sistemului radicular al plantelor cultivate.

Irigarea ratională din agricultura trebuie sa aibă la bază cunoașterea amanunțită a regimului de apă din sol, spre a-l putea regla astfel incât să corespundă in mod optim cerințelor plantelor cultivate , să se asigure folosirea cu economie maximă a apei de irigare.

O metodă eficientă de rezolvare a acestor probleme o reprezintă lucrarea de irigat a culturilor agricole realizată cu un echipament tehnic de aplicat benzi / furtunuri de irigare subterană prin picurare, pentru restabilirea în mare măsură a condițiilor pentru o bună fertilitate datorită infiltrarii apei exact la radacina plantei.

O asemenea lucrare nu poate lipsi din nicio tehnologie modernă de cultivare a oricărui soi de plantă, situație considerată normală și în agricultura practicată în România înainte de anul 1990, când structurile agricole includeau suprafețe mari de teren, pe care se puteau face doar irigari localizate ale culturilor la momentele necesare din cauza lipsei de tehnologie. Retrocedarea terenurilor agricole foștilor proprietari, lipsiți de mijloace materiale și financiare, dar mai ales de știința cultivării moderne a pământului, a făcut ca această lucrare să fie considerată ca un auxiliar, care crește costul produselor și să fie, practic, exclusă din tehnologiile agricole normale.

Recoltele din România se situează la medii de 2…4 ori mai scăzute decât în alte țări din Uniunea Europeană din cauza lipsei de irigare și produsele autohtone nu pot concura pe piața liberă comunitară. Prin realizarea unor echipamente corespunzatoare se va îmbunătăți situația actuala, inclusiv prin respectarea normelor elementare ale agrotehnicii actuale, în care irigarea solului este o lucrare ce nu poate lipsi deoarece este foarte importantă pentru creșterea si dezvoltarea plantelor.

Trebuie găsite soluții pentru reducerea consumurilor energetice și a costurilor de producție, respectiv prețurilor de achiziție de către fermieri a echipamentelor tehnice pentru efectuarea acestei lucrări. În această idee s-au desfășurat cercetările din prezenta lucrare, în care s-au urmărit parametrii constructiv-funcționali si indicii de lucru realizati de un echipament de aplicat benzi de irigare subterană prin picurare.

3.2. Obiectivele lucrării și metodica de cercetare

Obiectivul principal al lucrării îl constituie analiza constructiv-funcțională a unui echipament tehnic de aplicat benzi/ furtunuri pentru irigare subterană prin picurare.

Atingerea acestui obiectiv presupune parcurgerea secvențială și rezolvarea unor obiective subsidiare, cele mai importante dintre acestea fiind:

• realizarea unui studiu privind stadiul actual al cunoștințelor despre proprietățile, irigarile și degradarea solului, care să permită înțelegerea necesității efectuării de lucrări ecologice și alegerii variantelor tehnologice optime sub aspect agrotehnic, dar și economic;

• realizarea unei sinteze asupra realizărilor naționale și mondiale în domeniul construcției de echipamente tehnice de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterană și a organelor de lucru ale acestora;

• analiza procesului de lucru executat de agregatul tehnic format dintr-un tractor și un echipament tehnic de aplicat furtunuri subterane de picurare și de organele acestuia, în vederea optimizării indicatorilor de exploatare;

• cercetarea teoretică privind principalii parametri ai procesului de interaciune dintre organul de lucru i sol;

• cercetarea experimentală a solicitărilor organului de lucru, în condiții similare celor din exploatare;

• cercetarea experimentală în condiții de câmp-laborator și determinarea indicilor calitativi ai lucrării executate, în condiții similare celor din exploatare.

Capitolul IV. STUDII TEORETICE PRIVIND PROCESUL DE LUCRU

AL ECHIPAMENTULUI TEHNIC DE APLICAT BENZI / FURTUNURI PENTRU IRIGARE SUBTERANĂ PRIN PICURARE

4.1 Construcția echipamentului tehnic de aplicat benzi/ furtunuri pentru irigare subterană prin picurare

Echipamentul de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterană este de tip purtat, lucrând în agregat cu tractoare de putere medie și mare, construcția lui fiind foarte asemănătoare cu cea a cultivatoarelor de afânare.

Construcția unui astfel de echipament este prezentată în figura 4.1.

Fig. 4.1. Constructia unui echipament tehnic de aplicat benzi / furtunuri

pentru irigare subterana prin picurare

1-cadrul mașinii.; 2-roata de sprijin; 3-brăzdarul de deschidere a rigolelor; 4-cadrul secției de introdus furtunul; 5-arc elicoidal de apăsare; 6-roata de tasare; 7-mecanism de cuplare la cadru; 8-tub pentru furtun [7]

Modul de acționare al echipamentului este foarte simplu, brăzdarul intră până la o anumită adâncime în sol pentru a deschide rigolele în care se intoduc benzile sau furtunurile pentru irigare subterană prin picurare.

Echipamentul tehnic pentru încorporarea în sol a benzilor / furtunurilor de fertirigare va avea următoarele caracteristici:

numărul secțiilor de lucru, buc. 2;

distanța dintre secțiile de lucru, cm 70, 140;

adâncimea de încorporare, cm: 10 ….45;

numărul duzelor de pulverizare pe secție, buc 2

distanța dintre duzele de pulverizare pe secție, mm 300

tipul duzelor Even flat

Cadrul este o construcție metalică sudată (fig.4.x), robustă, care susține organele de lucru (care intră în sol și realizează brazdele de încorporare a furtunurilor / benzilor de irigare subterană) și suporții pe care sunt montate rolele cu furtunuri / benzi pentru irigat.

Fig. 4.x Cadrul echipamentului xxxxx

Organele de lucru asamblate (fig.4.y) realizează prelucrarea solului, prin tăierea acestuia în plan longitudinal și crearea unor brazde in care se incorporeaza furtunurile / benzile pentru irigare subterana.

Fig. 4.y

Acestea sunt montate pe cadru cu ajutorul unor suruburi de fixare si a unor piese metalice de fixare (fig.4.s), care pot sa fie montate pe bara cadru in diferite pozitii in functie de distanta dorita intre randurile pe care se monteaza furtunurile / benzile pentru irigare.

Fig.4.s

Pe cadru sunt fixate cu bride suportii care sustin rolele cu furtunuri / benzi pentru irigare (fig.4.g). Acestea se pot monta lateral pe cadru in diferite pozitii in functie de conditiile de lucru dorite.

Fig.4.g

Echipamentul este prevăzut cu doua roti pentru deplasare (fig.4 k), fata de care se regleaza adancimea de incorporare a furtunurilor / benzilor pentru irigare.

Fig.4.k

4.2 Aspecte teoretice privind procesul de lucru executat de echipamentul de aplicat benzi sau furtunuri de irigare subteran

Echipamentele de aplicat furtunuri pentru irigarea subterana, au în general o construcție simplă și sunt realizate din două părți principale și anume:

un cadru metalic pe care sunt montate organele de lucru care taie solul și creează brazde înguste în care sunt îngropate benzile / furtunurile de udare;

pe cadrul metalic sunt fixate rolele cu benzile / furtunurile de udare care sunt dirijate în brazdele create de organele de taiere a solului si sunt acoperite cu sol.

n timpul lucrrii solului cu acest echipament, suprafaa de lucru a organului care taie brazdele supune solul la un proces complex de destrmare mecanic, care const dintr-o serie de fenomene ce iau natere succesiv n stratul de sol pe msur ce cuitul dalt nainteaz (fig.4.4).

Fig.4.4 Modul de acțiune al organului de lucru asupra solului [7]

Profilul solului rezultat în urma procesului de lucru executat de organele active ale echipamentului de aplicat benzi / furtunuri pentru irigarea subterana este reprezentat schematic în figura 4.5.

Fig. 4.5. Profilul solului lucrat cu echipamentul de aplicat benzi / furtunuri pentru irigarea subterana prin picurare [7]

Organul activ al echipamentului este vârful daltă de deschis brazda in sol. În timpul lucrului, suprafața activă a vârfului daltă supune solul unui complex proces de comprimare, tăiere și desfacere mecanică.

Forma vârfului daltă poate fi considerată ca o pană simplă cu unghiul la vârf (fig.4.6).

Acțiunea penei asupra solului se realizează în patru faze succesive și anume [1, 13]:

– Faza I: solul se comprimă plastic, tasându-se; aerul din spațiile capilare se comprimă.

– Faza a II-a: solul și aerul capilar continuă să se comprime, acumulând energie potențială.

– Faza a III-a: se atinge limita de rupere, determinată de rezistența la rupere a solului; solul se desprinde, iar apăsarea penei asupra lui încetează.

– Faza a IV-a: aerul comprimat în spațiile capilare în primele două faze se destinde și energia potențială se transformă în acțiune de mărunțire și afânare a solului.

Fig.4.6. Vârful daltă de prelucrare a solului

4.2.1 Deformarea solului sub acțiunea vârfului daltă [1, 13]

Particulele de sol de pe suprafața penei se deplasează după o direcție care deviază de la direcția normală pe suprafața activă a penei cu unghiul de frecare .

Considerând pana simplă (fig.4.7) ce se deplasează sub acțiunea forței F în direcția și cu viteza v, asupra unei particule de sol p va acționa în timpul deplasării penei forța FN normală în punctul de contact j și forța de frecare: Ff = FN.tg .

Fig. 4.7. Procesul de comprimare a solului

de către dalta de afânare

Pentru ca deplasarea particulei pe suprafața penei să se facă cu alunecare trebuie respectată condiția:

(4.1)

sau: (4.2)

Rezultanta forțelor FN și Ff va fi forța F’N care formează cu normala unghiul și cu direcția de înaintare a penei unghiul -.

Prin deplasarea penei cu distanța L, particula de sol trece din poziția p în poziția p1, alunecând pe suprafața penei cu distanța j’.p1 = l L.

Poziția pe care o ocupa particula de sol mai înainte ca dalta să fi acționat asupra ei se află în punctul po la intersecția direcției pp1 cu latura AC a penei.

Deci, deplasând particula de sol din po în p1 pana realizează o deformare lineară a solului egală cu segmentul pop, iar apăsarea penei asupra solului în punctul p este proporțională cu lungimea segmentului pop, dacă deformația pop nu depășește limita de compresibilitate a solului respectiv.

Caracterul deformrii solului depinde în mare măsură și de proprietile fizico-mecanice ale acestuia. Astfel, solurile uoare, nisipoase, sub aciunea penei, se destram repede, mrunindu-se cu uurin. Solurile mijlocii (nisipo-lutoase sau luto-nisipoase) sub aciunea penei, se destram n bulgri mici i mijlocii. Solurile grele (argiloase), sub aciunea penei, se destram n bulgri mari de form neregulat, iar pe fundul brazdei rmn gropi; solurile nelenite i umede se desprind sub aciunea penei sub forma unor benzi continue.

4.2.2. Forța necesară deplasării în sol a vârfului daltă [1, 13]

Dacă nu se ține seama de frecare, forța F (fig. 4.8) va fi egală cu proiecția pe direcția de înaintare a rezistenței solului care, în acest caz, este normală pe suprafața activă a penei și egală cu forța FN, adică:

(4.3)

Fig. 4.8. Forțele de frecare dintre sol și organul activ al echipamentului de aplicat benzi / furtunuri pentru irigarea subterana prin picurare

Ținând seama și de influența forței de frecare Ff = ..FN, unde este coeficientul de frecare ( = tg ), îndreptată în sens opus deplasării relative a particulelor de sol pe pană, rezultanta F’N a forțelor FN și Ff are valoarea:

(4.4)

Deoarece rezultanta este deviată de la normala pe suprafata activă cu unghiul , se poate scrie:

(4.5)

Forța F necesară deplasării penei în varianta din figura 4.8.b se determină cu relația:

(4.6)

Această relație determină valoarea forței F ținând seama numai de frecarea dintre sol și suprafața activă a vârfului daltă al cizelului AC.

Luând în considerare și fenomenul de frecare care apare pe fundul brazdei (latura AB), în figura 4.8.c laturile penei au fost înclinate suplimentar cu unghiurile de frecare și 1, unghiul total de atac al penei devenind:

’ = + + 1 (4.7)

Ca urmare a influenței fenomenului de frecare pe fundul brazdei, reacțiunea RN normală pe suprafața AB deviază cu unghiul de frecare 1 în poziția R’N, deci:

(4.8)

Forța de deplasare F se va determina din condiția de echilibru a forțelor F, F’N și R’N deci:

(4.9)

și (4.10)

sau: (4.11)

și (4.12)

Scoțând valoarea lui RN din relația (4.12) și înlocuind-o în relația (4.11), după simplificări se obține:

(4.13)

Pentru cazul particular când se obține:

(4.14)

relație ce permite calcularea forței de tracțiune necesară deplasării în sol a vârfului daltă al organului de lucru al echipamentului de incorporat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare de forma unei pene simple.

4.3 Forța de rezistență la tracțiune

4.3.2 Fora de rezistena la traciune a unui echipament de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare [5, 12, 13, 16]

Un organ de lucru realizeaz tierea solului pe o lime de lucru notata cu b si la o adâncime de lucru notata cu a.

In figura 4.9 este prezentata forma aproximativa a suprafeei solului taiat n plan vertical. Prin executarea lucrării cu acest tip de organe, solul i mrete putin volumul prin afnare. Forma suprafeei S este apropiat de cea a unui trapez la care baza mare este nlocuit de o linie curb neregulat L de form aproximativ convex, ce limiteaz zona superioar de sol tăiat, iar baza mic este situat la nivelul adncimii de lucru a. [7]

Fig. 4.9 Profilul solului lucrat cu echipamentul tehnic de aplicat benzi de irigare subteran

Suprafaa solului n plan vertical lucrat de un organ de lucru se poate aproxima cu suprafaa unui dreptunghi cu dimensiunile a i b reprezentnd adncimea i limea de lucru.

In aceste condiii fora de rezisten la traciune R a unui organ de lucru, n daN, se poate determina cu ajutorul relaiei [16, 17]:

R = a·b·kc (4.21)

n care: a – adncimea de lucru n cm;

b – limea de lucru n cm;

kc – rezistena solului la lucrarea cu cizelul, n daN/cm2.

Rezistena kc este similar cu rezistena k0 la tierea, desprinderea i deformarea solului de la artur, care are valoarea dat de relaia [72]:

k0 = (0,7 0,85)·k (4.22)

unde k este rezistena solului la arat n daN/cm2 .

In funcie de tipul solului, k are urmtoarele valori: [72]

– 0,25…0,35 daN/cm2 pentru soluri uoare;

– 0,35…0,55 daN/cm2 pentru soluri mijlocii;

– 0,6…0,8 daN/cm2 pentru soluri grele;

– 0,8…1,4 daN/cm2 pentru soluri foarte grele.

S-a considerat pentru rezistena solului la lucrarea cu acest tip de echipament:

kc = 0,7·k (4.23)

Pentru un sol mijlociu cu valoarea lui k ~ 0,48 daN/cm2, lucrat la adncimea a = 30 cm, de un organ cu limea de lucru b = 15 cm, rezult pentru fora de rezisten la traciune R valoarea:

R ~ 1512 [N] (4.24)

valoare ce se va aplica pentru ncrcare n modelele structurale pentru calculul solicitrilor n structura portant a echipamentului de aplicat benzi / furtunuri de irigare subterana.

Pentru calculul forei de rezisten la traciune a unui echipament Ft se folosesc relaiile:

Ft = n·R + Rg (4.25)

Ft = n·R + f·G (4.26)

n care: n este numrul de organe de lucru ale echipamentului;

R – fora de rezisten la traciune pentru un organ de lucru, n N;

Rg – rezistena opus la deplasarea proprie al echipamentului (n gol), n N;

G – greutatea echipamentului, n N;

f – coeficientul rezistenei la rulare al echipamentului n lucru.

4.4 Analiza structural a organului de prelucrat solul

Analiza de detaliu a acestui subansamblu al echipamentului tehnic de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare a fost necesar pentru punerea n eviden a unor zone sensibile ale structurii, (concentratori de tensiune) care pot conduce la modificarea formei acestor zone i n final la realizarea lor cu o rezisten mai bun.

Organul de lucru al echipamentului are zona sensibil in punctual A din figura x.1.

Fig.x.1 Vizualizarea modului de fixare a organelor de lucrat solul pe cadru

Organul de lucru prezintă o formă neregulată și are o seciune variabil (fig.x.2).

Fig.x.2 Organul de lucru al echipamentului de prelucrat solul

n figura x.3 este prezentată o formă simplificată a formei geometrice a organului de lucru în scopul realizării simulării. Rezemarea acestuia se realizeaz pe gurile de legtur cu cadrul echipamentului tehnic de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare. Incărcarea se realizează pe partea dinspre direcția de înaintare, cea care intră în contact direct cu solul în timpul procesului de lucru.

Fig.x.3 Forțele care acționează asupra organului de lucru

ncrcarea se realizeaz n cel mai natural mod posibil, prin presiune pe organele de lucru pe direcia deplasrii agregatului, n sens opus. Presiunea pe suprafața de lucru este mult mai mare în zona inferioară de pătrundere în sol, deoarece aceasta este cea care sparge solul prima, partea superioară venind n contact cu un sol parial, sau total mobilizat deja. Cunoscnd valoarea global a forei pe un organ de lucru, aceasta a fost distribuit astfel nct tensiunea s fie ct mai uniformă.

Utilizând programul SolidWorks Simulation s-a creat un model structural Solid Mash pentru studiul privind la forța de rezistanță la deplasarea în sol (fig.x).

Fig.x Modelul Solid Mesh realizat în SolidWorks Simulation

n fig.xx se prezint starea de tensiune a organului de lucru, considerând că asupra lui este exercitată o forță uniformă de 8.000 N.

Fig.xx Studiul presiunii exercitate asupra organului de lucru

A rezultat urmtoarea distribuie a presiunilor: 0.0189268 N/m2 pe vârful organului de lucru i 19982.9 N/m2 în punctual critic de prindere pe bara cadru.

Referitor la starea de deplasare a vârfului organului de lucru față de punctual de prindere, datorită forțelor exercitate asupra lui în timpul lucrului, s-a obținut reprezentarea din figura xx:

Fig.x.x Studiul deplasării

Deplasarea maximă în valoare de 0.000175137 mm s-a realizat în zona vârfului organului de lucru.

Tensiunea echivalentă în structura materialului a avut valori cuprinse între 6.50017e-014 și 6.54227e-008 și este prezentată în figura x.x.

Fig.x.x Tensiunea echivalentă

Din rezultatele obținute se poate concluziona faptul că soluția tehnică adoptată pentru organul de lucru este bună din punct de vedere tehnic.

Capitolul V. ELABORAREA METODOLOGIEI DE STUDIU

ȘI EXPERIMENTARE, APARATURA ȘI DISPOZITIVELE

DE MĂSURARE FOLOSITE

În tehnică în general și mai ales în domeniul construcției de mașini agricole, o deosebită pondere în cercetarea științifică o au cercetările aplicative, experimentale, care constituie un criteriu de bază pentru verificarea ipotezelor teoriilor științifice și totodată o sursă bogată de obținere a unor noi date pentru perfectarea obiectului cercetării.

Pentru efectuarea experimentărilor a fost întocmită o metodică specială de încercări care conține toți parametrii ce trebuie determinați, condițiile în care se fac aceste măsurători, modul de executare a acestora, aparatura de cercetare utilizată, prelucrarea și interpretarea datelor.

Metodica de cercetare (fig.5.1) a avut scopul de a stabili modul de organizare a încercărilor, modul de culegere și prelucrare a datelor experimentale în funcție de variantele luate în studiu.

Pentru stabilirea calității lucrărilor executate, s-a prevăzut a se determina o serie de indici calitativi de lucru și energetici și anume:

5.1. Determinarea indicilor calitativi de lucru

Adâncimea de lucru medie, în cm, care se determină prin măsurători directe, cu ajutorul unei tije metalice gradate, adancimi de lucru efectuate la distanțe egale pe toată lungimea parcelei de probe, în brazdele deschise de organele active.

Valoarea medie s-a calculat cu ajutorul relației:

(5.1)

în care: ai este valoarea fiecărei măsurători efectuate;

n = numărul de măsurători.

Indicele de variație a adâncimii de lucru a fost determinat cu ajutorul relației:

(5.2)

în care: a este abaterea medie patratică a adâncimii de lucru, în m;

am – adâncimea medie de lucru, în m.

Conform calculului statistic, abaterea medie patratică a adâncimii de lucru se calculează cu relația:

(5.3)

în care n este numărul de măsurători efectuate.

Lățimea de lucru medie s-a determinat prin măsurarea cu ruleta a distanței dintre două urme alăturate, folosind relația:

(5.4)

în care: Bt este distanța măsurată între 11 urme alăturate;

N – numărul de organe active cu care lucrează mașina.

5.2. Determinarea indicilor energetici și a capacității de lucru

Viteza de lucru, în km/h, s-a determinat în trei repetiții prin cronometrarea timpului necesar parcurgerii lungimii de probă. Precizia cronometrării a fost de 0,1”. Viteza de deplasare în lucru s-a obținut cu ajutorul relației:

, km/h (5.8)

în care: L este lungimea parcelei, în m;

t – timpul de parcurgere a distanței L, în s.

Capacitatea de lucru, în ha/h, s-a calculat la timpul efectiv de lucru, cu ajutorul relației:

, ha/h (5.9)

în care: Bl și Vl au semnificațiile menționate anterior.

Consumul de combustibil orar, în litri, s-a determinat în trei repetiții, prin măsurarea cantității de combustibil consumate din rezervorul aparatului de consum și cronometrarea timpului de funcționare a motorului cu combustibil preluat din aparatul de consum, folosind relația:

, l/h (5.10)

în care: C este cantitatea de combustibil consumată, în cm3;

tp – durata probei, în s.

5.3. Dispozitivele și aparatura folosită la încercări

Echipamentul nou creat a fost supus și unor încercări în scopul determinării indicilor de exploatare. [34]

Indicii referitori la capacitatea de lucru a agregatului au fost calculați pe baza cronometrării timpului de lucru efectiv și a timpilor ajutători și prin măsurarea suprafeței de teren prelucrate.

Încadrarea operațiunilor pe diferite categorii ale timpului de producție, determinarea coeficienților de folosire a timpului, a capacității de lucru a agregatului și de consum de combustibil s-a efectuat conform metodicilor de încercări elaborate de INMA, avizate de institutele de profil.

Prelucrarea datelor experimentale s-a efectuat în conformitate cu regulile calcului statistic.

La probele de laborator-câmp s-au utilizat următoarele aparate și materiale de cercetare:

– aparate pentru măsurarea lungimilor (rulete, șublere, brazdometre);

– aparate pentru măsurarea timpului (cronometre);

– aparate pentru determinarea profilului (profilografe);

– aparate pentru determinarea consumului (aparate de consum);

– aparate pentru determinarea maselor (cântare de câmp);

– aparatură pentru determinarea umidității solului (fiole de sol, etuvă, cântare de laborator).

– diverse materiale pentru încercări (jaloane, țăruși, casmale, truse de site etc).

Pentru determinarea indicilor energetici s-a folosit un tractor laborator, cu o putere a motorului de 47,8 kW (65 CP) și care a fost echipat cu următoarele dispozitive de măsurare:

– ramă dinamometrică pentru măsurarea forțelor de rezistență la tracțiune a mașinilor purtate, prevăzută cu un element elastic cu mărci tensometrice rezistive;

– dispozitive pentru măsurarea turațiilor roților motoare și ale arborelui prizei de putere ale tractorului, de tip inductiv;

– dispozitiv pentru măsurarea spațiului parcurs de agregat, de tipul cu roată liberă prevăzută cu traductor inductiv de turație;

– dispozitiv de măsurare a consumului de combustibil cu piston liber și actionare electrica

Capitolul VI. CERCETAREA EXPERIMENTALĂ A ECHIPAMENTULUI TEHNIC DE APLICAT BENZI / FURTUNURI PENTRU IRIGARE SUBTERANA PRIN PICURARE

Obiectivele principale ale cercetărilor experimentale în condiții de exploatare ale echipamentului tehnic de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare sunt:

verificarea ipotezelor și teoriilor care au stat la baza studiilor referitoare la forțele rezistente ce apar la organele active ale echipamentului;

determinarea unor funcții multivariabile pentru calculul forței de tracțiune, al patinării rotilor și al puterii necesare acționării echipamentului;

determinarea indicilor calitativi ai lucrării efectuate prin determinarea gradului de încorporare a benzilor / furtunurilor pentru irigare subterana.

Mărimile determinate în timpul încercărilor experimentale au fost :

Forța de tracțiune;

Patinarea roților brăzdarului;

Gradul de nivelare al solului;

Consumul de combustibil;

Adâncimea de lucru;

Puterea de tracțiune.

6.1. Determinarea indicilor energetici

Determinarea vitezei de lucru și a patinarii roților

Viteza de lucru se determină prin măsurarea, cu ruleta, pe terenul de probe un spațiu liniar S=50 m marcat cu câte două jaloane, unul la începutul și celalalt la sfârșitul spațiului S de probe. La intrarea în regim de lucru a agregatului în spațiul de probe, se pornește cronometrul, iar la ieșirea din spațiul respectiv se oprește cronometrul. Se citește pe cronometru timpul t de parcurgere a spațiului S și se înregistrează în fișa de măsurători. Pe baza datelor înregistrate în fișele de măsurători se calculează viteza de deplasare v cu următoarea relație:

[ m/s ] (6.1)

Pentru determinarea patinarii roților tractorului s-au măsurat numarul de rotații al roților motoare din spate ale tractorului în sarcină (nr) și la deplasarea fără sarcină (nro) cu echipamentul suspendat și s-a calculat patinarea cu relația:

[ % ] (6,2)

Valorile obținute în urma măsurătorilor pentru viteza de lucru și patinarea roților tractorului sunt prezentate în tabelul 6.1.

Tabelul 6.1. Viteza de lucru și patinarea roților tractorului

6.2. Determinarea forței de tractiune

Măsurare forței de tractiune a echipamentului tehnic de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare s-a realizat cu o ramă tensometrică (bară tensometrică) care este o construcție rigida de care se prind cadrele port-inele, cu posibilități de alegere a pozițiilor relative față de rama (suruburi și orificii alungite) în funcție de sistemul de cuplare al echipamentului agricol la tractor. Rama tensometrică măsoară eforturi în plan orizontal și vertical; domeniul de măsurare al forțelor este 501.500 daN.

Deoarece majoritatea echipamentelor agricole purtate au bolțurile de cuplare la tiranții laterali asamblate (prin sudare) de cadru, montarea de mărci tensometrice pe acestea este aproape imposibilă. De aceea, măsurarea rezistențelor la tracține la aceste echipamente se poate face numai prin folosirea unui dispozitiv cu traductoare tensometrice (rama tensometrică), plasat între mecanismul de suspendare al tractorului și mașina agricolă purtată.

Cuplarea ramei la mecanismul de suspendare al tractorului se realizează prin cuplarea tiranților laterali și central ai tractorului la bolțurile laterale 4 și central 5 de pe ramă (fig.6.1).

Fig.6.1. Rama intermediară cu inele tensometrice pentru măsurarea forței de rezistență la tracțiune a echipamentului:

1-cadru central; 2,3-cadru lateral; 4-bolț lateral; 5-bolț central; 6-suporți tensometrici laterali orizontali; 7-suport tensometric central; 8-bolț; 9-suporți tensometrici laterali verticali.

La bolțurile laterale 4 și central 5 se fixează și suporții tensometrici laterali 6 și central 7, realizați din plăci de fixare la bolțurile ramei, plăci cu articulație sferică încorporată pentru cuplarea bolțurilor dispozitivului de cuplare al mașinilor agricole și inele (bucși) elastice pe care se montează traductoarele de forță tensometrice. De suporții tensometrici laterali 6 sunt articulați prin bolțurile 8 suporții tensometrici verticali 9, realizați din plăci de fixare, tijă filetată și inel elastic. Prin tija filetată a suporților tensometrici verticali se reglează poziția de paralelism a suporților tensometrici laterali cu terenul și implicit poziția echipamentului agricol față de tractor.

Deoarece suporții tensometrici laterali precum și cel central se reglează paralel cu terenul, prin mărcile tensometrice montate pe inele elastice ale acestor suporți se pot măsura chiar forțele de rezistență la tracțiune ale echipamentului agricol paralele cu direcția de deplasare a agregatului.

Inregistrarea forței de tracțiune a echipamentului tehnic de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare este prezentată în graficul realizat în figura 6.2.

Fig. 6.2. Înregistrari ale forței de tracțiune a echipamentului tehnic de aplicat benzi / furtunuri pentru irigare subterana prin picurare

6.3. Determinarea indicilor calitativi de lucru

In tabelul 6.3 sunt prezentate rezultatele calculelor gradului de nivelare a solului și a adâncimii de lucru :

Tabelul 6.3. Indicii calitativi ai echipamentului tehnic de aplicat benzi / furtunuri

pentru irigare subterana prin picurare

Din rezultatele obtinute se poate constata ca variația adâncimii de lucru determinata experimental, fața de adâncimea reglata, a fost in limite acceptabile. Gradul mediu de nivelare a solului a fost de 5.62%, 7.89% și 9.82% pentru adâncimea de lucru de 0.25 m, 0.35 m respectiv 0.45 m. Se observa că gradul de nivelare al solului depinde de adâncimea de lucru având valorile maxime pentru adâncimea de 0.45 m.

Bibliografie

Profa [1]

https://gradinadeacasa2.wordpress.com/category/irigarea-legumelor/

https://www.gazetadeagricultura.info/constructii-instalatii-echipamente/619-irigatii/405-irigarea-culturilor-agricole.html

http://irigatii-profesionale.ro/7-irigatii-agricultura

http://www.majexim.ro/sisteme-de-irigatii

https://www.gazetadeagricultura.info/constructii-instalatii-echipamente/619-irigatii/12998-udarea-prin-picurare-solutia-cea-mai-sigura-in-irigarea-plantelor.html

http://lacuridecorative.weebly.com/irigatii-prin-picurare.html

http://agrointel.ro/6659/fermierii-vor-sisteme-individuale-de-irigatii-eficiente-nu-unele-mamut-energofage/

http://www.irigatii-agricultura.ro/categorie-produs/tamburi-irigatii/

http://www.valinst.ro/universal-liniare

http://agrointel.ro/52583/sistemul-subteran-de-irigare-prin-picurare-in-pomicultura-eficienta-maxima-in-managementul-apei-si-al-nutrientilor/

http://www.pomfruct.ro/produs/par-monica/

https://www.gazetadeagricultura.info/constructii-instalatii-echipamente/619-irigatii/11046-sisteme-de-irigatii-naandanjain.html

http://www.pomfruct.ro/produs/par-monica/#lightbox[auto_group1]/0/

http://www.gardena.com/ro/water-management/micro-drip-irrigation-system/gardena-set-conducta-50-m-cu-picuratoare-subterana-si-de-suprafata-305329/

http://www.casamea.ro/gradina/sfaturi/sfaturi-practice/10-metode-pentru-irigarea-eficienta-a-gradinii-13985

http://www.agrimedia.ro/articole/irigarea-prin-brazde-a-porumbului

http://www.agrodor.md/produse-si-servicii/irigare/irigare-prin-microaspersiune-si-aspersiune

http://www.majexim.ro/sisteme-de-udare

http://www.comertekn.com/blog/sisteme-de-irigare-prin-picurare-avantaje-si-dezavantaje

https://proiectediploma.files.wordpress.com/2012/09/instalatie-irigatii1.jpg

http://www.silvera.ro/

http://www.informatiadeseverin.ro/is/fermierii-sustin-a-in-mehedinti-pagubele-generate-de-seceta-sunt-cuprinse-intre-60-si100/

http://www.ghidcabinet.ro/2011/05/camp-inverzit/

https://www.google.ro/search?q=sisteme+irigatii+agricultura&espv=2&biw=1366&bih=599&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjrotiE5bjNAhWoBZoKHZyTAGgQ_AUIBigB#imgdii=_I6F14L6NF_O_M%3A%3B_I6F14L6NF_O_M%3A%3B-WXCL5Lw3E509M%3A&imgrc=_I6F14L6NF_O_M%3A

http://www.irigexpert.ro/

http://www.nyirforras.hu/flf-parasito-4-utas-fekete-10-lh.html

http://irigatii-profesionale.ro/aspersie-fina/1004005-linie-aspersie-fina-pe-teava-de-polietilena.html

http://www.naandanjain.ro/categorie-prezentare/aspersie

http://www.naandanjain.ro/categorie-prezentare/aspersie

http://www.aspersor.ro/cumpara/aripa-de-ploaie-150m-2878943

http://www.marcoser.ro/produse/echipamente_sere_si_solarii/irigare_picurare/tub/GoldDrip.html

http://www.marcoser.ro/produse/echipamente_sere_si_solarii/irigare_picurare/drip_tape/sunstream.html

http://californiaagriculture.ucanr.org/landingpage.cfm?article=ca.v045n02p4b&fulltext=yes

http://blog.ambient.ro/2015/03/irigarea-prin-picurare-un-sistem-modern-si-eficient-pentru-gradina-ta/

http://www.buctraco.com/3%20Online%20Catalog/MultiRowDripTapeLayers.htm

http://www.inmateh.eu/INMATEH%20III_2010/INMATEH%20III%20-%202010_rev.pdf