Instrumentação e controle de um sistema automático para injeção de fertilizantes com dispositivos venturi em irrigação localizada

Abstract

A técnica da fertilização via água de irrigação é compreendida como uma ferramenta que auxilia o bom aproveitamento dos recursos hídricos em uma área cultivada. Tradicionalmente, há duas formar de se injetar os fertilizantes no sistema: o injetor Venturi é a solução que utiliza a própria energia hidráulica do sistema e a outra seriam as bombas injetoras. Porém, o pequeno limite operacional apresentado pelo injetor de fertilizantes do tipo Venturi cria uma grande dependência de parâmetros hidráulicos precisos para uma utilização eficaz em sistemas de fertirrigação. Este trabalho teve como objetivo construir uma bancada para ensaios e testes focados em sistemas de irrigação com injeção de fertilizantes através deste dispositivo e automatizar este processo, na configuração by-pass. Para tal, a bancada foi pensada como um sistema de controle em malha fechada e o processo de injeção de fertilizantes foi automatizado pela utilização de um microcontrolador em plataforma Arduino ATmega2560 e a motorização de uma válvula gaveta. Para isso, esse sistema automático utiliza o controle PDI para o cálculo da intensidade da ação de controle que visa corrigir as variações na taxa de injeção ocorridas. Foram realizados seis testes para verificar o comportamento do sistema, sendo no primeiro o sistema operado sem a assistência do controle automático e nos demais, a intensidade da ação de controle calculada por uma equação com constantes ajustáveis. O produto final deste trabalho foi a proposta de um sistema capaz de corrigir algumas perturbações hidráulicas de forma a promover uma fertirrigação com uma taxa de injeção mais constante. Os resultados obtidos com o sistema manual apontaram a necessidade de se automatizar a fertirrigação por Venturi. Ao final do primeiro teste, a taxa de injeção verificada foi de aproximadamente 30% do valor inicial. Já com a automatização, foi possível alcançar valores médios de taxa de injeção iguais ao valor desejado. Nestes últimos testes, o sistema apresentou variações na vazão de até 38%, ainda que por poucos instantes.