Modelo de otimização para o dimensionamento e operação de sistemas de microirrigação. - LUCENA, Kennedy Flávio Meira de. (2003)
Desenvolveu-se um modelo de otimização para miiúrrtízação dos custos totais (investimento e operacional) de sistemas de mícroirrigação para áreas em nível ou não niveladas, considerando a influência das demandas hídricas, da divisão do sistema em subunidades, do número de unidades operacionais, da relação comprimento/largura da área irrigada e da operação com diferentes tarifas de energia variáveis com o horário de irrigação, O modelo foi aplicado a um sistema de microaspersão, para uma área hipotética referenciai de 34 ha (340000 m2) com a cultura da manga (Mangifera indica L.). Foram obtidas as demandas hídricas através do balanço hídrico climático anual e mensal no solo, considerandose a precipitação piuviométrica média anual e mensal com 75% de probabilidade de ocorrência e a evapotranspiração de referência, em duas localidades da região Nordeste do Brasil com diversidades climáticas, Iguatu no Estado do Ceará e João Pessoa no Estado da Paraíba. A técnica de otimização empregada foi a programação não linear através do software Matlab. A demanda hídrica de projeto, obtida pelo balanço anual, subestimou consideravelmente as necessidades de irrigação com relação ao balanço mensal, levando a um menor tempo de funcionamento do sistema e, conseqüentemente, menor custo operacional com energia, No entanto, os custos de investimento não sofreram alterações consideráveis com os dois balanços para um mesmo número de unidades operacionais, evidenciando que não houve modificação no dimensionamento nas duas situações. Em João Pessoa foi possível elevar o número de unidades operacionais devido ao menor requerimento hídrico, o que proporcionou uma maior redução dos custos de investimento e dos custos totais, Com relação à aplicação das tarifas de energia, o modelo alocou completamente o horário com descontos nas tarifas, promovendo uma economia representativa nos custos operacionais, Não houve efeito das tarifas no dimensionamento do sistema, o que pode permitir a adoção de medidas de racionamento no consumo de energia, nos sistemas em operação, através da mudança dos períodos de operações diários. Os custos de investimento representaram a quase totalidade dos custos totais, cujos principais responsáveis foram as linhas laterais de polietileno, os emissores, a tubulação em PVC e o sistema de tratamento d'água. Os fatores que mais afetaram os custos totais do sistema foram o número de sub-unidades e de unidades operacionais, tendo menor efeito o fonnato da área. O aumento do número de sub-unidades e de unidades operacionais do sistema reduziu consideravelmente os custos de investimento. Entretanto, a sub-unídade de custo mínimo e o maior número de unidades operacionais não garantiram a obtenção do sistema de custo mínimo, A sub-unídade de custo mínimo para uma determinada pressão de serviço foi aquela que utilizou toda a perda de carga disponível. O preestabelecímento de percentuais de perda de carga nas linhas laterais e linhas de derivação não garantiu a obtenção da sub-utiidade de custo mínimo. O sistema de menor custo foi obtido com a menor pressão de serviço do emissor, menor uniformidade de emissão e menor freqüência de irrigação. O dimensionamento do sistema sem considerar o custo de energia foi ineficiente sob os aspectos energético e econômico.