Determinação de parâmetros hidráulicos e avaliação econômica de tubos de bambu gigante (Dendrocalamus giganteus) para utilização em drenagem

• Ano de defesa: 1997
• Autor(a) principal: Targa, Marcelo dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: AVALIAÇÃO ECONÔMICA; DRENAGEM; HIDRÚLICA APLICADA; TUBOS DE BAMBU
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-20210104-184719/

O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Drenagem do Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São Paulo, localizado no município de Piracicaba (SP) e teve por objetivo determinar as características hidráulicas e econômicas da utilização de condutos de bambu gigante perfurados por processo mecânico em drenagem agrícola, sendo dividido em quatro etapas. Inicialmente, procurou-se levantar os conhecimentos existentes sobre os aspectos culturais do bambu gigante e de sua utilização como conduto, sendo possível visualizar que a remoção dos séptos nodulares para transformação de colmos de bambu gigante da espécie Dendrocalmus giganteus seria tecnicamente, a melhor solução. A segunda etapa deste trabalho consistiu no desenvolvimento e construção de um protótipo, perfurador longitudinal de bambu gigante e da avaliação de sua eficiência na fabricação de tubos. Nesta etapa, foi possível definir que as dificuldades a serem vencidas eram relativas a fabricação de tubos de bambu gigante com pelo menos 6,0 metros de comprimento, e com um melhor acabamento interno, o que possibilitaria um melhor desempenho hidráulico. A terceira etapa consistiu na caracterização hidráulica dos tubos de drenagem de bambu gigante em comparação a tubos comerciais de pvc, em um sistema de recirculação de água com carga constante. Nesta etapa foram levantados dados de temperatura da água, cargas piezométricas e pressões manométricas em coluna de mercúrio ou tetracloreto de carbono, para diferentes valores carga hidráulica no sistema de recirculação de água, visando a determinação de perda de carga (gradiente hidráulico), vazão, velocidade média, viscosidade cinemática, número de Reynolds e estimativa dos coeficientes de rugosidade para as equações de Darcy-Weisbach (f), Hazen-Williams (C) e Manning (n), bem como dos valores de rugosidade relativa (e/D) e rugosidade absoluta (e) dos tubos. Os dados experimentais foram relacionados entre si por processo de análise de regressão. Em uma quarta etapa procurou-se levantar os aspectos econômicos envolvidos na fabricação agroindustrial de tubos de drenagem de bambu gigante, e de sua utilização em sistema de drenagem comparados aos tubos de pvc. Nesta etapa, determinou-se o custo de produção de colmos de bambu gigante, o custo de fabricação de tubos de bambu gigante, bem como o custo de implantação de sistemas de drenagem. Neste trabalho, o dispositivo mêcanico de perfuração longitudinal de bambu gigante, possibilitou a fabricação de tubos com 6,0 metros de comprimento, com diâmetros do internódio variando de 96 mm até 128 mm, e com urna diferença média entre o diâmetro de contração do internódio e nó, de apenas 5,86 mm. Com relação a caracterização hidráulica dos tubos, de um modo geral, a vazão nos testes variou de 0,0007 a 0,00705 m3/s, a perda de carga, variou de 0,0003 a 0,0283 mim, a velocidade nos testes variou de 0,078 a 1,074 m/s, a carga hidráulica variou de 0,80 a 0,68 m, a montante e de 0,37 a 0,27 m, a jusante dos tubos, a temperatura variou de 17 a .28°C, o número de Reynolds, variou de 9. 790 a 106.694. Os diâmetros utilizados para cálculo dos parâmetros hidráulicos foram de 0,0914 m para o tubo corrugado flexível, 0,0964 m para o tubo corrugado rígido e 0,1052 m; 0,1185 m e O, 1056 m para os tubos de bambu. O valor médio dos parâmetros hidráulicos para tubos de bambu, foram f= 0,049; C = 99; n = 0,0135; e/D= 0,0216; e = 0,0024. Os tubos de bambu apresentaram menor perda de carga hidráulica que os tubos de pvc, principalmente devido ao diâmetro característico desta espécie. De um modo geral a relação entre os parâmetros hidráulicos se ajustaram melhor ao modelo potencial. O custo de produção de colmos de bambu gigante, foi de US$ 0,135 por metro de colmo produzido, e custo de fabricação de tubos de bambu gigante foi de US$ 0,793/metro de tubo. O mecanismo de perfuração bambu, mostrou-se eficiente, com relação ao serviço de perfuração, comprovado física e hidraulicamente. O tubo de bambu gigante em relação aos tubos de pvc, mostrou-se viável hidráulica e economicamente, pois apresentou menor perda de carga, principalmente devido ao maior diâmetro, que é característico da espécie Dendrocalamus giganteus, bem como apresentou menor preço e custo de implantação do sistema de drenagem.