Ricardo Miguel Borges Sá e Silva, Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior de Engenharia do Porto Instituto Politécnico do Porto, Portugal {1110053, ads} @isep.ipp.pt
RESUMO A (re)utilização de água surge como uma possível resposta da sua utilização como um recurso hídrico passível de ser usado beneficamente, permitindo a poupança de fontes de água convencionais e aumentando a disponibilidade dos recursos hídricos existentes para finalidades que requerem padrões de qualidade mais exigentes. Neste trabalho apresenta-se o processo de desenvolvimento de um Sistema de Gestão Técnica (SGT) para o controlo do sistema de rega dos jardins do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) otimizando-se os consumos energéticos do sistema de rega tendo em conta os parâmetros caraterísticos do local a regar bem como o controlo de todo o processo. São ainda apresentados os cálculos de dimensionamentos efetuados relativamente às necessidades hídricas da planta e necessidades de rega, entre outros. Palavras-Chave: Rega, controlo, PLC, sistema de gestão técnica, SGT, sistemas de gestão de rega, SGR, rega urbana.
1. INTRODUÇÃO Num competitivo e complexo ambiente tecnológico em que vivemos, os computadores assumem um papel importante no tratamento, distribuição e controlo da informação, permitindo um acesso rápido e fácil a esta informação e possibilitando, ainda, a execução de outras funcionalidades mais complexas. Neste sentido, e tirando partido destas possibilidades, foi desenvolvido um sistema de controlo de gestão de rega que pretende dar respostas às perguntas fundamentais que estão na base da decisão da rega: “Quando regar?”, “Como regar?” e “Quanto regar?” as áreas ajardinadas do ISEP, Figura 1. Estas questões são respondidas, não só, através da análise dos aspetos ambientais, nomeadamente de fatores como a água, o clima, o solo e a planta, essenciais para a definição de hidrozonas, mas também através do estudo das condicionantes para a instalação de sistemas de rega eficientes.
robótica 103, 2.o Trimestre de 2016
robótica
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artigo científico
Sistema de Gestão Técnica Aplicado aos Sistemas de Rega
Figura 1. Vista aérea das instalações do ISEP.
Assim, e tendo sempre presente o objetivo da gestão eficiente da rega, foram definidas metas para o desenvolvimento deste
trabalho que passavam pelo desenvolvimento de uma Interface Homem Máquina (HMI) em que, a interação será feita com um PLC de forma a permitir a visualização/alteração de variáveis internas do PLC, de acordo com as necessidades do utilizador. Efetuar o controlo do enchimento dos reservatórios de rega por ação direta sobre as bombas de enchimento e controlo dos respetivos débitos. A análise económica e o controlo dos consumos energéticos correlacionando-os com os ganhos efetivos do SGT e a coleta de dados que possam permitir a realização de análises diárias, mensais e/ou anuais.
2. ASPETOS AMBIENTAIS No plano de gestão da rega, e como já foi referido, os aspetos ambientais são um fator preponderante para a gestão eficiente da rega. Para isso, o conhecimento de fatores como a água, o clima o solo, a planta ou graminha será preponderante para a definição das hidrozonas. 2.1. Fator água A água, sendo um bem cada vez mais escasso, deve ser analisada na perspetiva da sua quantidade e da sua qualidade. A quantidade de água disponível para a planta é o principal fator ambiental a ter em conta para a decisão de rega e todos os restantes fatores estão direta ou indiretamente relacionados com este. A água disponível no solo para a planta vai mover-se desde a sua raiz até às folhas e, quando esta não é suficiente, é necessário manter uma rega saudável para que a planta não entre em escassez hídrica. Estas entrarão em escassez hídrica quando a quantidade de água disponível no solo é inferior à necessária ou a evaporação através da superfície das folhas excede a taxa a que a água é transportada da raiz às folhas (Irrisoft Inc., 2004). Com esta situação, a planta irá apresentar danos que variam de acordo com a espécie, a idade e a profundidade das raízes. Os sistemas de rega são utilizados em todas as plantações que apresentam necessidades hídricas pelo que estes devem ser devidamente calculados para garantirem a quantidade de água necessária para que não surjam problemas de excesso. Nestas condições, a humidade do solo torna-se um indicador da necessidade de rega. Assim, e para que a rega seja eficiente, esta deve repor, tanto quanto possível, a quantidade de água necessária para que as plantas tenham o desenvolvimento desejado. Esta precisão de rega implica que haja um bom conhecimento dos solos e, consequentemente, da quantidade de água que deve ser aplicada (Ribeiro D., 2009). Para isso, e para se obter uma medida mais exata da quantidade de água a aplicar, os métodos atuais de cálculo das necessidades de rega têm, quase sempre, em conta o valor da evapotranspiração e da precipitação. A evapotranspiração, denominada por ET, refere-se ao fenómeno de perda da água segundo dois processos distintos: evaporação da água contida no solo ou pela superfície da folha,