Comparação econômica entre critérios de dimensionamento de sistemas de irrigação por microaspersão utilizando modelos de programação linear

Abstract

Os sistemas de irrigação por microaspersão apresentam como principal limitação o elevado custo inicial, decorrente da rede hidráulica fixa, ocupando toda a área a ser irrigada. Os custos com equipamento (conjunto motobomba, tubulação e acessórios) e com a energia por ele consumida são fatores determinantes do custo total do sistema. Tubos de diâmetros menores apresentam menor custo, porém, resultam em maior perda de carga e, conseqüentemente, em maior consumo de energia. De maneira oposta, tubos de maior diâmetro fornecem menor perda de carga e menor consumo de energia, todavia, apresentam maior custo. Pode-se, então, deduzir, que uma forma de minimizar o custo dos sistemas fixos de irrigação pressurizada é a otimização de sua rede hidráulica e da energia por ele consumida. Porém, a busca de sistemas de irrigação mais econômicos não deve prescindir da garantia de um nível adequado de uniformidade de aplicação de água dentro da unidade operacional, assegurados pelos diversos critérios já estabelecidos de dimensionamento das linhas de derivação e laterais. As muitas combinações possíveis envolvendo diâmetros distintos e diferentes comprimentos, nos diversos trechos da rede hidráulica, associadas aos diversos critérios de dimensionamento existentes, geram um grande número de configurações hidráulicas viáveis do sistema, dentre as quais ocorre a de menor custo. A identificação da alternativa mais econômica é um problema típico de Pesquisa Operacional, sendo o modelo de Programação Linear uma excelente opção, pois pode representar satisfatoriamente o problema e conduz a soluções que são ótimos globais... .

Microirrigation is a convenient and efficient method of supplying water to the root zone of trees. As a permanent irrigation system, the hydraulic network design greatly influences in the initial equipment cost. Therefore, optimization of the system design is key to maximizing profitability and emission uniformity. Trickle irrigation systems have the high initial cost as the main limitation because the hydraulic network is fixed, occupying all the area to be irrigated. The costs with equipment (pump system and pipeline) and with the energy are the main factors to be considered in the total cost of the system. Larger pipe diameters for a given length and discharge, increase capital costs but, at the same time, decrease the energy requirements. On the other hand, smaller pipe diameters decrease capital costs but increase the energy requirements. So, it is possible to minimize the cost of the trickle irrigation systems optimizing the hydraulic network but it must be done considering a reasonable level of emission uniformity in the operational subunit. There are many possible alternatives involving diameters and different lengths in the hydraulic network sections, for each design criterium adopted. Identification of the most economic alternative is a typical problem of Operational Research, being the Linear Programming an excellent option to be used. The purposes of this paper are: (1) to develop a linear programming model that provides the optimization of microirrigation design, under the condition of minimization of the total cost ; and (2) using the developed model, compare the total cost of a microirrigation system for a... (Complete abstract, click electronic address below).