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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5653
Tipo do documento: Tese
Title: Desenvolvimento, construção e validação de um pivô central experimental
Other Titles: Development, construction and validation of an experimental central pivot
Autor: Pazuch, Félix Augusto 
Primeiro orientador: Vilas Boas, Marcio Antonio
Primeiro membro da banca: Vilas Boas, Marcio Antonio
Segundo membro da banca: Andrade, Maurício Guy de
Terceiro membro da banca: Frigo, Jiam Pires
Quarto membro da banca: Gurgacz, Flavio
Quinto membro da banca: Lopes, Allan Remor
Resumo: Neste trabalho um pivô central experimental, automatizado com a plataforma Arduíno, foi desenvolvido e construído para atender de forma integral às aspirações do projeto. O dimensionamento da linha lateral do pivô desenvolvido foi realizado com base nos resultados de ensaios de distribuição, alcance e vazão, conduzidos com o modelo de spray selecionado e consulta ao manual técnico. O processo de validação do equipamento desenvolvido ocorreu durante ensaios de avaliação do coeficiente de uniformidade aplicando água (CUH). Entre os ensaios de avaliação, foram realizadas modificações no dimensionamento da linha lateral para melhorar a eficiência do equipamento. Após a validação do equipamento desenvolvido, ensaios de uniformidade aplicando fertilizante diluído na água utilizada para irrigação foram realizados para avaliar a correlação entre a variável altura de lâmina (variável preditora) e a variável condutividade elétrica (variável resposta) e se os valores de CUH da lâmina aplicada têm influência sobre os valores de CUH da condutividade elétrica, nas condições adotadas para a realização dos ensaios. O desempenho individual dos sprays durante os ensaios de uniformidade, durante a calibração do equipamento e nos ensaios para aplicação de fertilizante, foi avaliado utilizando o Controle Estatístico de Processos (CEP), adotando o gráfico de controle 𝑥̅e R. Assim, o processo de avaliação de cada spray foi obtido pelo valor da capacidade do processo (Cp). Os valores de CUH resultantes dos ensaios de uniformidade com aplicação de água, durante o processo de validação do equipamento, estabilizaram em 84% nas condições e características adotadas para os ensaios, valor que corresponde aos disponíveis na bibliografia em operações com pivôs centrais comerciais. Nos ensaios com aplicação de fertilizante, a média entre os ensaios também alcançou 84%, nas condições e características adotadas para os ensaios. Os valores de Cp para os ensaios de calibração apontam alta probabilidade do equipamento resultar em valores de coeficiente abaixo de 80%, o que não é desejável para pivôs centrais. Estes valores de Cp podem estar atrelados às modificações realizadas na linha lateral entre os ensaios de validação que resultaram em altos valores de amplitude dos dados de lâmina d’água. Ocorreu o oposto para os ensaios com fertilizante, em que foram mantidas as configurações da linha lateral e os valores de Cp apontaram baixa probabilidade do pivô central com coeficientes abaixo do desejável. Dos ensaios com fertilizante, apenas três ensaios apresentaram correlação significativa, após a identificação de possíveis outliers e os coeficientes de uniformidade da condutividade elétrica variaram entre 98 e 99%, diferente dos valores de coeficiente de uniformidade para a lâmina de solução que variaram entre 78 e 88%. Diante dos resultados apresentados, não se rejeita a hipótese nula, ou seja, as variáveis lâmina e condutividade elétrica são independentes nas condições adotadas para os ensaios. O modelo de emissor utilizado nas configurações que foi testado e teve melhor desempenho sob pressões a partir de 1 e abaixo com distâncimento entre bocais de 3,25 m. Nessas condições, o perfil da lâmina aplicada pelo pivô central aproxima-se da média aplicada e melhora a uniformidade do pivô central, assim, o CUH pode chegar a valores próximos a 90%. Os gráficos de controle e a capacidade do processo são ferramentas excelentes para a agricultura irrigada e o monitoramento do comportamento da lâmina no tempo pode ser utilizado como predição para aumentar o poder de decisão e realização de ensaios de uniformidade.
Abstract: Along this research, an experimental central pivot, automated with Arduino’s platform, was developed and built to meet the whole project's purposes. The developed sideline dimensioning of the pivot was carried out based on the results of distribution, as well as range and flow tests, using the selected spray model and consulting the technical manual. The validation process of the developed equipment took place during tests to evaluate the coefficient of uniformity by applying water (CUH). There were some changes among the evaluation tests regarding sideline sizing to improve the equipment efficiency. After the developed equipment has been validated, uniformity tests were carried out to apply fertilizer diluted in water used for irrigation to evaluate the correlation between water depth variable (predictive variable) and the electrical conductivity variable (response variable) and whether the CUH values of the applied water depth had influenced on CUH electrical conductivity values, under the adopted conditions to accomplish the tests. The individual performance of the sprays during uniformity tests, as well as the equipment calibration and in fertilizer application tests was evaluated by the Statistical Process Control (SPC), adopting the 𝑥̅and R control graph. Thus, the evaluation process of each spray was obtained by the process capacity value (Cp). The CUH values obtained from the uniformity tests with water application, during the equipment validation process, stabilized at 84% under the conditions and characteristics adopted for the tests, a value that corresponds to those available in bibliography in operations with commercial central pivots. The average among the tests also reached 84% in the tests with fertilizer application under the conditions and characteristics adopted for them. The Cp values for the calibration tests have suggested a high probability of the equipment, whose result for coefficient values was below 80%, which is not suitable for central pivots. These Cp values may be associated to some changes that have been made in sideline among the validation tests that resulted in high amplitude values of water depth data. The opposite occurred for the fertilizer tests, in which the sideline configurations were kept and the Cp values showed a low probability of the central pivot with coefficients below the suitable level. Taking into account all the fertilizer tests, only three of them showed significant correlation, after identifying possible outliers, and the uniformity coefficients of electrical conductivity ranged from 98 to 99%, different from the uniformity coefficient values for the solution depth, which ranged from 78 to 88%. According to the obtained results, the null hypothesis was not rejected, that is, water depth and electrical conductivity variables are independent under the conditions adopted for the studied tests. The transmitter model that was tested and used in the configurations performed better under pressures from below 1 to 1, whose distance between nozzles was 3.25 m. Under these conditions, the water depth profile, applied by the central pivot, approaches the applied average, and improves central pivot uniformity, thus, the CUH can reach values around 90%. Control charts and process capability are excellent tools for irrigated agriculture, and monitoring water depth behavior over time can be used as prediction to increase decision-making power and carry out uniformity tests.
Keywords: Irrigação por aspersão
Spray
Correlação
Controle estatístico de processos
Arduíno
Irrigation by sprinkler
Spray
Correlation
Statistical process control
Arduino
CNPq areas: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Campun: Cascavel
Citation: PAZUCH, Félix Augusto. Desenvolvimento, construção e validação de um pivô central experimental. 2021. 80 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/5653
Issue Date: 16-Aug-2021
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL)

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