Guia de filtros de irrigação: escolha por fonte de água e vazão

O que é um filtro de irrigação?

Um filtro de irrigação remove areia, silte, algas, resíduos orgânicos e outras partículas da água de irrigação antes que ela chegue às tubulações, válvulas e emissores. No gotejamento e na microirrigação, um filtro de irrigação escolhido corretamente é a principal proteção contra o entupimento dos emissores, que reduz a uniformidade da aplicação de água muito antes de um emissor ficar totalmente obstruído.

Este guia trata da escolha de uma configuração completa de filtragem para uma fazenda ou estufa: quais filtros de água para irrigação são adequados a cada fonte de água, como organizar uma estação de filtragem, como dimensioná-la com base na vazão e no diâmetro da tubulação e como fazer sua manutenção. Para uma comparação detalhada das três principais tecnologias de filtragem, consulte nosso artigo complementar sobre filtros de discos, de areia e de tela.

Quais são os tipos de filtros de irrigação?

Os filtros de irrigação agrícola se dividem em cinco grupos. A maioria das fazendas combina dois ou mais em uma estação de filtragem.

• Hidrociclone (separador de areia): faz a água girar para que partículas pesadas, como areia, caiam em uma câmara de coleta. Remove partículas minerais grossas, mas não matéria orgânica ou silte fino, e é usado antes do filtro principal em poços e rios com areia.
• Filtro de areia: um tanque pressurizado com areia de sílica de granulometria selecionada, que retém a sujeira ao longo da profundidade do leito. Filtros de areia multimídia com meios filtrantes em camadas são usados no tratamento de água. Os filtros de areia são o padrão para viveiros, lagos, canais e outras águas com algas e carga orgânica.
• Filtro de discos: pilhas de discos plásticos ranhurados proporcionam uma filtragem compacta com algum efeito de filtração em profundidade, e os sistemas automáticos de filtros de discos fazem a retrolavagem em segundos. Os filtros de discos para irrigação são os filtros primários mais comuns nas propriedades agrícolas modernas.
• Filtro de tela: uma tela de aço inoxidável, outro metal ou plástico retém partículas em sua superfície com um limite de retenção preciso. Os filtros de tela são baratos e simples, e os modelos autolimpantes com mecanismos de varredura por sucção ou escovas são adequados para grandes vazões de água relativamente limpa.
• Filtros de captação e sucção: telas grossas nas linhas de sucção das bombas e nas captações flutuantes, usadas como filtros de bombas de irrigação para impedir a entrada de detritos, peixes e plantas aquáticas na bomba em lagos e açudes.

Qual filtro de irrigação você deve usar para cada fonte de água?

A fonte de água importa mais do que o tamanho da propriedade. Comece com uma análise da água que inclua sólidos suspensos, carga orgânica, ferro e manganês e dureza; depois, use esta tabela como ponto de partida.

Na irrigação com água de lago, uma captação flutuante com filtro de tela grossa mantém a sucção da bomba longe dos sedimentos do fundo e da camada de impurezas na superfície, reduzindo a carga sobre o filtro principal.

Como é organizada uma estação de filtragem para irrigação?

Um sistema de filtragem de irrigação em escala agrícola vai além de um único filtro. Uma configuração típica, na ordem do fluxo, é:

1. Tela de captação ou crivo de sucção para proteger a bomba.
2. Bomba, com válvula de retenção e válvula de liberação de ar no recalque.
3. Hidrociclone onde houver areia.
4. Bateria de filtros primários: unidades de areia ou de discos em paralelo, com válvulas automáticas de retrolavagem e um controlador acionado por diferencial de pressão e tempo.
5. Manômetros ou transmissores de pressão antes e depois da bateria, para que o diferencial de pressão esteja sempre visível.
6. Ponto de injeção de fertilizante, após o filtro principal. Veja fertirrigação e injetores de fertilizante.
7. Filtro secundário de segurança, geralmente de tela ou de discos, para reter resíduos de fertilizante, material filtrante arrastado ou qualquer material liberado durante a retrolavagem.
8. Válvula principal, medidor de vazão e regulagem de pressão para os setores. O guia de válvulas de irrigação aborda válvulas de controle, redutoras de pressão e de alívio.

Em sistemas pequenos, a mesma lógica se resume a uma combinação de filtro para irrigação por gotejamento e regulador de pressão: um dispositivo de prevenção de refluxo, um filtro de irrigação em linha de cerca de 120–150 mesh e um regulador de pressão no início do tubo gotejador.

De qual grau de filtragem os sistemas de gotejamento precisam?

A recomendação do fabricante do emissor sempre tem prioridade. Na ausência dela, os filtros para irrigação por gotejamento costumam ser especificados entre cerca de 120 mesh (aproximadamente 130 µm) e 200 mesh (aproximadamente 75 µm), com filtragem mais fina para gotejadores de baixa vazão e bicos de nebulização. Uma regra amplamente usada é remover partículas maiores que cerca de um sétimo a um décimo da menor passagem do emissor. O artigo de comparação de filtros inclui uma tabela de conversão de mesh para micrômetros, e nosso guia de emissores de gotejamento e conexões explica como o tamanho da passagem varia entre os tipos de emissor.

Como dimensionar um filtro de irrigação?

Os filtros são dimensionados pela vazão, não pelo diâmetro da tubulação. O diâmetro da tubulação serve apenas para uma verificação rápida.

1. Determine a vazão máxima do sistema em m³/h para o maior setor ou combinação de setores que operam simultaneamente. O método está em como dimensionar um sistema de fertirrigação.
2. Aplique um fator de qualidade da água. As vazões nominais dos fabricantes geralmente pressupõem água limpa. Para água superficial com muitas impurezas, escolha um filtro maior ou mais unidades, frequentemente reduzindo a capacidade nominal em um quarto a metade.
3. Verifique a perda de pressão com o filtro limpo. Um filtro limpo normalmente deve perder apenas uma pequena fração de bar na vazão de projeto, deixando margem para que a perda aumente antes da retrolavagem.
4. Verifique as condições de retrolavagem. Os filtros automáticos de discos e de tela precisam de uma pressão mínima de entrada durante a lavagem, e os filtros de meio granular precisam de vazão suficiente de retrolavagem por tanque. Dimensione a bateria para que as unidades restantes possam fornecer a vazão de retrolavagem.
5. Adicione capacidade para expansão com um coletor modular.

O diâmetro da conexão fornece apenas uma referência aproximada. Um filtro de irrigação de 2 polegadas para gotejamento costuma atender a vazões na faixa de 10–25 m³/h, dependendo do tipo, do grau de filtragem e da qualidade da água, enquanto propriedades maiores usam baterias de unidades de 3 ou 4 polegadas. Sempre confirme nas curvas de vazão e perda de pressão do fornecedor.

Quando é necessário tratar a água da fazenda além da filtragem?

Os filtros removem partículas. Eles não removem substâncias dissolvidas. Sistemas de tratamento de água para uso agrícola são necessários quando uma análise da água indica:

• Ferro ou manganês dissolvidos: o melhor filtro de ferro para um sistema de irrigação é, na verdade, uma sequência de tratamento com aeração ou oxidação química, uma etapa de decantação e, depois, filtragem por meio granular ou discos.
• Salinidade, sódio, cloreto ou boro elevados: osmose reversa, frequentemente com mistura da água tratada à água bruta, como em uma máquina RO de dessalinização de água subterrânea com PLC para uso em estufas e hidroponia.
• Água dura e incrustações de carbonatos: injeção de ácido para reduzir o pH, não filtragem.
• Limo bacteriano e algas nas linhas: tratamento periódico das linhas, como cloração onde for permitida, juntamente com uma boa filtragem.

Qual equipamento de filtragem é adequado para cada fazenda?

• Água superficial com algas: um sistema de filtragem de areia com retrolavagem como etapa primária, seguido de um filtro de segurança de discos ou de tela.
• Poços e fontes mistas em estufas: um sistema de filtragem de água por discos com retrolavagem automática acionada por diferencial de pressão.
• Sistemas de campo com areia e silte: um filtro centrífugo de discos que combina separação de areia com filtragem por discos.

É melhor usar um filtro de irrigação automático ou manual?

Os filtros manuais custam menos e não têm controlador nem válvulas de lavagem para manter, o que os torna uma escolha sensata para pequenos sistemas de gotejamento com água limpa, nos quais alguém verifica os manômetros a cada irrigação. Seu ponto fraco é o fator humano: um filtro manual que fica sem limpeza durante uma semana movimentada acumula impurezas, a pressão nos emissores cai e a uniformidade é prejudicada.

Os filtros automáticos fazem a retrolavagem ao atingir um valor definido de diferencial de pressão, com um temporizador como recurso de apoio, e assim continuam funcionando durante florações de algas e irrigações noturnas sem supervisão. Geralmente compensam o custo adicional quando a vazão ultrapassa alguns m³/h, quando a fonte de água é um açude ou rio, ou quando a irrigação funciona automaticamente por meio de um controlador. Eles precisam de uma pressão mínima de entrada confiável e, na maioria dos modelos, de uma pequena fonte de alimentação para o controlador.

Como fazer a manutenção dos filtros de irrigação?

• A cada irrigação: leia os manômetros antes e depois do filtro. Um diferencial crescente indica que o filtro está acumulando impurezas.
• Filtros manuais: limpe as telas e os discos quando o diferencial aumentar aproximadamente 0.3–0.5 bar em relação à leitura com o filtro limpo, ou conforme a especificação do fornecedor.
• Filtros automáticos: verifique se os ciclos de retrolavagem realmente ocorrem, se as válvulas de lavagem vedam corretamente e se a pressão de entrada permanece suficientemente alta durante a lavagem.
• Mensalmente: inspecione as telas quanto a rasgos, os discos quanto a incrustações ou biofilme e as vedações quanto a desgaste. Deixe os discos incrustados de molho em uma solução ácida adequada, quando recomendado.
• Anualmente ou conforme o estado: verifique a profundidade e o estado do leito de areia e complete ou substitua o meio filtrante conforme necessário.
• Sempre: lave regularmente as extremidades das linhas laterais de gotejamento, pois as partículas finas que atravessam qualquer filtro se depositam ali.

Quais informações você precisa para comprar filtros de irrigação?

• Fonte de água e uma análise recente da água
• Vazão máxima e pressão de operação
• Tipo de emissor e grau de filtragem exigido pelo fabricante
• Limpeza manual ou automática e energia disponível para os controladores
• Espaço, diâmetros das conexões da tubulação e eventuais planos de expansão

A Mars Vertical Farm fabrica equipamentos de tratamento de água por discos, areia e RO em sua fábrica em Xangai, conforme a ISO 9001. Conheça a linha de irrigação, fertirrigação e tratamento de água ou envie sua análise da água e vazão máxima para receber uma recomendação de estação de filtragem.

Fontes

• Extensão IFAS da Universidade da Flórida: filtros de meio granular para irrigação por gotejamento na Flórida