Development and validation of a computational tool for the assessment of water application on pressurized irrigation systems

O setor do regadio requer práticas com sustentabilidade ambiental e competitividade socioeconómica, que envolvem o incremento do uso eficiente da água, em diferentes escalas e redes de distribuição. Muitas abordagens inovadoras para apoiar essas práticas, nomeadamente as que se relacionam com as tecnologias de informação e comunicação (TIC), são presentemente inseridas e divulgadas na designada “Agricultura 4.0”. Neste sentido, ao nível da rede terciária, as TIC têm melhorado a capacidade de se transferir e utilizar informação, facilitando ao regante a abordagem de diferentes processos relativos às instalações de rega, desde a fase de compra até avaliações de desempenho, entre outros. Na generalidade dos projetos hidroagrícolas em Portugal, a opção dos regantes por métodos sob pressão (i.e. rega por aspersão e localizada) tem crescido face a vantagens de automatização, economia de mão-de-obra e de maior eficiência no uso da água. Contudo, continuam a observar- se situações de risco na gestão dos recursos naturais e energéticos, pela falta de adequação do sistema de rega às condições pedo-climáticas específicas das parcelas. Consequentemente, um sistema de rega sob pressão pode atingir níveis de classificação de desempenho muito baixos, considerando as perdas de água excessivas, relacionadas com os escoamentos (superficiais e/ou subterrâneos), a evaporação e os desvios causados pelo vento. Estas perdas podem ser calculadas pela Eficiência de Aplicação, que é definida pela razão entre o volume médio de água disponível para as plantas e o volume médio aplicado na rega. Este indicador depende de determinadas variáveis com impacto mais significativo que se relacionam com: 1) tipo e características da rega: dotação, taxa de aplicação; 2) características do terreno: textura do solo, declive e coberto vegetal; e 3) fatores climáticos: velocidade do vento e temperatura. O presente artigo tem como objetivo a apresentação de uma aplicação computacional desenvolvida e validada para o cálculo da eficiência de aplicação de água de sistemas de rega sob pressão, ao nível da rede terciária (parcela). Esta ferramenta de AgriTech processa classificações e padrões devidamente enquadrados em informação e recomendações de normalização atualizada, capacitando o utilizador para fazer as opções mais válidas com base em critérios objetivos de boas práticas.The irrigation sector requires environmental sustainability and socio-economic competitiveness practices, which involves the increase of water efficiency at different scales and distribution networks. Many innovative approaches to support these practices, namely those related to information and communication technologies (ICT), are now included and disseminated in the so-called “Agriculture 4.0”. In this sense, regarding the on-farm irrigation systems layout, ICTs have improved the ability to transfer and use information, making it easier for the farmer to approach different processes related to irrigation facilities, from the purchase step to performance assessments, among others. In most Portuguese public collective irrigation projects, the option of using pressurized irrigation methods (i.e. sprinkler and microirrigation systems) has grown due to the advantages of automation, labor savings and higher water application efficiency. However, there are still risk situations in natural and energy resources management, due to the lack of irrigation system adequacy to site-specific pedo-climatic conditions. Consequently, a pressurized irrigation system may operate with very low performance levels, considering the excessive water losses related to runoff (surface and / or subsurface), evaporation and wind drift. These losses can be calculated by the Application Efficiency, which is defined by the ratio between the average water volume available to the crops and the average water volume applied in irrigation. This indicator depends on certain variables with most impact related to: 1) irrigation type and characteristics: water depth and application rate; 2) land characteristics: soil texture, slope and vegetation cover; and 3) climatic factors: wind speed and temperature. This paper aims to present the development and validation of a computational tool to calculate the water application efficiency of pressurized irrigation systems, at the on-farm irrigation level (plot). This AgriTech tool processes classifications and standards properly framed in information and recommendations of updated standardization, enabling the user to make the most valid options based on objective criteria of good practices.