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Em um cenário mundial caracterizado pela crescente demanda por água e energia, bem como a preocupação com os impactos ambientais associados aos diversos processos produtivos, a viabilidade econômica e a própria sustentabilidade dos sistemas de irrigação por aspersão ficam na dependência do uso mais eficiente dos recursos hídricos e energéticos disponíveis. Os sistemas de irrigação por aspersão são muito difundidos no Brasil. Mesmo assim, o conhecimento técnico a respeito das condições de uniformidade de aplicação de água destes sistemas operando sob diferentes condições de vento ainda é bastante limitado.
No momento, podem-se destacar alguns fatores responsáveis por estas limitações, como, por exemplo, o número excessivo de parâmetros (distribuição individual dos diâmetros e velocidade das gotas, coeficientes de arraste e perfis radiais de aplicação de água) para ajuste de modelos de cálculo em estudos desta magnitude. Além disso, as condições naturais de vento não permitem a análise de diferentes combinações de incidências e velocidades de vento ou, mesmo, a análise de diferentes disposições dos equipamentos sob condições idênticas de vento.
Diante da importância do conhecimento da distribuição de água dos aspersores, é surpreendente a falta de informações técnicas, em catálogos de fabricantes, a respeito dos diversos modelos de aspersores disponíveis no mercado. Devido às dificuldades e à inviabilidade de as empresas disponibilizarem dados de distribuição de água dos aspersores em condições de vento, os catálogos limitam-se a apresentar os valores de vazão e raio de alcance, para diferentes combinações de bocal e pressão de serviço recomendadas, deixando a critério dos projetistas e usuários a responsabilidade de selecionar as disposições entre aspersores que resultam em valores adequados de uniformidade.
Apesar da necessidade de laboriosos trabalhos de calibração e validação e de exigirem elevada capacidade de processamento de cálculo, modelos matemáticos tornam-se ferramentas indispensáveis em estudos dos efeitos do vento na uniformidade de aplicação de água de aspersores, eliminando limitações impostas pelas condições naturais de campo e possibilitando as comparações de diferentes condições operacionais sob mesmas condições de vento, antes mesmo da implantação do sistema no campo (Faria et al., 2012).
A necessidade de reduzir o capital investido em sistemas de aspersão tem levado os usuários a optarem por longas jornadas de irrigação, de 21 horas por dia. Como consequência, alguns setores do sistema de irrigação operam em horários nos quais as intensidades de vento são mais elevadas (tipicamente entre 9 e 16 horas). Assim, o uso da aspersão sem considerar os efeitos do vento negligencia possíveis reduções na uniformidade que, com certeza, comprometem a viabilidade técnica e econômica das culturas irrigadas. Além disso, sistemas portáteis requerem manuseio durante as horas claras do dia, convencionalmente mais expostas ao vento.
O vento é considerado um dos fatores que mais afetam a uniformidade de distribuição de água de aspersores (Justiet al., 2010). Sendo assim, o uso de modelos matemáticos para simular seus efeitos danosos podem contribuir para a melhoria da uniformidade de distribuição de água de aspersores, sendo ferramenta de grande utilização (Oliveira et al., 2009), auxiliando projetistas nas tomadas de decisão, melhorando sua performance em condições de campo (Carrión et al., 2001).
A teoria balística tem sido muito utilizada para simular a distribuição de água de aspersores em condições de vento. O modelo Simulacion de riego por aspersion (SIRIAS), desenvolvido por Carrión et al. (2001), que necessita de ensaios de distribuição de água de aspersores operando com e sem vento na calibração de seus parâmetros, foi avaliado com êxito para aspersores de tamanho médio (Montero et al., 2001; Playán et al., 2006) e microaspersores (Conceição & Coelho, 2003).
Além de modelos baseados em teorias balísticas para a simulação da distribuição de água de aspersores, diversos autores optam por modelos empíricos de simulação, devido, principalmente, ao menor número de parâmetros de ajustes. Em condições de vento, o modelo de Richards e Weatherhead (1993) tem sido bastante empregado em simulações com canhão hidráulico, tanto operando em sistemas autopropelidos (Granieret al., 2003; Newell, 2003; Prado & Colombo, 2010a, 2010b; Smith et al., 2008) como em sistemas convencionais (Faria et al., 2009). Este modelo tem grande empregabilidade em aspersores tipo canhão hidráulico, nos quais a maioria das gotas de água lançada pelo aspersor não se forma nas proximidades do bocal, o que dificulta a determinação de valores de posição e velocidade de gotas e de coeficientes de arraste (Oliveira et al., 2009).
Ainda que os modelos balísticos adaptem-se bem a aspersores que operam com pressões intermediárias, como demonstrando por Monteroet al. (2001) Playán et al. (2006), o modelo de Richards e Weatherhead (1993) pode ser ferramenta útil em simulações da distribuição de água de aspersores de tamanho médio, usados em sistemas convencionais de irrigação, e ainda em emissores utilizados em sistemas de irrigação do tipo pivô central e linear móvel, como sugerido por Granier et al., 2003, e comprovado, para aspersores de pressão intermediária, por Faria et al. (2012).

Dentre as principais atualizações e ampliações a serem implementadas no modelo, agora se referindo ao programa computacional (software), pode-se citar:

a) Simulação da irrigação de sistemas convencional de irrigação – canhões hidráulicos
Na segunda versão do programa Simulação da Irrigação por Aspersão (SIA) será implementada a rotina de ajuste dos parâmetros empíricos do modelo de Richards & Weatherhead (1993) para sistemas convencionais de irrigação, bem como a simulação da uniformidade de irrigação de sistemas convencionais de irrigação, descritas por Faria (2008). Sendo assim, a nova versão do SIA será capaz de prever, além da uniformidade de sistemas autopropelidos, a uniformidade de sistemas convencionais de irrigação, operando com canhões hidráulicos, de maneira rápida e precisa.

b) Simulação da irrigação de sistemas convencionais – aspersores de tamanho médio
Nesta etapa será implementada uma base de dados contendo 25 perfis radiais de aplicação de água de aspersores de tamanho médio (modelos Agropolo/NY e Naan/5024), operando com bocal 3,5 mm e pressões de serviço (194, 245 e 294 kPa), de acordo com o descrito por Faria (2011). Além disso, será implementada e ajustada, para aspersores de tamanho médio, uma rotina de simulação das lâminas de aplicação de água destes aspersores operando isoladamente, bem como a rotina de simulação da uniformidade destes aspersores. As simulações da uniformidade para sistemas de irrigação por aspersão convencional também serão realizadas para duas condições de vento (predominante e variável), como já acontece na primeira versão do SIA.

c) Variação do tamanho das malhas simuladas
Como aspersores de tamanho médio e canhões hidráulicos tem características operacionais diferentes (raio de alcance, diâmetro de bocal, pressão de serviço), abrangem áreas irrigadas de tamanhos diferentes. Sendo assim, será necessário que no momento da simulação, dependendo do aspersor escolhido, as malhas simuladas tenham tamanhos diferentes para cada situação, a qual será realizada nesta etapa. Na segunda versão do SIA, as malhas simuladas terão tamanho de matrizes diferenciadas para cada modelo de aspersor e não mais de uma matriz (14x14) única de coletores, com espaçamento fixo de 6 m, perfazendo uma área de 84 x 84 m, como na primeira versão.

d) Melhoria da parte gráfica do programa
Serão implementadas na rotina computacional do programa Simulação da Irrigação por Aspersão (SIA) gráficos 3D referentes às lâminas de aplicação de água de aspersores isolados, em condições de vento. Além disso, será implementada a parte gráfica referente à uniformidade de distribuição de água de aspersores operando isoladamente e sistemas autopropelidos e em sistemas convencionais operando em diferentes espaçamentos entre aspersores, de modo que projetistas e irrigantes possam identificar as configurações do sistema de irrigação, operando sob diferentes combinações de velocidade e direção de vento, que proporcionam maior uniformidade de distribuição da água.

e) Melhoria das equações que descrevem o modelo de Richards &Weatherhead
Visando deixar o programa computacional mais rápido e dinâmico para usuários, algumas equações já deduzidas por Faria (2011) serão alteradas na rotina, de maneira a minimizar o tempo de processamento de cálculo. Estas melhorias serão realizadas, principalmente, no método de Newton, para determinação do ponto de impacto da água no solo em condições de vento (xv, yv).

Facilidade, de uma forma geral, de utilização do modelo SIA por qualquer usuário que trabalhe com irrigação.
Rapidez e agilidade na determinação dos parâmetros empíricos (A, B, C, D, E e F) do modelo de Richards & Weatherhead (1993).
Determinação rápida e eficiente dos valores de uniformidade de distribuição de água (CUC e CUD) de sistemas autopropelidos de irrigação e de sistemas convencionais, operando com aspersores canhão hidráulico e de tamanho médio, antes mesmo da implantação destes sistemas no campo, contribuindo para a utilização mais eficiente de água demandada pela irrigação e minimizando os impactos ambientas eventualmente ocasionado pela agricultura irrigada.