terça-feira, 7 de agosto de 2012

Cálculo da RAS Avalia Qualidade da Água de Irrigação



Os sais contidos na água de irrigação têm efeito nas características físicas e químicas dos solos. Dependendo da concentração destes sais, eles têm influência na capacidade produtiva do solo. O problema é maior, com prejuízos à agricultura, quando estes sais se concentram na região de desenvolvimento do sistema radicular das plantas. Os sais encontrados na água de irrigação são
representados pelo C²+, Mg²+, Na+, HCO3-, SO4-- e Cl-. Quando a água apresenta alta concentração de Na, em relação ao Ca + Mg, ocorre o solo sódico, porque o Na desloca o Ca e Mg adsorvidos aos coloides do solo. Para avaliar a qualidade da água de irrigação usa-se a RAS - Razão de Adsorção de Sódio. Além da RAS, para avaliar os prejuízos causados pelo sódio, utiliza-se o Carbonato de Sódio Residual - CSR. A RAS e o CRS são calculados pelas seguintes fórmulas:

1) Razão de adsorção de Sódio - RAS
A RAS avalia a concentração de sódio em relação ao cálcio e magnésio.
É difícil encontrar uma classificação dos valores da RAS. Podemos arriscar uma classificação da seguinte maneira:
Baixa - < 13
Média - 13,1 - 20
Alta - 20,1 a- 30
Muito Alta - > 30


No Quadro 1 estão representadas várias amostras de água e os respectivos valores de Ca, Mg e Na. A RAS já foi calculada, mas vamos mostrar como a RAS foi calculada somente na amostra 1. O leitor seguindo o mesmo raciocínio poderá calcular e confrontar os resultados já apresentados no Quadro 1. Precisamos transformar mg/L em mmolc/L.
mmolc = massa atômica /valência /1.000

mmolc Ca = 40,08/2/1000 = 0,020 g = 20 mg
mmolc Mg = 24,312/2/1000 =  0,012156 g = 12 mg
mmolc Na = 23/1/1000 = 0,023 g  = 23 mg
A amostra 1 (Quadro 1) apresenta 24 mg/L Ca. Então 24/20 = 1,2 mmolc/L Ca
12 mg/L de Mg = 12/12 = 1 mmolc/L Mg
350 mg/L de Na - 367/23 = 15,96 mmolc/dm³


(Ca + Mg) /2 = (1,2 + 1) /2 = 1,1  
Raiz quadrada de 1,1 = 1,049
RAS = 15,96 / 1,049
RAS =  15,2

2) Carbonato de Sódio Residual - CSR
CSR = (CO3--  + HCO3-) - (Ca²+  +  Mg²+)

CSR menor que 1,5 mmolc/L significa que a água não oferece perigo
CSR entre 1,5 e 2,5 mmolc/L a água deve ser manejada com cuidado
CSR maior que 2,5 mmolc/dm³ a água não é adequada para irrigação

3) RAS ajustada (RAS ajust.) é outro parâmetro para interpretar uma análise de água.


Em que, Ca²+ , Mg²+ e Na+ representam as concentrações de cálcio, magnésio e sódio em mmolc/L.
O pHc se refere ao pH de equilíbrio para o CaCO3, serve para calcular a RAS ajustada e pode ser calculada de acordo com a seguinte fórmula:
pHc = (pK - pKc) + p (Ca + Mg) + pAlc
Onde:
pK - pKc é obtido através do somatório dos valores de (Ca + Mg + Na), conforme a análise da água. de acordo com a Tabela de Ayeres & Westcot. O valor do somatório de concentração é enquadrado na coluna (pK - pKc) da Tabela, obtendo-se um valor para tal. No exercício abaixo vai ser possível, olhando a Tabela, obter este valor. Para visualizar a tabela o leitor pode acessar o link abaixo e ir na página 17;
http://www.cpatsa.embrapa.br:8080/public_eletronica/downloads/SDC167.pdf 

p(Ca + Mg) é o somatório dos valores de (Ca + Mg), que enquadrado na tabela referida, se obtém um valor p(Ca+Mg);

p (Alc) é obtido em função da soma dos valores de (CO3 + HCO3), seguindo o mesmo mecanismo, na tabela, encontra-se o valor para p(Alc),

O valor 8,4 (pH do CaCO3 em água destilada) corresponde ao pH de uma solução salina, não sódica, em equilíbrio com o carbonato de cálcio (CaCO3).
Valores de pHc maiores que 8,4 demonstram uma tendência de dissolução do Ca do solo. Valores inferiores a 8,4 demonstram uma tendência de precipitação do Ca da água aplicada.

Seja, por hipótese, um resultado de análise de água:
Ca = 1,0 mmolc/L
Mg = 0,5 mmolc/L
Na = 4,5 mmolc/L
Carbonato = 1,6 mmolc/L
Bicarbonato = 0,9 mmolc/L
a) somatório de Ca, Mg e Na = 1,0 + 0,5 + 4,5 = 6,0 mmolc/L
Enquadrando na tabela de Ayeres & Westcot encontramos para este valor 6,0 mmolc/L um valor para pK - pKc igual a 2,2.
b) somatório (Ca + Mg) = 1,0 + 0,5 = 1,5 mmolc/L. Este valor enquadrado na tabela referida dá um valor para p(Ca + Mg) igual a 3,1.
c) somatório CO3 + HCO3 = 1,6 + 0,9 = 2,5 mmolc/L que na tabela dá um valor para p(Alc) igual a 2,7.
Podemos, agora, calcular o pHc.
pHc = 2,2 + 3,1 + 2,7 = 8,0
pHc = 8,0
Possuímos todos os dados para o cálculo da RAS ajustada.
(Ca + Mg) /2 = (1,0 + 0,5)  / 2  = 0,75
Raiz quadrada de 0,75 = 0,87
Na / 0,87 = 4,5/0,87 =  5,17 (primeira parte da fórmula)
[1 + (8,4 - pHc)]
[1 + (8,4 - 8,0)]
1 + 0,4 = 1,4 (segunda parte da fórmula)
Esta segunda parte é uma avaliação da possibilidade de precipitação ou dissolução de carbonatos e bicarbonatos em íons bivalentes.
Multiplicando a primeira parte pela segunda parte, obteremos o seguinte resultado:
RAS ajustada = 5,5 x 1,4
RAS ajust = 7,7

4) Índice de Saturação de Langeller - ISL
Os riscos de obstrução em sistemas de irrigação localizada são relacionados com a presença de concentrações de ferro e  precipitação de CaCO3. A precipitação por CaCO3 pode ser avaliado pelo ISL.
ISL = pHa - pHc
Onde pHa é o pH da amostra de água. Se o resultado do ISL for positivo, estamos diante de uma tendência de precipitação do CaCO3 com consequente riscos de entupimento do sistema de irrigação. Se o resultado for negativo, o CaCO3 permanecerá dissolvido.

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