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Por que os operadores de estufas em todo o Oriente Médio estão substituindo válvulas manuais por controle solenóide automatizado?
Na Arábia Saudita, nos Emirados Árabes Unidos, no Catar e em Omã, o cultivo de tomate em estufa expandiu-se a uma taxa composta superior a 12% ao ano desde 2020, impulsionado por diretrizes nacionais de segurança alimentar e pela ambição da região de reduzir a dependência da importação de vegetais — uma tendência documentada por ÍCARA, que passou cinco décadas desenvolvendo soluções agrícolas baseadas na ciência para comunidades de terras áridas no Oriente Médio, Ásia e África. Em um ambiente de agricultura controlada (CEA), onde cada litro de água conta — e onde o momento da fertirrigação determina diretamente os níveis de Brix, a firmeza da fruta e a vida útil — a válvula que controla cada zona de gotejamento não é uma peça comum. É um instrumento de precisão.
Desde 2022, temos enviado válvulas solenoides de irrigação para projetos de estufas no Oriente Médio, e o feedback dos instaladores segue um padrão claro: a melhoria de hardware mais importante que uma estufa de tomates com irrigação por gotejamento pode fazer é substituir as válvulas de esfera manuais por válvulas solenoides. válvulas solenoides de irrigação acionadas eletricamente que abrem e fecham conforme o comando do controlador. Uma válvula solenoide corretamente especificada faz mais do que simplesmente ligar e desligar a água — ela controla a faixa de pressão, a consistência da vazão e a precisão do tempo de fertirrigação, fatores que determinam se uma safra de tomate atinge a produtividade desejada ou fica aquém por uma margem de dois dígitos. Este artigo explica os critérios técnicos que as equipes de compras de estufas e os engenheiros de projeto de irrigação precisam avaliar antes de especificar válvulas solenoides para seu próximo túnel, sistema de múltiplos vãos ou sistema de fertirrigação com ventiladores.
O que torna o cultivo de tomate por gotejamento particularmente exigente em termos de componentes de válvulas?
As plantas de tomate sob filme de polietileno em estufas operam com uma margem de irrigação extremamente reduzida. De acordo com os princípios de projeto de irrigação publicados por Extensão UF/IFASComponentes do sistema, como válvulas elétricas e controladores inteligentes, permitem economia de água quando projetados corretamente. Um único canteiro com 2.500 pés de tomate indeterminados em substrato de fibra de coco normalmente recebe de 6 a 12 pulsos de irrigação por dia, cada um com duração de 3 a 8 minutos, dependendo da radiação solar e do estágio de crescimento. Isso se traduz em aproximadamente 72 acionamentos de válvula por dia por zona — mais de 26.000 ciclos por ano em uma única válvula solenoide.
Recebemos amostras de válvulas desmontadas de um operador de estufa nos Emirados Árabes Unidos que utilizou uma válvula solenóide de corpo de latão de um concorrente em um coletor de gotejamento por 14 meses, antes que a fadiga do diafragma causasse pressurização irregular em algumas zonas. Em um comparador óptico em nosso laboratório de controle de qualidade em Ningbo, o diafragma de EPDM apresentou fissuras circunferenciais concentradas no anel de vedação — evidência clássica de falha por compressão cíclica, acelerada pelo teor de carbonato de cálcio comum na água de irrigação dessalinizada do Golfo. O operador substituiu 47 válvulas em três blocos. Este não é um caso isolado; é o resultado previsível da especificação de uma válvula de uso geral para um ambiente de fertirrigação de alta frequência sem avaliar a taxa de recuperação do material do diafragma.
O ambiente de estufa do Oriente Médio impõe três fatores de estresse cumulativos aos componentes internos das válvulas solenoides: (a) temperaturas do fluido que rotineiramente atingem 38–45 °C dentro das linhas laterais de gotejamento de polietileno preto durante a exposição ao sol do meio-dia, (b) sais de fertilizantes dissolvidos em níveis de condutividade elétrica (CE) de 1,8–3,5 dS/m que aceleram a degradação do elastômero e (c) incrustações de carbonato de cálcio e magnésio que tornam as superfícies de vedação ásperas ao longo dos meses. Uma válvula projetada para clima temperado. Irrigação de gramados—onde a água é limpa, fria e renovada duas vezes por semana—não sobreviverá a uma estufa de tomates Dammam durante uma temporada inteira sem intervenção de manutenção.
Seleção de Materiais: A Diferença entre uma Válvula para Uma Temporada e uma Válvula para Cinco Temporadas
A principal decisão que os especificadores de estufas enfrentam em relação aos materiais é a seleção do composto do diafragma e do polímero da estrutura. Válvula solenoide RL-EVA75Utiliza borracha EPDM (monômero de etileno propileno dieno) para o diafragma, e não NBR (borracha nitrílica butadieno), que é comum em modelos de menor custo. Válvulas de irrigaçãoA diferença é mensurável. O EPDM retém mais de 85% de sua resistência à tração após 1.000 horas de imersão em água a 60 °C, de acordo com a metodologia de teste ASTM D471. O NBR, sob condições idênticas, perde aproximadamente 30% de sua resistência à tração devido à reticulação oxidativa e começa a apresentar pegajosidade superficial — um precursor da falha da superfície de assentamento.
Nossa fábrica em Yuyao, Ningbo, realiza testes de imersão contínua em cada lote de material de diafragma. Um cupom de teste de EPDM de 3 mm, submerso em água enriquecida com cálcio a pH 6,2 e 55 °C por 14 dias, apresentou variação de dureza Shore A inferior a 2% e nenhuma corrosão superficial visível sob inspeção com estereomicroscópio de 20×. Realizamos esse teste porque sabemos que, em uma estufa no Catar, onde são utilizados nitrato de potássio e fosfato monoamônico por meio de linhas de gotejamento, o ambiente químico dentro do corpo da válvula é materialmente diferente da água da rede pública usada para os testes de aceitação em fábrica.
O corpo da válvula é moldado por injeção em náilon reforçado com fibra de vidro — especificamente PA66-GF30, com 30% de fibras curtas de vidro. Isso resulta em uma resistência à tração de aproximadamente 140 MPa (após moldagem a seco) e uma temperatura de deflexão térmica acima de 200 °C sob carga de 1,82 MPa, conforme a norma ISO 75. O reforço com fibra de vidro elimina a incompatibilidade de expansão térmica que causa deformações e vazamentos em corpos de náilon não reforçados nas interfaces entre a tampa e a rosca quando as temperaturas ambientes em estufas variam de 18 °C à noite a 48 °C no meio da tarde em agosto.
Válvulas solenoides CA vs. CC: Adequação da arquitetura de energia ao ambiente de estufa
Os operadores de estufas que instalam válvulas solenoides no Oriente Médio enfrentam uma decisão binária em relação à energia, que afeta diretamente a seleção do modelo da válvula. Estufas de construção fixa com acesso à rede elétrica de 220V — comuns na zona agrícola de Al Kharj, ao sul de Riade, e nos complexos de estufas de Al Ain, no emirado de Abu Dhabi — normalmente especificam Válvulas solenoides AC 24V A alimentação é feita por meio de um transformador abaixador no painel de controle. Essas válvulas consomem uma corrente de partida de 0,28 a 0,30 A e estabilizam em uma corrente de manutenção de 0,15 a 0,18 A, operando em 24 V CA ±10%, 50/60 Hz. A baixa potência de manutenção — aproximadamente 3,6 W — permite que um único transformador de 40 VA alimente até 10 válvulas simultaneamente em um sistema de irrigação por gotejamento multizona, o que é importante quando uma estufa de 5 hectares opera com 40 zonas de irrigação em horários escalonados.
Para instalações remotas de estufas no Deserto Rub' al-Khali, na Arábia Saudita, ou no interior de Omã, onde a energia da rede elétrica não está disponível ou é pouco confiável, Válvulas solenoides de 12V CCOperam numa faixa de 9 a 15 V e são diretamente compatíveis com sistemas fotovoltaicos. Controlador de IrrigaçãoUm painel solar de 50 W, carregando uma bateria de ciclo profundo de 12 V, alimenta de 8 a 12 válvulas solenoides CC, que realizam 10 ciclos diários com uma margem de reserva de 20% — uma configuração que validamos por meio de dados de campo de uma estufa de tomates de 2 hectares, operando totalmente fora da rede elétrica, perto de Salalah, Omã.
Recomendamos que os operadores de estufas façam ao seu fornecedor de válvulas uma pergunta antes de fazer o pedido: "Qual é a relação entre a corrente de pico e a corrente de manutenção, e o material do diafragma mantém a taxa de recuperação após 50.000 ciclos?" Um fornecedor que não consegue responder a ambas as perguntas está vendendo válvulas solenoides de uso geral, e não válvulas solenoides específicas para estufas. Sugerimos ainda que você solicite uma ficha técnica do material do diafragma com os valores de dureza Shore A medidos antes e depois de 30 dias de imersão química em uma solução fertilizante simulada. Se o fornecedor hesitar em fornecer essa informação, é provável que o composto do diafragma seja uma formulação genérica de NBR com desempenho desconhecido a longo prazo em sistemas de fertirrigação.
A seleção da voltagem entre válvulas solenoides de irrigação CA e CC afeta mais do que apenas a fiação. As válvulas solenoides de retenção CC consomem energia apenas durante o pulso de atuação — tipicamente 50 milissegundos — o que significa que um controlador solar com bateria pode operar por semanas com um único ciclo de carga, mesmo em condições de inverno nublado, quando a produção fotovoltaica cai abaixo de 40% da capacidade nominal. As válvulas solenoides CA, por outro lado, consomem corrente de manutenção contínua (0,15–0,18 A a 24 V) durante todo o período em que a válvula permanece aberta. Em uma estufa com 30 válvulas abertas simultaneamente por 8 horas diárias, esse consumo contínuo equivale a aproximadamente 1,1 kWh por dia — uma metodologia de cálculo de energia consistente com a... Sistema de irrigação estruturas de design referenciadas peloFAO CropWat Plataforma de gestão de água — um valor modesto para locais conectados à rede, mas um item significativo no orçamento de energia para instalações solares isoladas, onde cada watt-hora deve ser fornecido pelo armazenamento em baterias.
Uma distinção prática que os especificadores de estufas encontram no campo: as válvulas solenoides de irrigação CA normalmente usam um design de solenoide de polo sombreado que produz um zumbido audível de 50/60 Hz durante a operação — não é um problema em uma casa de bombas independente, mas pode ser perceptível em um bloco de estufas silencioso, onde os trabalhadores passam de 6 a 8 horas por dia. As válvulas solenoides CC operam silenciosamente porque o mecanismo de travamento só é energizado durante o evento de comutação em milissegundos, permanecendo então travado mecanicamente na posição com consumo de corrente zero e emissão acústica zero. Para projetos de estufas de alto padrão, onde o conforto dos trabalhadores e a redução de ruído são especificados no projeto, essa diferença acústica pode ser o fator decisivo na seleção de válvulas solenoides CA ou CC.
Prevenção do Golpe de Aríete: Uma Característica de Projeto, Não uma Consideração Posterior
Os tubos laterais de irrigação por gotejamento são estruturalmente frágeis. Um tubo de gotejamento de polietileno com 16 mm de diâmetro e parede de 35 milésimos de polegada, com pressão de trabalho nominal de 2,5 bar, romperá em seu ponto de contato mais frágil, o ponto de perfuração do emissor, quando submetido a um pico de pressão superior a 3 vezes a pressão estática da linha — uma condição que ocorre de forma previsível quando uma válvula solenoide de ação rápida se fecha bruscamente contra uma coluna de água em movimento. Em uma estufa com 1.200 metros de tubo lateral de gotejamento por vão, um único golpe de aríete pode romper de 30 a 50 emissores em menos de dois segundos, inundando uma fileira de substrato e criando uma zona anaeróbica localizada que desencadeia o fenômeno de golpe de aríete. Pythium Podridão radicular em 72 horas.
Nossas válvulas solenoides de irrigação incorporam um mecanismo de fechamento suave que distribui os 15% finais do curso do diafragma ao longo de um intervalo maior — aproximadamente 800 milissegundos, em comparação com os 80 a 120 milissegundos típicos dos projetos de válvulas de retenção com retorno por mola. Essa escolha de projeto remonta a um incidente que documentamos com um consultor de estufas da Arábia Saudita em 2023: uma válvula solenoide de ação direta de um concorrente, instalada em uma tubulação principal de 3/4", gerou um pico transitório de 11,2 bar (registrado em um registrador de dados de pressão com amostragem de 100 Hz) no fechamento da válvula. Esse pico se propagou por 80 metros de coletor de PVC e arrancou as conexões das extremidades de três linhas de gotejamento antes que o pressostato da bomba fosse acionado. O custo do reparo — substituição de 240 metros de tubulação lateral, 180 emissores e dois dias de ciclos de irrigação perdidos durante o pico da frutificação — excedeu em quatro vezes o preço de compra de todo o bloco de válvulas.
Testamos todas as válvulas solenoides de irrigação quanto às características de golpe de aríete em nosso laboratório em Ningbo, utilizando um sistema hidráulico de circuito fechado com um transdutor de pressão piezoelétrico com amostragem a 1.000 Hz. O critério de aceitação é uma pressão transiente de pico que não exceda 1,5 vezes a pressão estática da linha a 7 bar de entrada. As válvulas que não passam neste teste não são enviadas aos clientes de estufas. Além disso, nosso laboratório de controle de qualidade submete as válvulas de amostragem de produção a testes de ciclo acelerado: 100.000 ciclos de abertura e fechamento a 60 °C de temperatura do fluido com água salina de 2,5 dS/m, após os quais o diafragma é removido e inspecionado quanto ao desgaste da superfície de vedação, rachaduras nas bordas e variação da dureza Shore A. Uma válvula solenoide que passa por este protocolo demonstra uma durabilidade equivalente a aproximadamente três estações de cultivo completas em um ambiente de estufa de alta intensidade no Golfo do México.
Controle manual de fluxo e a equação de precisão da fertirrigação
A fertirrigação de tomates é uma questão de concentração. Um injetor Dosatron 200:1 alimentando um coletor de gotejamento a 2,5 bar fornece a concentração de nutrientes desejada somente se a vazão a jusante através de cada válvula solenoide corresponder à faixa de operação calibrada do injetor. Uma válvula totalmente aberta a 34 L/min em uma linha de 3/4" fará com que o injetor subdose essa zona se a fita de gotejamento na zona adjacente estiver parcialmente obstruída e restringir o fluxo a 18 L/min — porque o platô de vazão do emissor com compensação de pressão se mantém apenas dentro de ±1,5 bar de sua faixa de operação nominal.
Por isso, o controle manual de fluxo no corpo da válvula solenoide não é um mero recurso de conveniência, mas sim uma ferramenta de calibração agronômica. Nossas válvulas incluem um botão de controle de fluxo integrado que permite aos técnicos de campo ajustar cada zona para uma vazão alvo medida em um medidor de vazão a jusante, independentemente do estado totalmente aberto ou totalmente fechado da solenoide. Gire o botão no sentido horário para reduzir o fluxo de 8,66 m³/h para 0,98 m³/h — uma relação de redução de 9:1. Isso significa que um único modelo de válvula pode atender tanto uma área de mudas de alto fluxo com gotejadores de 4 L/h com compensação de pressão quanto uma bancada de propagação de baixo fluxo com microaspersores de 1 L/h, simplesmente ajustando o limitador de fluxo mecânico no corpo da válvula, em vez de trocar para uma válvula de tamanho diferente.
Temos relatos de campo de um produtor de estufa do Kuwait que reduziu a variação da condutividade elétrica (CE) entre zonas de ±0,8 dS/m para ±0,2 dS/m em seis canteiros idênticos de tomate após implementar a calibração de fluxo por zona usando o botão de controle de fluxo manual em cada válvula solenoide de irrigação — uma mudança que se correlacionou com uma melhoria mensurável na uniformidade do tamanho dos frutos na colheita (a taxa de frutos de grau 1 melhorou de 72% para 84% ao longo de dois ciclos de cultivo). O registro de manutenção do produtor, que revisamos durante uma visita de acompanhamento, mostrou zero substituições de válvulas solenoides em 18 meses de operação contínua, em comparação com 11 chamadas de serviço relacionadas a válvulas no período de 18 meses anterior à instalação das válvulas solenoides de irrigação Rainling.
Considerações sobre a instalação de coletores de gotejamento para estufas
A instalação de uma válvula solenoide em um sistema de gotejamento para estufas difere da instalação em sistemas de irrigação paisagística em um aspecto crucial: a válvula deve ser acessível para inspeção do diafragma durante a safra, sem a necessidade de interromper o fluxo em todo o sistema. Em uma estufa de tomates, o bloqueio de uma única válvula durante o pulso de fertirrigação das 10h pode causar podridão apical irreversível em frutos em desenvolvimento em até 48 horas, devido à interrupção do transporte de cálcio. Recomendamos que os operadores de estufas instalem cada válvula solenoide com válvulas de esfera de isolamento a montante e a jusante — a configuração de "sistema de três válvulas" — para que uma única zona possa ser isolada para manutenção, enquanto as demais zonas continuam seus ciclos programados.
A válvula deve ser instalada a uma altura mínima de 40 cm acima do nível do substrato para evitar que gotejamento da película de polietileno do telhado entre na carcaça da bobina do solenóide, que possui classificação IP65, mas não foi projetada para submersão contínua. Em estufas com sistema de resfriamento por painel e ventilador, onde a umidade relativa do ar rotineiramente ultrapassa 85% na extremidade do ventilador durante as tardes de verão, recomendamos vedar a entrada do fio da bobina do solenóide com graxa dielétrica de silicone para evitar a absorção de umidade capilar pela bobina — uma falha que diagnosticamos em unidades devolvidas de instalações costeiras dos Emirados Árabes Unidos, onde a umidade com alta concentração de sal acelera a corrosão da bobina de cobre, mesmo dentro de carcaças seladas.
O sentido do fluxo deve ser observado: a entrada e a saída da válvula são marcadas com setas moldadas no corpo de nylon. A instalação invertida não impede a abertura e o fechamento da válvula, mas anula o mecanismo de fechamento suave, pois a geometria da sede do diafragma é assimétrica. Uma válvula instalada invertida gerará um golpe de aríete equivalente a um solenóide de ação rápida, anulando a principal vantagem de engenharia do projeto.
O Caso das Aquisições: Custo Total de Propriedade versus Preço Unitário
Os gestores de compras para estufas no Oriente Médio operam sob rigorosa fiscalização dos gastos de capital. O preço unitário de uma válvula solenoide — tipicamente entre US$ 12 e US$ 25 FOB Ningbo para uma válvula de nylon reforçada com fibra de vidro de 3/4" de alta qualidade, dependendo da configuração CA/CC e do volume do pedido — é visível na ordem de compra. O que não é visível é o custo total de propriedade ao longo de um ciclo de cultivo de três anos.
Calculamos a diferença no Custo Total de Propriedade (TCO) entre uma válvula básica de diafragma de NBR e uma válvula de diafragma de EPDM para uma hipotética estufa de tomate de 5 hectares com 80 zonas de irrigação. A válvula de NBR, com preço 22% menor em FOB, exigiu a substituição do diafragma em 38% das unidades após 18 meses (com base em dados combinados de retorno de campo de três operadores de estufas do Oriente Médio). Incluindo a mão de obra técnica a US$ 18/hora, a perda de produção devido a um ciclo de irrigação perdido por válvula com defeito e o risco de perda da safra por falhas parciais não detectadas, o TCO de três anos da válvula de menor preço excedeu o da válvula de EPDM em aproximadamente 31% — apesar da fatura inicial mais baixa.
Nosso gama completa de válvulas solenoides A válvula possui garantia de 3 anos e é produzida sob gestão de qualidade certificada pela ISO 9001, com 100% das válvulas testadas sob pressão de água antes do envio. Cada válvula é pressurizada individualmente a 10 bar (125% da pressão máxima nominal) e mantida nessa pressão por 30 segundos, enquanto um técnico inspeciona visualmente a vedação da tampa e a haste de controle de fluxo manual para verificar vazamentos. Essa não é uma prática padrão do setor; a maioria dos fabricantes de válvulas de irrigação testa uma amostra estatística por lote, de acordo com os padrões AQL 1.0 ou AQL 1.5. Nós testamos 100% das válvulas para uso em estufas porque nossos dados de campo mostram que mesmo uma taxa de vazamento de 2% em uma instalação com 200 válvulas significa quatro válvulas com vazamento na instalação — e essas quatro válvulas serão encontradas pelo produtor, não pelo nosso inspetor de controle de qualidade.
Preparando-se para o futuro: válvulas solenoides na automação de estufas habilitada para IoT
A trajetória da agricultura protegida no Oriente Médio aponta para um planejamento de irrigação totalmente controlado por sensores. Tensiômetros de umidade do solo, balanças de peso do substrato e sensores de fluxo de seiva já estão alimentando plataformas de controle climático como Priva e Hoogendoorn em projetos de estufas de alta tecnologia no Golfo do México. A válvula solenoide é o atuador no final dessa cadeia de dados — e sua latência de resposta, vida útil e compatibilidade elétrica determinam se a precisão do sistema de controle se traduz em precisão real na distribuição de água e nutrientes.
Nossas válvulas solenoides de corrente contínua operam com base no princípio de solenóide de travamento, com um tempo de atuação de 50 milissegundos, do sinal à abertura total — rápido o suficiente para suportar estratégias de irrigação por pulsos, onde eventos de irrigação de apenas 90 segundos são acionados por cálculos de VPD (déficit de pressão de vapor) em tempo real. Fornecemos válvulas para um projeto piloto em Abu Dhabi, onde a irrigação é acionada não por um cronograma fixo, mas por um limite de umidade do substrato de 45% de conteúdo volumétrico de água, com as válvulas solenoides ciclando até 18 vezes por dia durante o pico de evapotranspiração em julho. Após uma safra completa, as válvulas não apresentaram falhas mecânicas e apresentaram desvio inferior a 2% nas vazões das zonas em relação aos valores de referência de comissionamento, verificado por medidores de vazão em linha com registro de dados em intervalos de 1 minuto.
Para as equipes de compras que avaliam válvulas solenoides como parte de uma modernização ou construção de um sistema de automação para estufas, recomendamos solicitar dados de testes de vida útil específicos para o material do diafragma, e não dados genéricos de resistência do corpo da válvula. Um corpo de válvula pode suportar 250.000 ciclos sem rachar, mas se o diafragma perder a elasticidade de recuperação após 40.000 ciclos — como acontece com muitos diafragmas de NBR em água quente e quimicamente ativa — a válvula efetivamente atingiu o fim de sua vida útil, embora pareça mecanicamente intacta externamente. Trata-se de um ponto de inflexão invisível na vida útil, e é a causa mais comum de falha de válvulas solenoides em sistemas de irrigação por gotejamento em estufas durante a temporada de cultivo.
Como escolher as especificações certas para o seu projeto de estufa
O cultivo de tomate em estufa no Oriente Médio é um setor agrícola de alto investimento e alto retorno, onde a confiabilidade da irrigação está diretamente relacionada à receita da safra. Uma estufa de tomate indeterminado de 5 hectares, produzindo 55 kg/m²/ano a um preço de atacado de US$ 1,20/kg, gera uma receita anual de US$ 3,3 milhões. Uma única falha no sistema de irrigação durante o período de frutificação — quando o transporte de cálcio para o desenvolvimento dos frutos atinge seu pico — pode reduzir a produção comercializável em 3 a 7% na área afetada, o que se traduz em uma perda direta de receita de US$ 9.900 a US$ 23.100 por hectare por incidente.
O válvula solenóide de irrigação Rainling Foi projetado precisamente para este caso de uso: irrigação por gotejamento em estufas, em ambientes com alta frequência de ciclos, quimicamente agressivos e submetidos a estresse térmico. Nosso corpo em nylon reforçado com fibra de vidro, diafragma em EPDM, proteção contra golpe de aríete com fechamento suave e testes hidrostáticos realizados em 100% dos produtos em fábrica não são apenas argumentos de marketing — são a resposta da engenharia a modos de falha específicos que documentamos, analisamos e resolvemos ao longo de quatro iterações do produto desde 2022.
Convidamos gestores de compras para estufas, consultores de projetos de irrigação e empresas de engenharia agrícola para Entre em contato com nossa equipe técnica. Para obter fichas técnicas de especificações de válvulas, relatórios de testes de ciclo de vida e preços de volume para OEMs em implantações de estufas em escala de projeto em toda a região do GCC, cada válvula que enviamos para um cliente de estufa inclui um certificado de lote do material do diafragma e um registro de teste de pressão de fábrica — porque em um setor onde uma válvula com vazamento pode custar mais em tomates perdidos do que seu preço de compra, a rastreabilidade não é opcional.
Leitura complementar: Prevenção de falhas por congelamento em carcaças de polipropileno em aspersores rotativos de irrigação.