fonte de energia renovável: uma alternativa para irrigação no

XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.
FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL: UMA ALTERNATIVA PARA
IRRIGAÇÃO NO SEMIÁRIDO BRASILEIRO
Alane Danielle Pacheco Pereira1, Ceres Duarte Guedes Cabral de Almeida2.
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Introdução
O Semiárido brasileiro caracteriza-se pelo déficit hídrico, uma vez que, as chuvas são irregulares no tempo e no
espaço e a quantidade de chuva é menor do que o índice de evaporação, que chega a 2.500 mm/ano. A média
pluviométrica é de cerca de 700 mm anuais. A água e a energia são, evidentemente, os fatores físicos mais influentes
nas condições de vida dos habitantes do meio rural do semiárido brasileiro, principalmente, no que se refere à produção
agrícola (Costa et al., 2006).
A irrigação tem importante papel na região semiárida, garantindo à atividade agrícola sustentabilidade econômica,
minimizando, sobretudo o risco tecnológico, representado pela escassez de água. Considerando a instabilidade
climática, a agricultura irrigada é uma opção estratégica importante no processo de desenvolvimento setorial e regional
(Heinze, 2002).
O manejo racional da irrigação consiste na aplicação da quantidade necessária de água às plantas no momento
correto. Por não adotar um método de controle da irrigação, o produtor rural usualmente irriga em excesso, temendo que
a cultura sofra um estresse hídrico, o que pode comprometer a produção. Esse excesso tem como consequência o
desperdício de energia e de água, usados em um bombeamento desnecessário (Lima et al., 1999).
Nesse contexto, a utilização da energia solar e eólica surge como uma opção viável para modificar a forma como se
gerar energia. Visto à localização privilegiada do semiárido brasileiro, no que se refere à radiação solar e aos ventos, a
procura pela utilização de fontes renováveis para a produção de energia elétrica viabiliza estudos e diagnósticos para se
conhecer o potencial eólico e solar da região (Silva e Severo, 2012).
Este trabalho objetiva abordar os principais aspectos do uso de fontes alternativas para bombeamento de água para
irrigação, especialmente focado no pequeno agricultor.
Uso da Energia Solar na Irrigação
A energia solar é uma das alternativas mais viáveis para o semiárido brasileiro, visto que o Nordeste brasileiro
apresenta média diária de aproximadamente 8 horas de irradiação solar (Silva e Severo, 2012).
Nesse contexto, Costa et al. (2006) propuseram um sistema produtivo que consiste na utilização da água bombeada,
com energia solar, na irrigação localizada de pequenas áreas plantadas (até 1 ha), visando a melhoria da alimentação e
da renda familiar dos habitantes de áreas rurais do semiárido brasileiro. Na região do pajeú pernambucano, situado a
400 km do Recife, foram instalados 6 sistemas produtivos. Os resultados foram altamente significativos sob diversos
aspectos: renda, alimentar, social e na saúde.
Um sistema de bombeamento fotovoltaico é constituído por um gerador fotovoltaico, mecanismo de
acondicionamento de potência, conjunto motobomba e equipamentos complementares, como hidrômetro e sensor de
nível (Fedrizziet al., 2002). Existem sistemas de bombeamento para poços profundos e rasos; moto-bombas superficiais,
imersas e flutuantes que podem ser acionadas por motores de corrente contínua ou alternada; bomba centrífuga ou de
deslocamento positivo. Enfim, sempre é possível encontrar uma dada configuração otimizada para o sistema de
bombeamento (Costa et al., 2006).
Um dos problemas encontrados nesta região, de alta evapotranspiração, é como acumular água de maneira eficiente
para as diversas aplicações, particularmente consumo humano e animal, bem como para uso produtivo. A necessidade
de reservar água levou ao desenvolvimento da construção de cisternas, cuja função é armazenar a água e servir como
tanque de passagem, além de regularizar a pressão necessária para a irrigação.
No semiárido brasileiro, os recursos hídricos são dispersos, explorados por meio de pequenos poços com vazões entre
0,5 a 5 m3/h, denominados cacimbões ou “Amazonas”. Com essa limitação só a pequena irrigação, do tipo localizada,
possibilita o uso racional desses recursos. Este tipo de irrigação com tecnologias e sistemas apropriados, desponta como
altamente importante e promissor no processo de desenvolvimento agrícola da região.
Energia Eólica como fonte de energia para irrigação na agricultura familiar
O aproveitamento da energia eólica em bombas d’água para irrigação é uma tecnologia consolidada, não poluente e
muito econômica. Os cataventos são largamente utilizados, como sistema de bombeamento e este parece ter sido uma
das primeiras aplicações da energia eólica. Basicamente, um sistema eólico de bombeamento é constituído por rotor
eólico, bomba hidráulica, transmissão e dispositivo de controle. Os dois últimos componentes são necessários para
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Graduanda em Agronomia, Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). E-mail: [email protected]
Professora, Colégio Agrícola Dom Agostinho Ikas (CODAI/UFRPE). E-mail: [email protected].
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melhor adequar a operação conjunta dos dois primeiros e garantir o aproveitamento da energia de uma faixa de
velocidade do vento (Leão Filho, 2007). O mesmo autor afirma que para o bombeamento de água através da energia
eólica é usado o aerogerador de multipás, uma caixa de rolamento, uma torre reforçada para fixação do aerogerador e
uma bomba hidráulica. A bomba deve ser acoplada a uma haste metálica ligada diretamente ao eixo do rotor do
aerogerador e ser instalada próximo ao fluxo de água. O vento ao passar pelo rotor acionará a haste, fazendo com que
ela suba e desça, bombeando a água para um reservatório. Em geral, o volume de água bombeado pelo catavento é
suficiente para pequenos sistemas de irrigação.
Eficiência nos sistemas de irrigação
Na seleção de sistemas de irrigação é necessário o conhecimento da eficiência de cada método de aplicação de água.
Eficiência de irrigação pode ser definida como a relação entre a quantidade de água requerida pela cultura e a
quantidade total aplicada pelo sistema para suprir essa necessidade. Quanto menores as perdas de água devido ao
escoamento superficial, evaporação, deriva e drenagem profunda, maior será a eficiência de irrigação de um sistema.
Valores médios de eficiência de irrigação para diferentes sistemas são apresentados na Tabela 1.
Um dos motivos que mais contribui para a baixa da eficiência da irrigação é o fato dos irrigantes não assimilar os
princípios básicos da agricultura irrigada, o que dificulta o próprio entendimento da eficiência da irrigação e suas
vantagens. A irrigação pressurizada pode promover a redução substancial do dispêndio de água pelo uso de sistemas de
irrigação localizada e por aspersão. A eficiência média de irrigação a nível nacional está estimada em 60% (Coelho et
al., 2005).
A irrigação utilizada de forma eficiente pode promover uma economia de aproximadamente 20% da água e 30% da
energia consumida. Do valor relativo à energia, a economia de 20% seria devido à não aplicação excessiva da água e
10% devido ao redimensionamento e otimização dos equipamentos utilizados (Lima et al., 2004 ).
Considerações Finais
Diante do exposto, a alternativa de utilização da energia solar e eólica para irrigação no semiárido brasileiro é de grande
relevância para a economia local, geração de empregos, e consequentemente melhoras na condição de vida da
população, além de alguns benefícios para o meio ambiente.
As potencialidades de fontes alternativas de energia devem ser mais exploradas na região, visto que o custo/benefício a
longo prazo é reduzido, e os impactos ambientais em sua instalação e utilização são mínimos quando comparados a
outras formas de obtenção de energia.
Nesse contexto, a utilização de um sistema de irrigação eficiente contribui para o uso dessas fontes alternativas de
energia, uma vez que, evita o desperdício de água e energia, tornando possível o bombeamento de água através da
energia solar e eólica.
Referências Bibliográficas
COELHO, E.F.; COELHO FILHO, M.A.; OLIVEIRA, S.L. Agricultura irrigada: eficiência da irrigação e de uso de
água. Bahia Agrícola, v.7, n.1, set, 2005.
COSTA, H. S.; ARAÚJO, K.; NETO, G. C. “ÁGUA DO SOL” – USO DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NA
PEQUENA IRRIGAÇÃO DE BASE FAMILIAR NO SEMI-ÁRIDO BRASILEIRO. Avances en Energías Renovables
y Medio Ambiente. Vol. 10, 2006.
FEDRIZZI, M. C.; SAUER I. Pequenos sistemas de bombeamento fotovoltaico: análise da competitividade com outras
opções. Anais do III Congresso Brasileiro de Planejamento Energético. 2002.
HEINZE, B.C.L.B. A importância da agricultura irrigada para o desenvolvimento da região Nordeste do Brasil.
Brasília: Ecobusiness School/FGV, 2002. 59p. Monografia.
LEÃO FILHO, A.D. Uso de geradores eólicos de pequeno porte para irrigação no semiárido do Estado de Sergipe. São
Cristovão: Universidade Federal de Sergipe, 2007. 76p. Tese Mestrado.
LIMA, J. E. F. W.; FERREIRA, R. S. A; CRISTOFIDIS, D., 1999. Ouso da Irrigação no Brasil. In: Freitas, M. A V., O
Estado das Águas no Brasil. MME, MMA/SRH, OMM p73-101.
SILVA, G.J.F.; SEVERO, T.E.A. Potencial/Aproveitamento de Energia Solar e Eólica no Semiárido Nordestino: Um
Estudo de Caso em Juazeiro – BA nos Anos de 2000 a 2009. Revista Brasileira de Geografia Física,v.3, p.586-599,
2012.
XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.
Tabela 1: Eficiência de irrigação e consumo de energia de diferentes métodos de irrigação.
Método de
Irrigação
Eficiência de
Irrigação (%)
Uso de Energia
(kWh/m3)
Por superfície
40 a 75
0,03 a 0,3
Por aspersão
60 a 85
0,2 a 0,6
Localizada
80 a 95
0,1 a 0,4
Fonte: Lima et al. (1999)
Figura 1: Catavento para bombeamento de água. Fonte: Lima et al. (1999).
Figura 2: Equipamentos para bombeamento solar. Fonte: Costa et al. (2006).