ESTUDO SOBRE O POTENCIAL DE UTILIZAÇÃO DA
ENERGIA EÓLICA PARA SISTEMAS DE
IRRIGAÇÃO LOCALIZADOS NA BACIA
HIDROGRÁFICA DO RIO JAGUARIBE
A. C. Praciano1; R. A. de O. Leão2; D. Albiero3; L. de A. Monteiro3; F. J. F. Canafistula4; A. dos S. Teixeira3
RESUMO: O trabalho apresentado trata dos valores de velocidade do vento favoráveis a
geração de energia eólica nas proximidades dos rios perenizados da Bacia Hidrográfica do Rio
Jaguaribe que pode ser convertida em energia elétrica a ser utilizada para o funcionamento de
motobombas de irrigação. A metodologia utilizada foi a interface gráfica de programação de
sistema de informação geográfica (SIG) através dos softwares ArcGis e ENVI e os mapas do
Atlas de Potencial Eólico do Ceará, foram utilizados várias camadas como o mapa anual de
velocidade do vento do Ceará, Bacia hidrográfica do Rio Jaguaribe, a hidrografia e os açudes da
mesma, a partir do mapa do ceará foi criado um buffer da região que fica a 25 km da margem
dos rios perenizados com sete classes de velocidade do vento. A pesquisa mostrou que 67% do
território estudado dispõem de uma velocidade média de 4m/s principalmente no Médio e Alto
Jaguaribe, porém o Baixo Jaguaribe é beneficiado por brisas terrestres e marítimas do litoral.
Isso mostra a necessidade desenvolver turbinas eólicas apropriadas as condições de baixo vento
para favorecer a agricultura de regiões distantes do litoral.
PALAVRAS-CHAVE: SIG, irrigação, energia eólica
STUDY ON THE POTENTIAL FOR USE OF WIND
POWER FOR IRRIGATION SYSTEMS LOCATED IN
HYDROGRAPHY RIVER BASIN JAGUARIBE
ABSTRACT: This paper presented treats of values of wind speed favorable to generation of
aeolian energy in the vicinity of the rivers perenizados Jaguaribe River Basin that can be
converted into electrical energy to be used for the operation of irrigation pumps. The
methodology used was the graphical programming system (GIS) through the ArcGIS and ENVI
software and maps from the Atlas of Wind Power Potential of Ceará, were utilized several
layers map annual wind speed of Ceará Basin Jaguaribe River watershed, hydrography and
dams of the same from the map of Ceará created a "buffer" the region which is 25 km from the
1
Graduando em agronomia. UFC-CE. Universidade Federal do Ceará, DENA-CCA, Av. Mister Hull, 2977 - Campus
do Pici, Bloco 804, CEP: 60455-760. (85)86113405. [email protected]
2
Doutor em Engenharia Agrícola. UFV-Mg
3
Professor Adjunto/ Departamento de Engenharia Agrícola. UFC-CE
4
Doutorando em Engenharia Agrícola. UFC-CE/ bolsista de apoio técnico a pesquisa do CNPq-1A
5
Professor Associado/ Departamento de Engenharia Agrícola. UFC-CE
A. C. Praciano et al.
river banks perenizados with seven classes of wind speed. The survey showed that 67% of the
study area have an average speed of 4m / s mainly in Middle and High Jaguaribe, however the
Lower Jaguaribe is benefited by terrestrial and maritime breezes from the littoral. This shows
the need to develop appropriate wind turbines for low wind conditions to promote agriculture in
regions distant from the littoral.
KEYWORDS: GIS, irrigation, Wind energy
INTRODUÇÃO
De acordo com Carvalho (2003), a utilização do vendo como fonte de energia é utilizada há
milênios, com o desenvolvimento da agricultura a humanidade sentiu necessidade de encontrar
métodos de reduzir o esforço.
A eletrificação rural pode propiciar o aumento da produção rural através da possibilidade de
uso de pequenas motobombas para irrigação. Além disso, pode contribuir para a melhoria da
qualidade de vida em comunidades isoladas. Por este motivo e devido ao fato das cargas rurais
serem de pequena demanda é que os custos em linhas de distribuição para atender esses
consumidores tornam esses investimentos muitas vezes economicamente inviáveis. Em geral,
para pequenas vilas situadas a uma distancia superior a 3 km da rede de distribuição mais
próxima, o uso de um aerogerador é mais viável economicamente que os investimentos em
linhas de distribuição (DAHER, 1997).
A transformação de energia eólica em elétrica é uma tecnologia que se tornou técnica e
economicamente viável nos últimos 30 anos e a produção vem crescendo cerca de 20% ao ano.
A energia eólica é uma fonte de energia limpa e disponível mundialmente e em lugares com
velocidade de vento maiores que 5m/s (V ≥ 5m/s) (VOGT, 2010).
O comportamento do vento é dinâmico e depende de fatores como os movimentos
atmosféricos e efeitos topográficos como o relevo, rugosidade, o gradiente de velocidade do
vento, brisas marítimas e terrestres, ventos anabáticos e catabáticos, influenciam localmente a
circulação do ar em determinada região, esses efeitos favorecem o litoral, as montanhas e os
vales (MOURA, 2007).
O objetivo desse trabalho é apresentar o potencial da utilização da energia eólica para fornecer
potência elétrica em sistemas de irrigação localizados na Bacia Hidrográfica do Rio Jaguaribe.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de eletrônica e mecânica do curso de agronomia
da Universidade Federal do Ceará situado no Campus do Pici. A metodologia utilizada foi o
SIG (Sistema de Informação Gráfica), para isso foram utilizados os softwares ArcGis Server
produzido por ESRI (Environmental Systems Research Institute) e ENVI (Environment for
visualizing images) sob a responsabilidade de SulSoft no Brasil e o mapa anual de potencial
eólico do Atlas de Potencial Eólico (SEINFRA/GOVERNO/CE, 2001), as velocidades do vento
foram medidas a 50m de altura, a partir de dados anemométricos regionais e modelos de relevo
e rugosidade, o mapa está em escala: 1:1.250.000.
O mapa anual de potencial eólico do Atlas de Potencial eólico do Ceará (SEINFRA/CE,
2001) foi georeferenciado utilizando o software ENVI e convertido n formato TIF, no mesmo
A. C. Praciano et al.
mapa foram geradas sete regiões de interesse que representariam classes de velocidade de vento,
3,5 a 4,5 m/s, 4,5 a 5,5 m/s, 5,5 a 6,0 m/s, 6,0 a 7,5 m/s, 7,5 a 8,5 m/s, 8,5 a 9,5 m/s e 9,5 a 10
m/s, cada classe foi representada por cores distintas.
No software ArcGis foram criados várias camadas, a primeira camada é o do mapa do Ceará com
as sete classes de velocidade do vento, o segundo é o do limite territorial da Bacia Hidrográfica do
Rio Jaguaribe, o terceiro é a hidrografia da Bacia Hidrografia do Rio Jaguaribe obtida através de
fotos de satélite, o quarto são os açudes da Bacia hidrográfica do rio Jaguaribe também obtidas a
partir de fotos de satélite. A figura 1 mostra o mapa gerado com essas camadas.
Utilizando a ferramenta Map álgebra foi feito o cruzamento de duas camadas, as camadas do
limite territorial da Bacia Hidrográfica do Rio Jaguaribe e a camada do mapa do ceará com as
sete classes de vento, para obter uma nova camada que é o território Bacia do Rio Jaguaribe
com as sete classes de vento. Outro passo foi através da ferramenta de edição foram reduzido o
número de açudes, foram selecionados apenas os açudes com bacias hidráulicas ≥ 300 há,
também foram alterada a través da ferramenta de edição a camada da hidrografia da Bacia
Hidrográfica do Rio Jaguaribe, foram excluídos os rios não perenes deixando somente os rios
perenizados como pode ser visto na figura 2.
Foi criado um buffer a partir da camada dos rios perenizados com distancia de 25 km das
margens dos rios, esse buffer foi convertido em um raster que foi cruzado com a camada da Bacia
hidrográfica do Rio Jaguaribe com classes de velocidade do vento como mostra a figura 3.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para melhor avaliar os dados obtidos foi elaborado um gráfico com a quantidade disponível
de cada classe de velocidade de vento.
A pesquisa mostrou que 67% do território estudado não dispõem de ventos com velocidade
suficiente para gerar energia eólica, pois 67% da área que fica localizada a 25 km das margens
dos rios perenizados da Bacia do Rio Jaguaribe possuem uma velocidade média é menor que 5
m/s (V ≥ 5 m/s) que não permitindo a geração de energia com os aerogeradores disponíveis no
mercado (VOGT, 2010).
A figura 2 mostra que o Baixo Jaguaribe possui uma disponibilidade maior de velocidades
mais altas, isso ocorre devido às brisas marítimas e terrestres oriundas do litoral, a proximidade
do litoral favorece a produção de energia eólica (MOURA, 2007).
O desenvolvimento de novas tecnologias de turbinas eólicas apropriadas para condições de
baixo vento favorece a agricultura, aumentando a produtividade dos agricultores que poderiam
usar a água dos rios bobeada por motobombas movidas por energia elétrica convertida da
energia eólica para a irrigação.
CONCLUSÃO
Considerando os resultados obtidos conclui-se que 33% do território estudado possuem
velocidades de vento capaz de gerar energia eólica para atender as necessidades dos agricultores
da região, podendo utilizá-la para o bombeamento de água para irrigação.
A. C. Praciano et al.
Conclui-se também que a maior concentração de ventos com velocidade capaz de gerar
energia eólica se encontra no Baixo Jaguaribe, região mais próxima do litoral.
Conclui-se que existe necessidade de se desenvolver novas tecnologias de turbinas eólicas
adequadas as condições de baixo vento para atender grande parte dos agricultores da região
estudada, 67% não possui condições de ventos satisfatórias para a produção de energia eólica,
pois a velocidade media dessa região é menor que 5 m/s.
REFERÊNCIAS
CARVALHO, P. Geração Eólica. Fortaleza, Impressa Universitária, UFC, 2003. 146p.
DAHER, S. Um sistema baseado em gerador de indução para aproveitamento da energia eólica, 1997.
107p. dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, UFC.
MOURA, A. S. Avaliação de metodologia de projetos de fundações superficiais de aerogeradores assentes em
areias de duna, 2007. 316p. Tese (Doutorado em Geotecnia) - Universidade de Brasília, UNB.
SEINFRA. Atlas do Potencial Eólico do Estado do Ceará. SEINFRA/CE. 2001 (Disponível em
http://www.seinfra.ce.gov.br/publicacoes.php e acessado em 10/02/2012)
VOGT, H. H. Análise estrutural de pás de gerador eólico de pequeno porte feita de fibra vegetal
brasileira, 2010. 106p. Dissertação (Mestrado em Ciências Físicas Aplicadas) – Universidade Estadual do
Ceará, UECE.
Figura 1- Mapa do Ceará com classes
de vento, Bacia hidrográfica e
hidrografia do Rio Jaguaribe.
Figura 2 – Cruzamento de camadas.
Figura 3 – “Buffer” convertido em
raster da região a 25 km da
margem dos rios perenizados.
A. C. Praciano et al.
Figura 4 - Representação das classes de velocidade de vento