GESTÃO RACIONAL DO USO DA ÁGUA E ENERGIA NOS PIVÔS CENTRAIS
NO ESTADO DE GOIÁS¹
Romes de Paula Machado Junior ²
Prof. Dr. Antônio Pasqualetto ³
RESUMO
Em pesquisa realizada em propriedades rurais no Estado de Goiás, busca-se avaliar o
potencial de redução do uso de energia nos pivôs centrais, e também o de utilização de
água, baseado na necessidade de irrigação de cada tipo de cultura e da estimativa do uso, a
origem do bombeamento, se do leito dos cursos d’água ou de represas. Conclui- se que
durante o ciclo das culturas o volume de água empregado é compatível com o requerido,
porém existe potencial de redução no consumo, necessidade de gerenciamento do uso da
energia e de se evitar bombeamento de água do leito de córregos e rios, estimulando a
construção de açudes e represas.
Palavras-Chave: Pivô Central; Energia; Água.
RATIONAL USE OF WATER AND ELECTRICITY IN THE PUMPS OF WATER IN
THE STATE OF GOIÁS
Abstract:
Research in rural properties in the state of Goiás assesses the potential for reduction of
energy consumption in the pumps of water, and the application of water, based on the need
for irrigation of each type of crop and the estimate of use, source of water, whether from
rivers or reservoirs. The results indicate that during the crop cycle the volume of water is
compatible with the necessity , but there is potential to reduce the consumption of water,
need to manage electricity consumption and to avoid pumping water from source of water,
stimulating the built of reservoirs.
Key words: Pump of water; Energy; Water
_______________________________________________
¹ - Art igo apresentado ao Senai-Goiás/UCG em 07/08/2004 como parte das exigências para obtenção do título
de Especialista em Gestão Ambiental.
² - Engenheiro Eletricista, especializando em Gestão Ambiental.
³ - Orientador, Engenheiro Agrônomo, Dr. Professor UCG/CEFET Goiás/SENAI. [email protected]
2
1 INTRODUÇÃO
Denominam-se recursos energéticos as reservas ou fluxos de energia disponíveis
na natureza e que podem ser utilizados para atender as necessidades humanas. Podem ser
classificados como recursos fósseis (carvão, petróleo, turfa, gás natural, xisto betuminoso,
urânio e o tório) ou como recursos renováveis (fluxos naturais, como ocorre na energia
hidráulica, eólica, na energia das ondas do mar e energia da biomassa).
Conforme a posição da energia na seqüência de processos, pode-se defini- la como:
energia primária, energia secundária e energia útil. Energia primária é a fornecida pela
natureza, como a energia hidráulica, petróleo, lenha e cana-de-açúcar. Energia secundária
corresponde à energia resultante de processos de conversão, visando aumentar sua
densidade energética, facilitar o transporte, armazenamento e adequação ao uso, como a
eletricidade, combustíveis derivados do petróleo, álcool, carvão vegetal, etc. A energia útil
é a energia consumida pelo usuário, devendo ser de algum fluxo energético simples, como
calor de alta e baixa temperatura, iluminação, potência mecânica, etc. A relação entre
energia útil e a fornecida pela energia secundária depende da eficiência do equipamento de
uso final, ou seja, existe margem considerável para redução do desperdício de energia.
(NOGUEIRA, 2001)
O estabelecimento de ações voltadas para a eficiência energética são instrumento s
baratos e eficientes que permitem reduzir as demandas de energia, e conseqüentemente
postergar investimentos na geração e transmissão, além de permitir melhor aproveitamento
do sistema já existente. No Estado de Goiás, dentre as possibilidades para eficientização
energética e uso racional de água destaca-se o pivô central. São equipamentos que
demandam grande quantidade de energia e água, mas que carecem de mecanismos de
monitoramento visando racionalizar o uso destes recursos.
Quanto à energia, o irrigante tem incentivos na utilização. Existe a tarifa verde,
que é um desconto oferecido para não utilizá- la no “horário de ponta” (18:00 às 21:00 h),
além do chamado “desconto da madrugada”, que considera o período das 21:00 às 5:00 h,
aos irrigantes que adquirem os equipamentos de medição. Assim, pode haver significativa
redução no valor da fatura de energia. Estes incentivos, porém, podem estar levando a má
3
utilização dos recursos energéticos. Em conseqüência, a má utilização dos recursos
hídricos.
Neste trabalho objetiva-se amostrar pivôs instalados, o volume de água utilizada e
o consumo de energia, com a finalidade de se traçar um perfil da possibilidade de
racionalização nestes equipamentos, podendo servir de orientação para tomada de decisões
na liberação de novas instalações de pivôs centrais, bem como da situação atual dos
equipamentos em uso.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O Brasil possui 1.319 empreendimentos de geração de energia em operação,
totalizando 86.237.385 KW de potência. A maior parte desta geração (76,98%),
corresponde a usinas hidrelétricas. O Estado de Goiás possui capacidade instalada de
8.042.298,60 KW, o que corresponde a 9,32% do total. (AGÊNCIA NACIONAL DE
ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL, 2004).
Com a falta de investimentos no setor e a escassez de chuvas, no ano de 2001
houve racionamento de energia elétrica que atingiu todo o país, afetando seriamente o setor
produtivo. Apesar deste problema ter sido foco de alerta anteriormente, foi só diante da
crise que a população tomou conhecimento da situação e das medidas que poderiam ser
adotadas para minimizá- lo. Desta forma, passou-se a dar maior atenção tanto para o setor
de geração, transmissão e distribuição de energia quanto para a utilização dos recursos
hídricos. Isto não foi diferente para o Estado de Goiás, mesmo com grande volume de água
disponível. O Estado de Goiás é banhado por duas bacias: a Bacia do Tocantins e Araguaia
(Bacia 2) e a Bacia dos rios Paraná e Paraguai (Bacia 6) (AGÊNCIA NACIONAL DE
ÁGUAS – ANA, 2004).
A bacia hidrográfica do Tocantins-Araguaia (Bacia 2), localiza-se quase que
integralmente entre os paralelos 2º e 18º e os meridianos de longitude oeste 46º e 56º. Sua
configuração alongada no sentido longitudinal, seguindo as diretrizes dos dois importantes
eixos fluviais – o Tocantins e o Araguaia – que se unem no extremo setentrional da Bacia,
formando o baixo Tocantins, que desemboca no Rio Pará, pertencente ao estuário do rio
Amazonas. A bacia do rio Tocantins possui vazão média anual de 10.900m³/s, volume
4
médio anual de 344 Km³ e área de drenagem de 767.000Km², que representa 7,5% do
território nacional; onde 83% da área da bacia distribue-se nos Estados de Tocantins e
Goiás (58%), Mato Grosso (24%); Pará (13%) e Maranhão (4%), além do Distrito Federal
(1%). Limita-se com bacias de alguns dos maiores rios do Brasil, ou seja, ao Sul com a do
Paraná, a Oeste, com a do Xingu e a Leste, com a do São Francisco. Grande parte de sua
área está na região Centro Oeste, desde as nascentes dos rios Araguaia e Tocantins até sua
confluência, na divisa dos Estados de Goiás, Maranhão e Pará. Desse ponto para jusante a
bacia hidrográfica entra na região Norte e se restringe a apenas um corredor formado pelas
áreas marginais do rio Tocantins (ANEEL, 2004).
A bacia do rio Paraná e Paraguai (Bacia 6), localiza-se quase que integralmente
entre os paralelos 2º e 18º e os meridianos de longit ude oeste 46º e 56º. Possui vazão média
anual de 15.620 m³/s, volume médio anual de 495 Km³ e área de drenagem de 1.237.000
Km², formada por 8 sub-bacias. A área da bacia abrange os territórios dos Estados de Mato
Grosso, Paraná, São Paulo e partes dos territórios dos Estados de Minas Gerais e Goiás.
Geograficamente limita-se com as seguintes bacias hidrográficas brasileiras: a Bacia
Amazônica, ao Norte, Bacia do Tocantins-Araguaia, Bacia do Rio São Francisco, a
Noroeste, Bacia do Atlântico Trecho Leste, a Sudeste, com a Bacia do Uruguai, ao Sul.
Grande parte de sua área está na região sudeste do Brasil.(ANEEL, 2004).
Esta rede hidrográfica, condições climáticas e relevo plano favorecem a
implantação de lavouras irrigadas, predominando os pivôs centrais. O sistema de irrigação
por pivô central tem grande aceitação, pois permite a atingir grandes áreas, tem facilidade
de manejo, facilita a aplicação de agrotóxicos e de adubação, possibilidade do uso de
pequenas lâminas a intervalos reduzidos, além da vantagem de estar no local exato após um
ciclo de irrigação. O pivô consiste numa tubulação com vários aspersores ou bocais,
devidamente espaçados, suspensos acima da cultura por pequenas torres, providas de rodas
e dispositivo motor. O equipamento funciona girando em torno de um eixo central, o pivô,
irrigando uma área determinada, ao alcance do seu raio. Tem custo de implantação alto e
causa perdas no aproveitamento e não otimiza áreas irregulares, com formatos diferentes do
círculo. Existem hoje em Goiás 1.800 pivôs centrais instalados (COMPANHIA
ENERGÉTICA DE GOIÁS – CELG, 2004b). A cada ano aumenta a quantidade e com eles
a necessidade de recursos hídricos para atender as demandas das culturas. Os irrigantes são
5
considerados consumidores horo-sazonais, em função da tarifação. Desta forma, são
tarifados em função do horário em que utilizam a energia elétrica, e em função da época do
ano. Com relação ao horário, podem ser faturados para um valor de energia no horário de
ponta e outro para o horário fora de ponta. O horário de ponta, para a CELG, é
compreendido entre as 18:00 e as 21:00 h. Neste período o valor do consumo de energia
elétrica chega a ser dez vezes maior que para o período fora de ponta. Para o irrigante que
adquire os equipamentos para a medição de energia elétrica, existe ainda o horário
reservado, que é um benefício oferecido exclusivamente para o setor agrícola, e que
concede ainda um desconto de 40% sobre a tarifa na qual está enquadrado (chamado
desconto da madrugada). Os equipamentos de medição são: os transformadores de corrente
e o medidor de energia, eletrônico. Todos doados para a concessionária de energia. Outro
benefício que pode ser concedido é a chamada tarifa verde. Esta modalidade tarifária
implica na não utilização de energia no horário de ponta. Já com relação a sazonalidade,
compreende um valor para tarifa no período seco e outro para o período úmido. O período
úmido compreende os meses de dezembro a março e o período seco de abril a novembro.
3 METODOLOGIA
A Companhia Energética de Goiás - CELG, disponibilizou as equipes técnicas da
Divisão de Laboratórios e Medição para realização da pesquisa de campo. Os pivôs
escolhidos fazem parte da rotina de instalação e manutenção de medidores eletrônicos, de
forma aleatória e em todo o Estado de Goiás. Para tal elaborou-se um formulário de
pesquisa contendo as seguintes características: número da fatura de energia; município em
que se situa a propriedade; potência do transformador; potência do motor; rendimento do
motor; área irrigada; tipo de lavoura; de onde é bombeada a água, se de represa ou do leito
de rios. Foram pesquisadas 66 propriedades rurais, das quais obteve-se dados da área
irrigada de 49, para cálculo do volume de água bombeado dos leitos d’água, de 21 para o
cálculo do volume de água por cultura e de 58 para avaliação do uso inadequado de
energia. Para o cálculo do volume de água por cultura, objetivando preservar a identidade
do irrigante, as propriedades foram numeradas arabicamente de 1 a 21.
6
Os dados foram tabulados e organizados em tabelas para posterior avaliação. Com
o número da fatura de energia, conseguiu-se um histórico do consumo de energia,
permitindo avaliar quais os meses em que se irrigou e a quantidade de horas em que se
utilizou o pivô, baseado nos dados de co nsumo do motor.
Através das horas de uso do motor e do consumo de energia, pode-se estimar o
volume de água bombeada. De posse dos dados do tipo de lavoura cultivada foi possível
identificar se a quantidade de água está em conformidade com as demandas específicas
para as culturas em estudo. O cálculo do volume estimado de água baseia-se no consumo de
energia elétrica do histórico fornecido pela CELG e da informação de um volume médio de
água por hectare. Este dado foi fornecido pelo engenheiro¹ da empresa PIVÔ, que instala
equipamentos de irrigação no Estado. Para dados reais, seria necessário o levantamento da
altura manométrica, perdas em tubulações, desnível de terreno. Mas uma estimativa média,
segundo o engenheiro, e com grande aproximação, seria considerar a potência de 1,6 cv por
hectare, com um bombeamento de 4 m³ de água por hora por hectare.
A forma de bombeamento pode nos mostrar o tipo de impacto que é causado aos
recursos hídricos. Um fazendeiro que possui represa própria impacta menos que um que
bombeia diretamente do leito de rios e córregos. As represas podem captar a água não só de
cursos de água como também a recebem da chuva. Cruzando todas as informações pode-se
avaliar o potencial de redução do consumo de água e energia nos pivôs centrais do Estado
de Goiás.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
A Tabela 1 permite analisar a área irrigada por município visitado e a forma de
captação da água, verificando-se quanto de área irrigada utiliza cursos d’água e quanto
utiliza de represas. Na pesquisa de campo existem os nomes dos cursos d’água que
abastecem as irrigações. Os dados obtidos contemplaram mais propriedades situadas em
rios que deságuam no Paranaíba. Nesta região já ocorreram conflitos em relação ao uso da
água entre o campo e a cidade. Nos municípios de Bom Jesus e Quirinópolis, houve
desabastecimento devido ao bombeamento dos pivôs centrais, sendo necessária a abertura
de poços artesianos para atender a demanda da população urbana.
7
TABELA 1 – FONTE DE RECURSOS HÍDRICOS E ÁREA IRRIGADA POR PIVÔ CENTRAL EM
MUNICÍPIOS VISITADOS NO ESTADO DE GOIÁS
Rio Principal
Araguaia
Araguaia
Corumbá
Corumbá
Corumbá
Corumbá
Paraná
Paraná
Paraná
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
Paranaíba
São Marcos
Fazendas
Local de Captação dágua
visitadas Curso dágua Área(ha) Represa Área(ha) Total(ha)
Bom Jardim de Goiás
1
1
63,0
63,0
Itaberaí
1
1
58,0
58,0
Subtotal
2
2
121,0
0
0
121,0
Buriti Alegre
2
2
192,0
192,0
Morrinhos
1
1
100,0
100,0
Piracanjuba
1
1
94,0
94,0
Santa Cruz
2
1
100,0
1
126,0
226,0
Subtotal
6
1
100,0
5
512,0
612,0
Cabeceiras
1
1
60,0
60,0
Luziania
1
1
116,0
116,0
Planaltina
1
1
80,0
80,0
Subtotal
3
2
140,0
1
116,0
256,0
Acreúna
4
4
454,1
454,1
Bela Vista
1
1
110,4
110,4
Bom Jesus de Goiás
5
4
387,7
1
98,0
485,7
Cachoeira Dourada
1
1
50,0
50,0
Edealina
2
2
144,0
144,0
Hidrolândia
1
1
48,0
48,0
Itumbiara
3
1
45,0
2
196,8
241,8
Joviânia
3
1
97,0
2
149,0
246,0
Marcianópolis
1
1
94,0
94,0
Pontalina
3
3
248,0
248,0
Porteirão
1
1
70,0
70,0
Quirinópolis
1
1
124,8
124,8
Santa Helena
1
1
96,0
96,0
S. Miguel Passa Quatro
1
1
50,0
50,0
Turvânia
1
1
67,2
67,2
Vicentinópolis
4
4
345,6
345,6
Subtotal
33
10
983,8
23
1891,8
2875,6
Catalão
5
2
270,0
3
434,0
704,0
Subtotal
5
2
3
704,0
Total
49
17
1344,8
32
2519,8
4568,6
Município
FONTE: CELG, 2004a.
Das propriedades pesquisadas, 17 (ou 34,69%) apresentam o bombeamento direto
do leito de rios ou córregos. Do total da área pesquisada de 4.568,60 ha (Tabela 1) estas
propriedades representam 29,44%. Não existe preocupação com o armazenamento de água,
do qual poderiam se beneficiar do período chuvoso para o enchimento de represas. Cabe
ressaltar que o Estado de Goiás possui uma estação chuvosa bem definida, com ausência de
chuvas no período de irrigação, momento este em que a vazão dos rios e córregos tende a
8
diminuir. Considerando uma utilização de 10 horas e cerca de 120 dias de ciclo em média
para as culturas dos pivôs estudados, a informação do uso de 4 m³ e a área de 1344,8 ha
(Tabela 1) utilizando água diretamente do leito de córregos ou rios, concluímos que para as
propriedades estudadas são bombeados 6.455.040 m³ de água, no período seco. Daí a
importância de se utilizar o represamento de água para irrigação das lavouras. O volume
estimado bombeado dos leitos d’água só para as propriedades estudadas corresponde a
aproximadamente 7 minutos de vazão média de toda a bacia do Paraná, que é de 15.620
m³/s (ANEEL, 2004). Comparado com uma cidade como Goiânia, onde se bombeia para
abastecimento de água 2 m³/s do Rio Meia Ponte, e com a conclusão da nova barragem do
ribeirão João Leite, que passará a 6m³ 2, este volume corresponde a aproximadamente 9 dias
de fornecimento de água.
As tabelas 2 a 11 mostram o tipo de cultura que foi encontrada em campo, a área
cultivada, o volume estimado de água e o que seria necessário para todo seu ciclo. Separouse por propriedade visitada para que se fizesse a avaliação por cultura específica.
Considera-se para efeito de cálculo necessário a média da água por cultura e para o cálculo
estimado o volume médio de 4m³ por hora por ha. Para cada cultura gerou-se uma tabela
com a estimativa de consumo de água para todo o ciclo e outra com a estimativa de
consumo no mês de maior utilização do pivô. Esta comparação se torna interessante à
medida que permite visualizar o uso no mês crítico, ou seja, em que tenha ocorrido pouca
ou nenhuma precipitação pluviométrica, eliminando o cálculo baseado em média por ciclo
da cultura. Este seria o mês ideal para que se avalie a eficientização do uso da água e
conseqüentemente o de energia, pois se pode repetir com mais intensidade em um ano de
pouca chuva. Neste caso, o abastecimento de água e de energia se torna crítico, e medidas
preventivas poderiam ser tomadas. Da necessidade de água para uma cultura com dispêndio
médio de 2mm de “chuva”, equivaleria a 20 m³ /dia/ hectare. Para uma cultura de 50
hectares e com uso de água por 150 dias, ter-se ia a necessidade de 150.000 m³ de água
(TIBAU, 1977). Na tabela 2 percebe-se que para a cultura do café a diferença entre o
necessário e o estimado é de -32,5%. O uso de bombeamento, aliado às chuvas fica claro.
Como é uma cultura perene, observa -se que a irrigação correspondeu a 67,85% da
necessidade de água. Neste caso, a análise foi de um ano. Todavia, na tabela 3, quando se
2
Engenheiro Agrônomo, Dr. Antônio Pasqualetto
9
considera o mês de maior consumo, pode-se perceber um va lor estimado superior ao
necessário de 42,47%, indicando desperdício de água e energia, com espaço para possível
eficientização.
TABELA 2
– VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DO
CAFÉ POR PIVÔ CENTRAL NO ESTADO DE GOIÁS, DURANTE O CICLO.
Propriedade
Área
Cultivada
(ha)
1
250
Água
Necessária
por cultura
(mm)/ciclo *
800-1.200
Volume de Água m³ / ciclo
Horas de
trabalho do
Diferença em
Necessário
motor (h) Estimado
relação ao
necessário (%)
1696,2
1696200
2500000
-32,15
FONTE: * BERNARDO, 1995.
TABELA 3 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DE CAFÉ
POR PIVÔ CENTRAL EM GOIÁS, NO MÊS DE MAIOR CONSUMO DE ÁGUA.
Propriedade
1
Hora
Água
trabalho
Necessária por
motor mês
cultura
maior
(mm)/Mês *
consumo
250
83,3
296,7
Área
Cultivada
(ha)
Volume de Água m³ / Mês
Diferença em
Estimado
Necessário
relação ao
necessário (%)
296700
208250
42,47
FONTE: * BERNARDO, 1995.
Na tabela 4, para a cultura do milho, considerando seu ciclo completo, percebe-se
que as propriedades 3, 12 e 14, embora com valores próximos do necessário, apresentam
desperdício de água. Estas propriedades situam-se nos municípios de Itumbiara, Luziânia e
Joviânia. Em contrapartida, a propriedade 17 apresenta necessidade de irrigação de
aproximadamente 50% da demanda da cultura.
Quando se faz o estudo para o mês de maior consumo (tabela 5), verifica-se que as
propriedades 2, 3, 4, 9, 12 e 16 tem uso hídrico além do necessário , sendo a propriedade 3
36,91% acima e a 12 chega a 42,96%. As propriedades 13 e 17 merecem um maior
acompanhamento, pois mesmo considerando o pior caso de uso da irrigação, ainda
apresentam valores muito abaixo do necessário. Pode ser feita uma visita ao local para
inspeção nas condições de uso do equipamento, buscar explicação técnica sobre as
demandas da cultura para a região e a disponibilidade de precipitação pluviométrica que
justifiquem. Caso contrário, pode estar havendo mascaramento do consumo de energia.
10
TABELA 4
– VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DO
MILHO POR PIVÔ CENTRAL NO ESTADO DE GOIÁS, DURANTE O CICLO.
Volume de Água m³ / ciclo
Água
Horas de
Área
Necessária trabalho do
Propriedade
Cultivada (ha) por cultura
Diferença em
Necessário
motor (h) Estimado
relação ao
(mm)/ciclo *
necessário (%)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
94,0
96,0
45,0
134,4
96,0
120,0
150,0
120,0
104,0
80,0
116,0
36,0
93,0
97,0
65,0
58,0
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
400-800
1401,0
1582,0
1425,0
1245,3
1465,0
1028,6
1172,2
1405,3
1313,2
1213,3
1529,6
1128,9
1549,7
1136,3
1485,0
718,9
526776,0
607488,0
256500,0
669473,3
562560,0
493728,0
703320,0
674544,0
546291,2
388256,0
709734,4
162561,6
576488,4
440884,4
386100,0
166784,8
564000
576000
270000
806400
576000
720000
900000
720000
624000
480000
696000
216000
558000
582000
390000
348000
-6,60
5,47
-5,00
-16,98
-2,33
-31,43
-21,85
-6,31
-12,45
-19,11
1,97
-24,74
3,31
-24,25
-1,00
-52,07
FONTE: * BERNARDO, 1995.
TABELA 5 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DO MILHO
POR PIVÔ CENTRAL EM GOIÁS NO MÊS DE MAIOR CONSUMO DE ÁGUA
Propriedade
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Área
Cultivada
(ha)
94,0
96,0
45,0
134,4
96,0
120,0
150,0
120,0
104,0
80,0
116,0
36,0
93,0
97,0
65,0
58,0
Água
Necessária
por cultura
(mm)/Mês *
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
Hora
trabalho
motor mês
maior
consumo
393,8
513,4
375,7
357,7
307,5
323,5
319,3
400,6
337,1
347,9
536,1
270,0
342,7
345,0
399,4
258,1
Volume de Água m³ / Mês
Estimado
148068,8
197145,6
67626,0
192299,5
118080,0
155280,0
191580,0
192288,0
140233,6
111328,0
248750,4
38880,0
127484,4
133860,0
103844,0
59879,2
Necessário
141000
144000
67500
201600
144000
180000
225000
180000
156000
120000
174000
54000
139500
145500
97500
87000
Diferença em
relação ao
necessário
(%)
5,01
36,91
0,19
-4,61
-18,00
-13,73
-14,85
6,83
-10,11
-7,23
42,96
-28,00
-8,61
-8,00
6,51
-31,17
11
FONTE: * BERNARDO, 1995.
Nas tabelas 6 e 7, os dados são referentes à cultura da soja. Percebe-se na
propriedade 19, na tabela 6, consumo por ciclo acima do necessário, de 3,3 % e a
propriedade 18 de consumo cerca de 50% da demanda necessária. Já na tabela 7, a
propriedade 19 tem consumo acima do necessário de 17,29% e a propriedade 18 apresenta
um valor de 26,04% abaixo, necessitando também de maior acompanhamento do histórico
de consumo, para que se verifique a variação ocorrida.
A influência da irrigação é fundamental não apenas para o sucesso da cultura,
mas traz economia de recursos naturais. De acordo com Vanzella et.al (2001), há
metodologias de ensaio descritas nas normas da ABNT que permitem garantir a otimização
do equipamento.
TABELA 6 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DE
SOJA POR PIVÔ CENTRAL NO ESTADO DE GOIÁS, DURANTE O CICLO.
Propriedade
18
19
Área
Cultivada
(ha)
94,0
100,8
Água
Necessária
por cultura
(mm)/ciclo *
400-800
400-800
Volume de Água m³ / ciclo
Horas de
Diferença em
trabalho do
relação ao
Estimado
Necessário
motor (h)
necessário
(%)
772,3
1549,5
290384,8
624758,4
564000
604800
-48,51
3,30
FONTE: *BERNARDO, 1995.
TABELA 7 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DA SOJA
POR PIVO CENTRAL EM GOIÁS, DURANTE O MÊS DE MAIOR CONSUMO.
Propriedade
Área
Cultivada
(ha)
18
19
94,0
100,8
Água
Necessária
por cultura
(mm)/Mês *
138,46
138,46
Hora
trabalho
motor mês
maior
consumo
256
406
Volume de Água m³ / Mês
Diferença em
Estimado
Necessário
relação ao
necessário (%)
96256,0
163699,2
130152,4
139567,7
-26,04
17,29
FONTE: *BERNARDO, 1995.
Para a cultura do sorgo, tabelas 8 e 9, não são perceptíveis exageros no uso do pivô
central. Há que se considerar que esta cultura é uma das menos exigentes em demanda
hídrica, sendo cultivada em muitas situações como cultura de safrinha (cultivo feito após a
colheita da cultura principal de verão). Esta característica pode contribuir para evitar
12
exageros na oferta de água por pivô central e deixar o produtor em menor risco de perdas
na colheita. A cultura para esta propriedade apresenta valores entre o estimado e o
necessário muito próximos, quando se considera o mês de maior consumo. Cabe ressaltar
que para este caso, o histórico estudado apresenta poucos dados, sendo interessante
acompanhamento mais ciclos da cultura. O ano seguinte ao do estudo apresenta histórico
irregular, com pouco consumo de energia, que pode caracterizar a não utilização do pivô.
TABELA 8 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DO
SORGO POR PIVÔ CENTRAL NO ESTADO DE GOIÁS, DURANTE O CICLO.
Área
Propriedade Cultivada (ha)
Volume de Água m³ / ciclo
Água
Horas de
Necessária
trabalho do
por cultura
Diferença em
Necessário
motor (h) Estimado
(mm)/ciclo *
relação ao
necessário (%)
20
97
300-600
531,6
206260,8
436500
-52,75
FONTE: * BERNARDO, 1995.
TABELA 9 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DE SORGO
POR PIVO CENTRAL NO ESTADO DE GOIÁS, DURANTE O MÊS DE MAIOR
CONSUMO DE ÁGUA.
Propriedade
Área
Cultivada
(ha)
20
97
Água
Necessária
por cultura
(mm)/Mês *
112,5
Hora
Volume de Água m³ / Mês
trabalho
Diferença em
motor mês
relação ao
Estimado Necessário
maior
consumo
necessário (%)
282
109416 109125
0,27
FONTE: *BERNARDO, 1995.
No caso de culturas hortículas, as tabelas 10 e 11 trazem dados para o tomate.
Observa-se que na propriedade 21, a água estimada para o ciclo completo (tabela 10) fica
abaixo do necessário em 13,84%. Porém, quando se observa o uso para o mês de maior
consumo, este valor passa a ser 13,27% acima da demanda da cultura, mostrando
possibilidade de otimização do sistema para o período crítico.
O tomate é uma cultura muito susceptível a doenças e sempre que possível deve-se
evitar o uso de sistemas de irrigação por aspersão. Muito embora o pivô cumpra a função
de distribuir produtos químicos, a demanda de água e energia é exageradamente superior a
sistemas de irrigação por gotejamento. Experiência recente foi vivida pelos produtores de
13
tomate da região de Patrocínio, MG, que para atenderem a capacidade ociosa de uma
indústria local viram-se impedidos de ampliar a área de plantio caso mantivessem o sistema
de irrigação por aspersão, dada a pouca oferta hídrica. O problema foi solucionado
mudando o sistema de irr igação para gotejamento. Além de suprir a capacidade de operação
da indústria, obteve-se tomate de melhor qualidade. 3
TABELA 10 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO A CULTURA IRRIGADA DO
TOMATE, POR PIVO CENTRAL NO ESTADO DE GOIÁS, DURANTE O CICLO.
Volume de Água m³ / ciclo
Água
Horas de
Diferença em
Área
Necessária
Propriedade
trabalho do
Cultivada (ha) por cultura
relação ao
motor (h) Estimado Necessário
(mm)/ciclo *
necessário (%)
21
67,2
300-600
969,3 260547,8
302400
-13,84
FONTE: *BERNARDO, 1995.
TABELA 11 – VOLUME DE ÁGUA ESTIMADO E NECESSÁRIO DA CULTURA IRRIGADA DO
TOMATE, POR PIVÔ CENTRAL NO ESTADO DE GOIÁS, DURANTE O MÊS DE
MAIOR CONSUMO DE ÁGUA.
Propriedade
Área
Cultivada
(ha)
21
67,2
Água
Necessária
por cultura
(mm)/Mês *
135
Hora
Volume de Água m³ / Mês
trabalho
Diferença em
motor mês
Estimado Necessário
relação ao
maior
consumo
necessário (%)
382,3
102762,2
90720
13,27
FONTE: BERNARDO, 1995.
Verifica-se que a utilização de água pelos pivôs durante o ciclo da cultura,
algumas vezes, se encontra até abaixo da necessidade. A explicação reside no fato dos
pivôs serem desligados quando da ocorrência de chuvas. Para maior avaliação da
possibilidade de redução do desperdício, avalia-se cada pivô por mês, pois se observa pelo
histórico que em alguns meses o consumo de energia aumenta, refletindo maior
bombeamento de água, especialmente no mês mais seco. No caso da cultura da soja,
avaliou-se apenas duas propriedades, sendo que uma delas apresenta pequeno desperdício
em relação ao que seria necessário, tornando-se significativo quando do estudo para um
mês específico. No caso do sorgo havia consumo muito irregular do pivô, não só no
período estudado como nos subseqüentes. No caso do tomate, de um valor inferior ao
3
Engenheiro Agrônomo, Dr. Antônio Pasqualetto
14
necessário, considerando-se a média, passa-se a um valor superior, para o mês de maior
consumo de água.
Ao se analisar o histórico de consumo, observou-se o uso do pivô no horário de
ponta (18:00 às 21:00 h). A tabela 12 é um resumo destes históricos, a partir do mês de
junho de 2002 até o mês de maio de 2004, onde se colocou os consumos mais significativos
no horário de ponta. Pode-se observar a utilização dos pivôs neste horário, onde o custo da
energia é mais elevado, bem como o pagamento de demandas de ultrapassagem. O custo
atual do KWh, período seco, tarifa verde, subgrupo A4, no horário de ponta é de R$
0,77309, enquanto o KWh no horário fora de ponta é de R$ 0,08861. O valor da demanda
de ultrapassagem é de R$ 26,36 o KW (CELG 2004b). Uma outra observação feita a partir
do histórico, é que existem pequenos consumos em meses de não utilização do pivô, para
vários irrigantes. Mostra que houve acionamento do motor por um curto intervalo de
tempo, após a leitura mensal. Este fato ocorre muitas vezes após o término de uma cultura,
onde se liga o equipamento por descuido, teste ou manutenção. O motor, acionado por um
período de 15 minutos, gera um valor de demanda que poderia ser evitado. Só para
exemplificar, o valor de demanda para a tarifa verde é de R$ 8,38 (CELG, 2004b). Uma
demanda de 100 KW gera pagamento de R$ 838,00 só pelo acionamento de 15 minutos ao
longo do mês. Uma forma simples de se evitar este gasto seria observar a passagem do
leiturista e se evitar o acionamento do pivô após a leitura dos dados do medidor, pois neste
momento o equipamento é zerado para um novo ciclo de faturamento, que vai de 28 a 33
dias. Um acompanhamento das faturas, com a observação correta das demandas utilizadas,
também auxiliaria a evitar o pagamento de demandas de ultrapassagem e acionamentos
indevidos, e conseqüentemente redução de despesas com energia elétrica. O aumento de
demanda pode inclusive ser interpretado como problemas no uso ou funcionamento do
motor. Caso houvesse necessidade de maior demanda, seria necessária a revisão do contrato
de fornecimento junto à concessionária de energia, pois existe uma tolerância de apenas
10% para a ultrapassagem deste valor. Quando se excede este valor, se paga a demanda de
ultrapassagem citada, acarretando aumento considerável na fatura de energia. Estes valores
refletem no custo final do produto, ou na redução da margem de lucro do produtor rural e
poderiam estar sendo utilizados na melhoria da produção. O irrigante de número 357-908
(tabela 12) que teve uma demanda de 45 KW de ultrapassagem pagou R$ 1.051,20 de
15
multa, que poderia ser evitada ou reduzida. No total de utilização no horário de ponta, no
intervalo de tempo da pesquisa, para todos os pivôs, chegou-se a um valor de 85.438 kWh.
Assim, para todos estes irrigantes, no período da pesquisa, houve pagamento desnecessário
de R$ 66.051,26. Pode-se afirmar que falta gerenciamento do equipamento, evitando a
utilização neste horário, o que traria redução nas faturas de energia elétrica.
Dos dados levantados podem ainda ser feitos outros estudos. Correção de fator de
potência, que eficientiza ainda mais o uso de energia elétrica, através do uso de capacitores
e eliminação de reativos que geram multas. A redução da energia reativa libera carga para o
sistema, permitindo que outros consumidores sejam ligados sem a necessidade de novos
investimentos na geração e transmissão de eletricidade. Como se pode observar que
existem falhas no acompanhamento do funcionamento do pivô, este trabalho de eliminação
de reativos pode se tornar muito interessante ao sistema elétrico.
A gestão racional do uso de energia envolve também um estudo do local da
instalação dos equipamentos, para se saber se na região comporta o aumento de carga. Em
algumas regiões do Estado já foi necessário remanejar o horário de funcionamento dos
pivôs. A tarifa verde libera o uso na ponta nos finais de semana (18:00 às 21:00 h) e com a
entrada da carga destes equipamentos às subestações não comportavam a demanda de
energia. Houve a necessidade do des locamento deste incentivo para dias da semana,
visando readequar o uso da energia. Logo, a instalação de um pivô passa por questões do
uso da água e também de energia. Um mapeamento dos pivôs, com monitoramento dos
recursos hídricos, disponibilidade energé tica da região e também da produção passa a ser
interessante por diversos aspectos: questões ambientais, como uso da água, uso de
agrotóxicos, desmatamentos; planejamento do setor elétrico, para expansão de redes,
controle de desvio de energia; dados da produção, facilitando projeções de arrecadação de
impostos, investimentos no setor.
Faz-se necessário , também, eliminar o bombeamento direto de cursos d’água. A
água utilizada pelos pivôs no período seco já por diversas vezes comprometeu o
abastecimento de pequenas cidades no interior de Goiás, causando o secamento do leito de
pequenos riachos e obrigando a companhia de saneamento a abrir poços artesianos.
16
TABELA 12 – CONSUMO NO HORÁRIO DE PONTA E DEMANDA DE ULTRAPASSAGEM MAIS
SIGNIFICATIVAS NOS PIVÔS ESTUDADOS
Local
197
197
197
69
69
188
188
197
958
958
958
42
42
357
12
125
125
125
125
125
244
244
244
244
244
244
244
244
244
244
244
244
57
57
57
57
57
57
57
57
57
57
86
Cliente
1246
1246
1246
21935
21935
3153
3153
1093
275
275
290
3587
3839
908
29537
4863
4863
4863
4863
4863
4282
4282
4282
4282
4282
4282
4283
4283
4283
4283
4283
4283
1797
1797
1797
1797
1898
1898
1898
1898
2290
2290
1776
FONTE: CELG, 2004b.
Data
2002/07
2003/07
2004/05
2002/08
2002/10
2003/08
2003/09
2003/06
2004/01
2004/02
2002/06
2002/07
2002/07
2002/07
2004/01
2003/01
2003/07
2003/09
2003/10
2003/11
2002/06
2003/06
2003/07
2003/08
2003/09
2003/10
2002/06
2003/06
2003/07
2003/08
2003/09
2003/10
2002/09
2003/05
2003/06
2003/08
2002/09
2003/08
2003/09
2003/10
2003/06
2003/09
2002/06
Consumo Consumo Consumo Consumo
Demanda
Ponta
Fora Ponta Reservado
Total
Ultrapassagem
(KWh)
(KWh)
(KWh)
(KWh)
(KW)
437
46789
13930
61156
0
430
44537
26813
71780
0
536
32226
18042
50804
0
744
51442
20869
73055
0
607
44903
25409
70919
0
554
11042
17863
29459
15
447
12723
15417
28587
14
645
31610
16704
48959
0
598
21411
15057
37066
0
612
11120
6293
18025
0
614
28884
10818
40316
0
595
30883
31613
63091
0
601
40463
27139
68203
0
742
39214
18446
58402
45
442
16618
12038
29098
0
664
149
1594
2407
0
653
5640
23222
29515
0
1055
11165
7814
20034
0
2646
42706
31718
77070
0
858
6053
13310
20221
0
745
13104
1483
15332
0
834
5897
4671
11402
0
2495
24160
17587
44242
0
2509
26997
14323
43829
0
1947
29462
15902
47311
0
1169
23264
6606
31039
0
751
13238
1491
15480
0
814
6797
5901
13512
0
2896
24742
17898
45536
0
2502
27078
14349
43929
0
1952
29664
15920
47536
0
1174
23491
6554
31219
0
1996
28758
11592
42346
0
1415
14778
10086
26279
0
438
18402
12444
31284
0
1105
12696
9639
23440
0
498
33165
10794
44457
0
435
25878
14169
40482
0
623
32064
16494
49181
0
809
27027
17271
45107
0
699
9769
7924
18392
0
754
32681
20819
54254
0
647
49267
16234
66148
0
17
Outro fato que deve ser levado em consideração neste resultado é a característica
pluviométrica do ano em estudo. Pode se observar para um mesmo pivô uma variação de
consumo entre dois anos distintos, advinda do volume de chuvas. Em várias propriedades
visitadas, quando do período de irrigação, observa-se no final do pivô locais onde os
veículos atolam no barro formado pelo excesso de água lançada. A melhoria do controle da
água nas lavouras leva também a redução do consumo de energia elétrica.
A energia elétrica tem vários subsídios incorporados, com um custo muito menor
para o irrigante. Por desconhecimento ou descuido as faturas de energia não são
acompanhadas. Campanhas de esclarecimento junto aos irrigantes poderiam ser feitas,
mostrando quais dados poderiam ser interpretados. Dados que são colocados nas contas,
com nomes como UFER e DMCR indicam pagamento de multas devido a baixo fator de
potência. Demandas de ultrapassagem indicam um contrato que necessita de revisão.
Utilização no horário de ponta mostram desconhecimento do valor de tarifa para este
período. Todos estes dados podem se tornar confusos para o proprietário rural, que deixa
passar oportunidades de reduzir sua conta de energia e causam prejuízos ao sistema
elétrico. Energia que poderia estar sendo liberada para outros consumidores acaba
desperdiçada no uso inadequado do equipamento. Os resultados podem ser extrapolados
para todos os pivôs existentes, bastando para tanto conhecer o tipo de lavoura, potência do
motor instalado, área irrigada e o histórico de consumo.
Um dos dados da pesquisa de campo que não foi utilizado é de qual curso d’água
se dá o bombeamento, que permitiria estudar se o volume de água utilizado é compatível
com o do curso d’água no período de seca. Informações sobre estes volumes médios de
água dos ribeirões goianos não estão ainda disponíveis, mas são dados que se tornam
importantes para a gestão dos recursos hídricos. A localização dos pivôs, a vazão dos
cursos d’água que os servem e a precipitação pluviométrica do ano auxiliariam na tomada
de decisões para evitar o desabastecimento de água.
5 CONCLUSÕES
Para a abrangência da pesquisa realizada, conclui-se que:
A – Há desperdício de água e energia;
18
B – Há técnicas de gerenciamento do uso da água e energia, que permitem
racionalizar o uso;
C – Os órgãos gestores devem gerenciar os cursos hídricos para não comprometer
o uso múltiplo da água.
6 REFERÊNCIAS
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<htpp:// www.ana.gov.br> acesso em: 19 fev. 2004.
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Disponível em: <htpp:// www.aneel.gov.br/aplicações/capacidadebrasil.asp> acesso em: 17
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AMBIENTE
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Mapa
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COMPANHIA ENERGÉTICA DE GOIÁS S.A. CELG. Divisão de Medição de Energia.
2004a.
COMPANHIA ENERGÉTICA DE GOIÁS S.A. CELG. Divisão de Faturamento. 2004b.
NOGUEIRA, L. Conservação de Energia: Eficiência Energética de Instalações e
Equipamentos. Itajubá, MG: FUPAI, 2001.
TIBAU, A. Técnicas Modernas de Irrigação – 2ª. Ed. São Paulo, Nobel, 1977.
VANZELA, L. S., CÉSAR, L. E. V., ZOCOLER, G. L. Efeito da Linha Lateral de um
Equipamento de Irrigação do Tipo Pivô Central na Uniformidade de Distribuição de Água
e Eficiência de Irrigação. In Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola, 3 p, 2001. Foz
do Iguaçu, 2001.