Eficientização e gerenciamento do uso de energia elétrica em perímetros irrigados

Abstract

O desenvolvimento sustentável tem sido posto como novo paradigma para permitir a conservação dos recursos naturais e evitar crises de abastecimento para as futuras gerações. Racionalização do uso de energia e da água na agricultura irrigada é cada vez mais importante, tendo em vista as conjunturas nacional e internacional. O uso conflitivo de água e crises de abastecimento de energia têm-se tornado mais freqüentes, afetando o planejamento da produção agrícola. A agricultura familiar necessita de insumos e tecnologias para se tornar agente de promoção social. A irrigação de perímetros irrigados vem-se mostrando como uma opção de alavancagem da agricultura familiar, da qualidade de vida e do desenvolvimento regional. O governo tem participação ativa na implantação de perímetros irrigados, especialmente no Nordeste brasileiro. O objetivo desta tese foi estudar diferentes soluções de eficientização e gerenciamento do uso de água e energia em perímetros irrigados da agricultura familiar, tendo como estudo de caso o Distrito de Irrigação do Perímetro Irrigado de Mirorós, Ibipeba, BA. Os objetivos específicos foram: (i) estudar o uso de inversores de freqüência como principal meio de automação em sistemas de irrigação do tipo pivô central, com a finalidade de racionalizar o uso de energia elétrica; (ii) estudar a viabilidade de as barragens para acumulação de água em perímetros irrigados serem, simultaneamente, geradoras de energia elétrica, contribuindo para maior atratividade econômica dos investimentos; (iii) propor diferentes possibilidades de gerenciamento do uso de energia em perímetros, como: horário de disponibilidade da irrigação, enquadramento tarifário e otimização das demandas de contrato de energia elétrica, entre outras; e (iv) propor a implantação de tarifas de água que considerem não somente o volume de água consumido, mas, também, a pressão manométrica de demanda por irrigante tarifa binômia. Os principais resultados foram: (i) quanto ao uso de inversores de freqüência, foi verificado o potencial de redução do consumo e demanda de energia elétrica, por meio de protótipo de pivô central; (ii) quanto à implantação de unidade geradora de energia elétrica, foi mostrada a possibilidade de redução da tarifa para os irrigantes na proporção da contribuição da unidade geradora; (iii) quanto às ações de gerenciamento propostas, pode-se afirmar que a administração do perímetro implantou uma série das ações propostas, resultando em menor custo da água e conseqüente aumento da competitividade econômica dos irrigantes; (iv) finalmente, os estudos da implantação de tarifa binômia para irrigantes da agricultura familiar de condomínios de irrigação mostraram-se: a) viabilidade econômica; b) liberdade de escolha de sistema de irrigação que convier ao irrigante; c) justifica melhor os custos da energia elétrica, pois taxa não só pelo consumo, mas também pela demanda de energia elétrica; e d) a necessidade de implantação apenas de medidor de pressão manométrica por lote. Os estudos apontaram que a eficientização de perímetros não somente é necessária como possível. Ressalta-se que algumas das medidas dependem de investimentos significativos, como o uso de inversores de freqüência e implantação de central geradora de eletricidade, e outras mais do gerenciamento, como o caso das tarifas binômias, enquadramento tarifário e otimização do número de horas de funcionamento.

Sustainable development has been perceived as a new paradigm allowing for natural resource conservation and supply crisis prevention for future generations. The rational use of energy and water in irrigated agriculture is becoming more important both nationally and internationally. Conflictive water use and energy supply shortages have become more frequent, affecting the planning of the agricultural production. Agricultural production on the familiar level requires inputs and technologies in order to become a social promotional agent. The watering of irrigated perimeters is an option to leverage: agricultural production on the familiar level, quality of life, and regional development. The government has actively participated in the implantation of irrigated perimeters, especially in the Brazilian Northeast. The objective of this thesis was to study different solutions for water use and energy management in irrigated perimeters for familiar agriculture, using the Mirorós Irrigation District in the Ibipeba, Bahia municipality as a case study. The specific objectives were (i) to study the use of frequency inverters for automation in central pivot irrigation systems with the purpose of rationalizing the use of electric energy; (ii) to study the viability of irrigation dams to generate electrical energy, contributing to improve the economic investment s attractiveness; (iii) to propose different energy management possibilities in perimeters considering: available irrigation times, tariff framing and optimization of electric energy contract demands, among others; and (iv) to consider the implantation of water tariffs that not only consider the consumed volume of water, but also the pressure demanded by each consumer dual tariff. The main results were: (i) when frequency inverters were used, the consumption and electrical energy demand was reduced as measured in the central pivot irrigation system prototype; (ii) regarding the implantation of an electric energy generation unit, the tariff reduction possibility for irrigators in the generation contribution proportion was shown; (iii) regarding the load management proposed, it was affirmed that the perimeter s administration already implanted a series of actions resulting in lower water costs and consequently better economics for the participants; and (iv) finally, the studies of the dual tariff implantation revealed: a) economic viability; b) free choice of irrigation systems for each participant; c) better description of electric energy costs, considering not only consumption, but also electric energy demand; d) need for a pressure measuring instrument for each participant. It was pointed out that some of the measures are dependent on significant investments as in the case of the use of frequency inverters and the implantation of the power plant, and others depend more on management, as in the case of the dual tariff, tariff framing and optimization of the total operational hours.