Segundo Azevedo (1983), trazer água até a área irrigada, (elétrica ou diesel) e nível de

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1 Foto: Acervo Biblioteca / SEAGRI Custo do bombeamento de água para irrigação no Brasil Pauletti Karllien Rocha* Edilaine Regina Pereira** Rubens Duarte Coelho*** Segundo Azevedo (1983), trazer água até a área irrigada, (elétrica ou diesel) e nível de a agricultura irrigada quer retirando-a dos aqüíferos automação e proteção do exige alto investimento subterrâneos (43%), quer de sistema. Os qualitativos estão em obras e aquisição de recursos superficiais, como relacionados às seguintes vaequipamentos para captação, reservatórios e rios (41%). Os riáveis: transporte, controle e dis- restantes 16% são utilizados a) porte do sistema: vazão, tribuição da água, além de gastos para pressurizar os sistemas de diâmetro, comprimento e prescom energia e mão-de-obra para distribuição de água na área são necessária no final da operação do sistema, que irrigada. adutora, desnível topográfico, representam importantes custos Os custos de um sistema de potência da bomba hidráulica; adicionais na produção. Atual- recalque são influenciados por b) características da estamente, os custos das tarifas de muitos parâmetros que, de um ção de bombeamento: motor energia elétrica e dos com- modo geral, podem ser divididos para seu acionamento, tempo de bustíveis vêem despertando em duas categorias: qualitativos funcionamento do motor, horápreocupação nos produtores e quantitativos. Os parâmetros rio e época de operação no ano, irrigantes, pois passaram a qualitativos estão relacionados à custo do combustível e das influenciar no custo de produção qualidade e ao tipo dos tarifas de energia elétrica, de lavouras irrigadas. equipamentos, ou seja, pode-se porte das obras de construção Segundo Knutson et al. optar por equipamentos dotados civil, comprimento do ramal (1978), a maior parte da energia de melhor qualidade e assis- elétrico, potência da chave de utilizada em irrigação na tência técnica oferecida pelo partida e do transformador Califórnia tem finalidade de fabricante, fonte de energia (ZOCOLER, 1998). *Engenheira Agrônoma, MSc, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz-ESALQ/USP, Piracicaba - SP; pkrocha@hotmail.com **Engenheira Agrícola, MSc, ESALQ/USP, Piracicaba - SP; erpereira@carpa.ciagri.usp.br ***Professor Doutor, Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, Piracicaba - SP; rcoelho@carpa.ciagri.usp.br 41

2 custo anual total. Permite ainda a comparação entre sistemas com bomba hidráulica acionada por motor à combustão (diesel) e por motor elétrico sob as diversas modalidades de tarifação da energia, considerando-se o desconto especial noturno concedido aos agricultores irrigantes. O programa pressupõe que a tubulação de recalque está posicionada sempre abaixo da linha piezométrica efetiva, ou seja, as condições topográficas não propiciam o cruzamento de ambas. E ainda considera a existência de somente uma tubulação de sucção para cada bomba hidráulica e uma ou mais tubulações parciais de recalque (uma para cada bomba hi- dráulica). Cada tubulação de sucção possui os seguintes acessórios: uma válvula de pé; uma luva de redução excêntrica e um acessório (livre opção). A tubulação de recalque possui os seguintes acessórios: uma luva de ampliação concêntrica, uma válvula de retenção e um registro de gaveta. O programa não considera a resistência dos tubos e acessórios à pressão hidráu- lica, ou seja, se em qualquer ponto da tubulação de recalque a carga de pressão for superior à carga máxima recomendada pelo fabricante destes equipa- mentos, o programa fará da mesma forma as estimativas de seus parâmetros de saída (ZOCOLER, 1998). Os cálculos para a obtenção do custo do metro cúbico aduzido de água foram realizados Melo (1993) comenta que os Numa análise econômica de custos de implantação corres- projetos, objetiva-se principal- pondem aos investimentos na mente a minimização de custos aquisição e implantação do variáveis. Para tal fim, parâ- sistema de irrigação e são metros como preço de aquisição relevantes na seleção de siste- do sistema, taxa de juros/custo mas de aspersão, pois são de oportunidade, custo da água, relativamente elevados e refle- custo de energia e vida útil do tem diretamente nos custos ope- sistema são muito importantes. racionais do sistema. Os custos O custo fixo nada mais é do que fixos são os que ocorrem os juros sobre o capital remaindependentemente do número nescente acrescido da depre- de horas anual de operação e ciação (fator que depende da incluem, principalmente, a devida útil), de forma que a medida preciação dos componentes do que aumenta a vida útil do sistema e a remuneração de sistema, diminui-se o valor do custo fixo. capital nele investido. Dentre os custos fixos, destacam-se: custo da elaboração do projeto, preço de aquisição do equipamento de irrigação, custo de transporte do equipamento, custo de abertura e Material fechamento de valetas, entre e métodos outros. Os custos variáveis (operação e manutenção, prin- Para a obtenção do metro cipalmente) abrangem os cúbico aduzido de água utilizoudispêndios com energia, lubrise o programa Adutora versão para oito cidades representativas ficantes, mão-de-obra, infra- de áreas irrigadas no Brasil, 2.0 (ZOCOLER, 1998), que estrutura e reparos dos equi- permite o dimensionamento de entre elas: Barreiras (BA), pamentos utilizados na operação um sistema de adução, bem Petrolina (PE), Matão (SP), do sistema de irrigação e como a seleção do diâmetro da Patos de Minas (MG), Campina energia, sendo esta, não raro, o tubulação de recalque que Grande (PB), Catalão (GO), Três principal item do custo variável. proporcione a minimização do Lagoas (MS) e Sobral (CE). Foto: Acervo Biblioteca / S EAG R I 42

3 Para esses cálculos alguns tização do sistema, valor do O spread básico (SB) é diviparâmetros contidos no pro- sistema após o período de dido em: a) nível padrão grama (Tabela 1) sofreram amortização do custo do sistema (2,5% ao ano), e b) nível especial variações (desnível entre a novo e dados dos componentes (1,0% ao ano), aplicado nos procaptação e o final da adutora, elétricos). O material utilizado gramas regionais do BNDEScomprimento da tubulação de na tubulação do sistema foi o aço PAI (Programa Amazônia Inrecalque, comprimento da vala zincado. tegrada - abrange Estados da de assentamento da tubulação de As taxas de juros foram Região Norte, exceto a Zona recalque e taxas de juros) e determinadas com base na Franca de Manaus), PNC outros permaneceram fixos equação 1 do Finame Agrícola (Programa Nordeste Com- (vazão, carga piezométrica, (2001): petitivo - SUDENE), Programa comprimento da tubulação de Reconversul (abrange munisucção, área da estrutura da casa Taxa de juros = Custo cípios da Metade Sul do Estado de bombas, preço médio da Financeiro + Spread Básico + do Rio Grande do Sul), construção civil, largura, Spread do Agente (1) Programa de Fruticultura para profundidade e preço médio da a Região Norte-Noroeste Fluabertura e fechamento da vala de O custo financeiro da minense e empreendimenequação assentamento da tubulação de 1 corresponde à taxa de tos localizados na Região recalque, período de amor- juros a longo prazo (TJLP). Centro-Oeste e Distrito Federal. Tabela 1 Parâmetros de entrada no Programa Adutora 2.0. Dados dos componentes hidráulicos: Vazão do sistema (m3/h) Desnível entre a captação e o final da adutora (m) Carga piezométrica no final da adutora (m) Comprimento na tabulação de sucção (m) Comprimento na tabulação de recalque (m) 40 20, 40, 80 e 120 0,0 12,0 100, 500, 1000 e 3000 Dados das obras de construção civil: Área da estrutura e anexo da casa de bombas (m2) Preço médio da construção civil rústica ($/m2) Largura da vala de assentamento da tubulação de recalque (m) Profundidade da vala de assentamento da tubulação de recalque (m) Preço médio da abertura e fechamento da vala ($/m3) 20,0 150,0 1,0 1,2 3,7 Dados dos componentes elétricos: Comprimento da linha de alta tensão (m) Preço médio da linha de alta tensão ($/km) Data de levantamento de preços / Concessionária 1800,0 7600, / CPFL Dados econômicos: Período de amortização do sistema (anos) Taxa de juros anual (%) Região N, NE, CO, e parte da região SE Demais regiões Valor do sistema após o período de amortização do custo do sistema novo (%) Preço médio do óleo diesel em Piracicaba - SP (Dez/2000) (R$) Preço médio do dólar em 20/12/00 10,0 13,25 14,75 15,00 1,0 2,1 Fonte: Programa Adutora versão 2.0 (Zocoler, 1998) 43

4 Tabela 2 Tarifas de demanda e consumo da ANEEL, aplicadas aos consumidores do subgrupo A4 e B2 na modalidade horo-sazonal verde Período Horário Consumo (R$/MWH) Demanda (R$/kW) Úmido Seco Ponta Fora de ponta Ponta Fora de ponta Fonte: Aneel Resolução nº.239 de 21 de junho de ,95 43,23 465,56 48,91 5,23 5,23 5,23 5,23 O spread do agente (AS) é das tarifas horo-sazonais visa CATS = + CVAS= CFAS + negociado entre a instituição fi- reduzir os custos de fornecimento CABO + CAMR (2) nanceira credenciada e o cliente da energia aos consumidores mais onde: (2,5% ao ano). As taxas de juros organizados em sua utilização. CATS - custo anual total do aplicadas foram de 13,25% ao ano Essa redução poderá ser obtida sistema ($); (9,75 + 1,0 + 2,5), e de 14,75% ao CFAS - custo fixo anual do evitando-se o horário de ponta e ano (9,75 + 2,5 + 2,5), de acordo sistema ($); deslocando-se o consumo para o CVAS - custo variável anual do com o spread básico vigente em período úmido do ano, onde as sistema ($); cada região. tarifas apresentam menores va- CABO - custo anual de bom- Foram atualizados os preços lores. O horário de ponta comprede acessórios e tubulações usados beamento ($); ende três horas consecutivas entre CAMR - custo anual com no Programa Adutora 2.0 e as tari- manutenção e reparos ($). fas de energia elétrica (Tabela 2), 17 e 22h de segunda a sexta-feira, para a modalidade horo-sazonal enquanto o horário fora de ponta Para a determinação do pecorresponde ao número de horas verde sem desconto por região. ríodo de irrigação foram obtidos A estrutura tarifária de energia complementares às de ponta, balanços hídricos de cada cidade, elétrica está dividida em horo- acrescidas à totalidade das horas fornecidos pelo programa sazonal e convencional, no que dos sábados e domingos. O pe- BHnorm desenvolvido por Rolim diz respeito aos componentes de ríodo seco é definido por sete me- et al., (1998). Esse programa energia e demanda, bem como a ses consecutivos, de maio a no- apresenta duas planilhas do Excel relatividade de preços nos diver- vembro (214 dias), enquanto o para o cálculo do balanço hídrico sos postos horários. As tarifas período úmido é definido por normal, sendo uma mensal e outra horo-sazonais, por sua vez, estão cinco meses consecutivos, de de- decendial; apresentando gráficos dividas em azul e verde, tais zembro a abril (151 dias). (Gráfico 1) de balanço hídrico tarifas têm preços diferenciados Foi considerado a tarifação com evapotranspiração potencial em relação as horas do dia (ponta verde sem utilizar os descontos de (ETP), evapotranspiração real e fora de ponta) e aos períodos do fornecimento exclusivo para irriano (úmido e seco). A tarifa azul é gação por regiões. de balanço hídrico com deficiên- (ETR) e precipitação (P); extrato destinada a consumidores que têm No modelo desenvolvido por cia e excedente hídrico; e armazeum alto fator de potência, com Zocoler (1998), o custo anual total namento e capacidade de água utilização constante de energia do sistema pode ser obtido por: disponível, variando no tempo. (impossibilidade de sair da ponta) e está disponível a todos os consumidores ligados em alta tensão, sendo obrigatória a aplicação a todos os consumidores Gráfico 1 Balanço hídrico obtido pelo programa BHnorm, para a cidade de Barreiras - BA. Deficiência, excedente, retirada e reposição hídrica ao longo do ano 100 ligados aos demais níveis. A tarifa verde é destinada aos consumidores com fator de potência baixo, principalmente com capacidade de modulação no horário de ponta do sistema e é opcional aos consumidores ligados nas -100 Reposição tensões A-3a (30 a 44 kv), A-4 Retirada (2,3 a 13,8 kv) e A.S (2,3 a 13,8-150 Excedente kv subterrâneo). Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Deficiência Essa diferenciação de preços mm 44

5 Tabela 3 Valores dos dias irrigados obtidos através do balanço hídrico de cada região utilizando-se o programa BHnorm. Região Catalão (GO) Três Lagoas (MS) Petrolina (PE) Sobral (CE) Matão (SP) Barreiras (BA) Patos de Minas (MG) Campina Grande (PB) Fonte: Programa BHnorm (Rolim, et al., 1998) levando-se em consideração o desnível e comprimento de recalque, construíram-se gráficos onde se pode visualizar os valores do metro cúbico aduzido de água em ambos os sistemas para todas as regiões. No Gráfico 2 são apresentados os valores médios do custo do metro cúbico aduzido de água para todas as regiões e condições topográficas estudadas nesse trabalho. Esses valores para o sistema elétrico mostraram-se próximos em todas as regiões, exceto em Campina Grande - PB, onde a época de menor precipitação ocorre O método de Thornthwaite ), temperatura mé- & Mather (1955) considera que dia mensal, latitude e longitua variação do armazenamento de. Desse modo, foram obtidos (ARM) de água do solo é uma dados que possibilitaram a função exponencial que en- estimativa do número de dias a justamente nos meses em que a volve a capacidade de água serem irrigados em cada locali- tarifação de energia elétrica é disponível (CAD) e a perda de dade, pela observação das defi- mais barata, reduzindo assim água acumulada. A capacidade ciências hídricas (Tabela 3). os custos de adução para irrigade água disponível (CAD) é Os parâmetros obtidos para ção. Já para o motor a diesel, as uma função da profundidade de cada região foram inseridos exploração efetiva das raízes e localidades que apresentaram no programa Adutora 2.0, os menores custos foram Petrodas características físicas do solo, sendo que o programa BHnorm, considerou seu valor fixo para as diferentes cidades. A estimativa da ETP é feita pelo procedimento proposto por Thornthwaite (1948), necessitando apenas dos dados de temperatura média do ar dos períodos e da latitude local. Para a obtenção do balanço hídrico de cada localidade, procedeu-se à entrada dos dados de precipitação mensal (INMET, Total de dias irrigados Total anual de horas irrigadas chegando-se ao custo anual total, o qual foi dividido pela vazão utilizada no sistema para a determinação do custo do metro cúbico aduzido de água. Resultados e discussão Com os dados obtidos de custo do metro cúbico aduzido, lina (PE) e Sobral (CE). As regiões de Três Lagoas (MS) (Gráficos 3a e 3b) e Cata- lão (GO) apresentaram valores iguais de custo do metro cúbico tanto para motor diesel e elétri- co, fato este por apresentarem o mesmo número de dias irri- gados, o mesmo acontecendo para as regiões de Patos de Minas (MG) (Gráficos 4a e 4b) e Matão (SP). Gráfico 2 Média dos valores do custo do metro cúbico aduzido para motores elétricos e diesel, para todas as regiões e condições topográficas estudadas. MOTOR ELÉTRICO MOTOR DIESEL Custo (R$/m3) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,945 0,953 0,971 0,971 0,894 0,824 0,774 0,629 PB PE CE BA GO MS MG SP Custo (R$/m3) 1,43 1,38 1,33 1,28 1,409 1,409 1,418 1,418 1,374 1,336 1,302 1,309 PB PE CE BA GO MS MG SP 45

6 Gráfico 3a Valores de adução de água para a região de Três Lagoas (MS), considerando-se diferentes desníveis e comprimentos de linha, e utilizando-se motor elétrico. MOTOR ELÉTRICO - TRÊS LAGOAS (MS) C U S T O D O M 3 (R $ ) 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01 1 0,013 20x x1 00 0, x ,016 20x x x , x x x , , x x x x x30 00 Gráfico 3b Valores de adução de água para a região de Três Lagoas (MS), considerando-se diferentes desníveis e comprimentos de linha, e utilizando-se motor diesel. MOTOR DIESEL - TRÊS LAGOAS - MS CUSTO DO M3 (R $) 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,185 0,159 0,164 0, ,11 0, , ,03 0,035 40x100 20x500 80x x500 40x x x Gráfico 4a Valores de adução de água para a região de Patos de Minas (MG), considerando-se diferentes desníveis e comprimentos de linha, e utilizando-se motor elétrico. MOTOR ELÉTRICO - PATOS DE MINAS (MG) CUSTO DO M3 (R$) 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01 2 0,013 40x100 0,038 0, x500 0, x x x , x x3000 0,

7 Gráfico 4b Valores de adução de água para a região de Patos de Minas (MG), considerando-se diferentes desníveis e comprimentos de linha, e utilizando-se motor diesel. MOTOR DIESEL - PATOS DE MINAS (MG) C U STO D O M 3 (R $) 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,056 0, x , x x500 0,11 0, x x , , x x x ,137 80x , x30 00 Gráfico 5a Valores de adução de água para a região de Petrolina (PE), considerando-se diferentes desníveis e comprimentos de linha, e utilizando-se motor elétrico. MOTOR ELÉTRICO - PETROLINA (PE) CUSTO DO M3 (R$) 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01 0,077 0,05 0, ,033 0,035 0,038 0,011 0,018 0,013 0, ,034 40x100 20x500 80x x500 40x x x Gráfico 5b Valores de adução de água para a região de Petrolina (PE), considerando-se diferentes desníveis e comprimentos de linha, e utilizando-se motor diesel. MOTOR DIESEL - PETROLINA (PE) C USTO D O M 3 (R $) 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0, x , x x500 0, x500 0,059 0,034 40x , , x3000 0,122 80x3000 0,

8 Tabela 4 Média dos valores de custos anuais fixo (R$) e variável (R$) para ambos motores, considerando-se todos os desníveis 3 e comprimentos de recalque, para um volume bombeado de 8400 m /dia. Região PB PE CE BA GO MS MG SP N. de dias irrigados/ano Fonte: Programa Adutora versão 2.0 (Zocoler, 1998) Motor Elétrico C. Fixo C. Variável 21381, , , , , , , , , , , , , , , ,28 Motor Diesel C. Fixo C. Variável 24082, , , , , , , , , , , , , , , ,49 A cidade de Petrolina (PE) de variações no custo conforme a apresentou maiores custos. A apresentou maior valor de custo variação do desnível e do região de Pernambuco foi a que do metro cúbico aduzido para comprimento da tubulação de apresentou os maiores valores ambos os sistemas, por possuir recalque, porém, a variação do de custo fixo e variável, enquanmaior número de dias irrigados no desnível influenciou muito mais to Goiás e Mato Grosso do ano, conforme pode-se observar no custo total do metro cúbico Sul apresentaram os menores nos Gráficos 5a e 5b (334 dias). aduzido do que o comprimento da (Tabela 4). Analisando-se as regiões tubulação de recalque. Como observado no Gráfico 6, separadamente e comparando-as As diferenças de custo de as maiores variações de custo entre si, pode-se observar que a adução entre regiões tornam-se entre regiões se deram para o região que apresenta maior valor mais evidentes quando se analisa custo variável em ambos os de custo do metro cúbico aduzido o custo total anual de bom- sistemas de acionamento. com motor diesel, para todos os beamento, que considera o Recomenda-se que para aciodesníveis e comprimento da número total de dias de irrigação namento a motores diesel, uma tubulação de recalque, é a região no ano (Tabela 4). análise de sensibilidade com de Patos de Minas (MG), com Quando se comparou custo relação ao comprimento da linha valor de 0,187 reais para um fixo e variável para ambos os de energia seja efetuado em cada desnível de 120m e comprimento motores, através de uma média situação particular, uma vez que da tubulação de recalque de dos valores obtidos para todas as os resultados aqui apresentados 3000m. situações de recalque estudadas, referem-se ao comprimento Pode-se observar a ocorrência observou-se que o motor diesel fixado de 1800m. Gráfico 6 Média dos valores de custo variável e fixo para todas as regiões, considerando-se motores elétrico e diesel. CUSTOFIXO(R$) CUSTO VARIÁVEL (R$) CUSTO VARIÁVEL PB PE CE BA GO MS MG SP REGIÕES MOTOR DIESEL MOTOR ELÉTRICO PB PE CE BA GO MS MG SP REGIÕES MOTOR DIESEL MOTOR ELÉTRICO Fonte: Programa Adutora versão 2.0 (Zocoler, 1998) 48

9 Conclusões REFERÊNCIAS AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Resolução no. Mantendo os mesmos pa- 239 de 21 de junho de Disponível râmetros de desnível e com- em:< primento da tubulação de recalque o motor a diesel foi o AZEVEDO, J. A. Aspectos sobre o Acesso em:10 out que apresentou maiores vao cerrado. Brasília: EMBRAPA/CPAC, manejo da irrigação por aspersão para lores médios do custo do p. (EMBRAPA/CPAC. metro cúbico aduzido para um Circular Técnica, 16). comprimento de instalação da EPTV. Disponível em: < rede de energia de 1800m. eptv.com.br>. Acesso em: 20 dez Os valores médios do custo do metro cúbico aduzido de FINAME Agrícola. Disponível em: < Acesso água, para o sistema elétrico em: 23 jan mostraram-se próximos em FRIZZONE, J. A; BOTREL, T. A.; todas as regiões, exceto em FREITAS, H. A. C. Análise compa- Campina Grande (PB), onde a rativa dos custos de irrigação por pivô época de menor precipitação central em cultura de feijão utilizando energia elétrica e óleo diesel. Engenhaocorre justamente nos meses ria Rural, Piracicaba, v.5, n.1, p.34-9, em que a tarifação de energia elétrica é mais barata, redu- KNUTSON, G. D. et al. Pumping zindo assim os custos de adu- Energy Requeriments for Irrigation in ção para irrigação. Já para o California. Div. Agri. Sci./University of California, p. Special Publimotor a diesel as localidades cation, 3215 que apresentaram os menores custos foram Petrolina (PE) e MELO, J. F. de. Custos da irrigação por aspersão em Minas Gerais. Viçosa: Sobral (CE). UFV, p. Dissertação de As variações regionais mestrado, Universidade Federal de da taxa de juros influenciaram pouco o custo final do me- ROLIM, G. S.; SENTELHAS, P. C.; Viçosa, tro cúbico aduzido nas dife- BARBIERI, V. Planilhas no ambiente TM Excel para os cálculos de balanços rentes localidades estudahídricos: normal, seqüencial, de cultura das. e de produtividade real e potencial. As principais variações de Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.6, n.1, p.133-7, custo do metro cúbico adu zido ocorreram quando foram variados o desnível e o compara irrigação. ITEM, n.21, p.13-7, SCALOPPI, E. P. Exigências de energia primento da linha de recalque, sendo que o desnível teve uma ]THORNTHWAITE, C. W. An influência muito maior no approach towards a rational custo do que o comprimento classification of climate. Geographical de recalque, tanto no sistema Review, London, n.38, p.55-94, diesel como no sistema elé- THORNTHWAITE, C. W.; MATHER, trico. R. J. The water Balance. New Gersey: Laboratory of Climatology, O metro cúbico de água 104p. (Publication in Climatology, v.8). aduzido pelo sistema diesel é em torno de 37 a 42 % mais ZOCOLER, J. L. Modelo para dimensionamento econômico de caro que o sistema elétrico sistemas de recalque em projetos para o comprimento de rede hidroagrícolas. Piracicaba: ESALQ, fixado p. Tese de Doutorado. F otos: A ce r vo B ibl i oteca / S E A G R I 49