REFLEXÕES SOBRE O RECURSO A SISTEMAS ELÉCTRICOS NO USO EFICIENTE DA ÁGUA 1. INTRODUÇÃO O regadio, ao constituir o mais importante sistema de produção agrícola nos países cujo clima, como o nosso, se caracteriza por um deficit hídrico durante o período anual de maior radiação e, concomitantemente, ao recorrer ao consumo de um recurso natural de disponibilidade limitada como constitui a água, tem vindo a requerer o desenvolvimento de acções tecnologicamente avançadas, com o objectivo de operar, monitorizar e comandar automaticamente o funcionamento das respectivas infraestruturas de captação, armazenamento, transporte, regulação e distribuição e, assim, contribuir significativamente para uma gestão económica e ambientalmente sustentada. Esta transformação cada vez mais exigente em energia, nas suas formas facilmente manipuláveis, os combustíveis fósseis e a energia eléctrica que, tal como a água, constituem recursos não renováveis em quantidade suficiente para a evolução da procura, à luz do estádio tecnológico actual. Por outro lado, a actividade agrícola, como qualquer outra actividade económica, só se estabelece e prospera se se perspectivar, com risco aceitável, a sua rentabilidade pelo que os sistemas de distribuição de água a implementar devem consumir recursos financeiros de forma equilibrada com a evolução das áreas 1
regadas e, tanto quanto possível, devem possuir a flexibilidade necessária para se adaptarem à evolução cultural imposta pelo mercado, com o mínimo de desperdício de todos os recursos envolvidos: água, energia e recursos financeiros. Por último, ainda na procura eficiente de aplicação de recursos financeiros, os tarifários aplicáveis aos recursos consumidos, água e energia, devem ser justos, ou seja, no caso da água devem estar de acordo com a mais-valia obtida pelo consumo de um metro cúbico de água nas culturas regadas, comparada com a obtida nos outros sectores concorrentes ao consumo de água como a indústria ou a distribuição pública, e, no caso da energia eléctrica, o tarifário deve ser condizente com os reais consumos e o ressarcimento da sua disponibilidade deve estar de acordo com o perfil de demanda anual ou interanual quando ocorrem períodos de estiagem significativos. 2. OS APROVEITAMENTOS HIDROAGRÍCOLAS E O USO DE ENERGIA ELÉCTRICA Os sistemas colectivos de captação, armazenamento, transporte, regulação e distribuição de água dos Aproveitamentos Hidroagrícolas têm como finalidade garantir o acesso, de forma equitativa, à disponibilidade de água para rega, do maior número possível de parcelas agrícolas, da região onde se localizam. São infraestruturas de interesse colectivo, desempenhando um papel primordial na fixação das populações e a sua modernização tem impactos positivos, não só, na eficiência da utilização do recurso 2
água, como também, é decisiva no desenvolvimento rural da região onde se encontram implantadas. Dada a facilidade de operação, automação e telegestão dos equipamentos eléctricos, em simultâneo com a necessidade de melhorar a eficiência de utilização da água e de racionalizar a exploração das infraestruturas de rega e de drenagem dos aproveitamentos hidroagrícolas, tem-se vindo a verificar a instalação de sistemas que, para cumprirem estes propósitos, são consumidores de energia, estando a rentabilidade da sua aplicação fortemente dependente do tarifário que lhe seja aplicado. Até ao inicio dos anos 70, a decisão de construção das redes de rega colectivas dos perímetros hidroagrícolas, objectivava disponibilizar a água às parcelas cuja cota se situasse abaixo da cota da superfície de água dos Canais Condutores Gerais (CCG). Para aumentar a área regada, nalguns aproveitamentos hidroagrícolas, construíram-se canais em cristas de cota mais elevada, alimentados por estações elevatórias que captavam a água nos CCG. Ainda neste período e no âmbito da realização de redes colectivas, foram construídas estações elevatórias para captação directa de cursos de água, onde os caudais estivais o permitiam, ou para reforço de caudais nas partes terminais de redes muito extensas em que o consumo de serviço, em épocas de ponta, dificultava o normal abastecimento dos últimos utilizadores. Neste caso, para além da normalização do serviço de distribuição, a sua construção traduziu-se no aumento de eficiência do recurso água, reutilizando 3
os excedentes da cultura do arroz, em que a função de regulação de temperatura obriga ao uso, em circulação, de caudais significativos, ou para aproveitamento de escorrências que acedem aos perímetros em locais mais terminais. Assim, para além das estações elevatórias, por razões de segurança e para racionalização da utilização de água de rega nos perímetros colectivos, encontram-se incorporados, nas barragens e nos sistemas colectivos de distribuição gravítica, equipamentos eléctricos, com funções de segurança e de operação, pela sua facilidade de comando, automação e telegestão. Como exemplo, citamos os órgãos de manobra de comportas, instrumentação electrónica de vigilância e controlo, máquinas limpa-grelhas, sistemas de accionamento automático de módulos de rega, etc.. Posteriormente, com a introdução da condução em tubagem, por necessidade de expandir o regadio para parcelas com solos de boa aptidão, independentemente de se encontrarem ou não a cotas superiores às cotas de armazenamento, de racionalizar o consumo de água através da redução de perdas e de introdução de sistemas de contagem, bem como, com o objectivo de automatizar e, ultimamente, telegerir o funcionamento das redes, foram concebidos diversos perímetros novos, ou no âmbito da reabilitação e modernização de alguns blocos de perímetros antigos, com estações elevatórias para pressurização directa da água nas condutas. Ainda, onde o recurso água se encontra exclusivamente disponível no subsolo, e para evitar a sobre-exploração do aquífero, evitando o 4
seu esgotamento ou a sua contaminação, foram construídas redes colectivas com bombagem em dois escalões, o primeiro nos furos de captação, para condução até um reservatório de regulação, e o segundo para pressurização da rede de distribuição com as vantagens e objectivos anteriormente descritos. Noutros perímetros, com solos de elevado potencial de fertilidade, geralmente planos com toalha freática a pouca profundidade, foi necessário recorrer à construção de estações elevatórias para drenagem, com o objectivo de garantir o controlo dos níveis freáticos que permitissem uma melhor transitabilidade das máquinas, no início da campanha, com efeito evidente na preparação temporã das sementeiras, ou na efectivação da colheita, em anos com precipitações significativas no início do Outono, ou, ainda, para evitar o aumento da concentração de sais, inicialmente transportados para a zona radicular, por ascensão capilar, e depositados por evaporação da água freática que constituiu o seu veículo. Sem se pretender ser exaustivo, referenciam-se algumas das instalações mais comuns consumidoras de energia nos Aproveitamentos Hidroagrícolas: estações elevatórias que elevam a água de um canal para outro que se desenvolve em cristas situadas a uma cota superior do sistema gravítico de distribuição ou do reservatório de armazenamento (Sorraia, Caia, Idanha, etc.); 5
estações elevatórias que promovem a captação directa de cursos de água com caudais estivais significativos (Alvega e Lezíria Grande de Vila Franca de Xira); estações elevatórias que reforçam os caudais nas zonas terminais dos sistemas de distribuição, ou reutilizando água das escorrências da cultura do arroz ou outras que acedem ao perímetro na sua parte terminal (Sorraia, Lis, Campilhas e Alto Sado, etc.); captações água em sistemas colectivos de exploração de água subterrânea, de forma a evitar a sobre-exploração do aquífero e, consequentemente, o seu esgotamento ou a sua contaminação (Benaciate, Sotavento Algarvio, etc.); estações elevatórias que pressurizam a água em sistemas de distribuição em conduta forçada para melhorar a eficiência de distribuição e garantia de serviço de caudal e pressão (Lucefecit, Benaciate, Minutos, Odivelas, Mira, Lezíria Grande de Vila Franca de Xira, etc.); estações elevatórias de reforço de pressão nas partes terminais de sistemas de distribuição em conduta forçada (Sotavento Algarvio e Lucefecit); estações elevatórias de drenagem para rebaixamento de toalha freática (Lezíria Grande de Vila Franca de Xira, Lis, etc.); estações elevatórias de regulação de níveis nos sistemas de valas de rega, quer durante a estação de rega quer durante a estação de drenagem (Cela, Mondego, Sorraia); 6
instalações de regulação de caudais nas tomadas de água de barragens, por operação de comportas e válvulas (Idanha, Sorraia, Caia, Vale do Sado, Campilhas e Alto Sado, Odivelas, Minutos, Mira, etc.); instalações de filtração em redes de distribuição em conduta forçada (Cova da Beira, Sotavento Algarvio); instalações limpa-grelhas em canais (Sorraia, Caia, Odivelas, Roxo, Vale do Sado, Campilhas e Alto Sado, etc.); instalações de automação de operação de módulos de rega (Sorraia, Caia, Mira, Roxo, etc.); instalações de automação e telegestão de comportas de comando de sistemas de distribuição gravítica por canais (Alvega, Sorraia, Idanha); instalações de comando de açudes de derivação, em cursos de água (Lis). 3. ACÇÕES TECNOLOGICAMENTE AVANÇADAS DE OPERAÇÃO, MONITORIZAÇÃO E COMANDO AUTOMÁTICO Enquadram-se no conjunto das referidas acções: a telegestão das redes colectivas de transporte e distribuição de água quer gravítica (canais) quer pressurizada (redes de condutas); a telegestão de equipamentos de rega mecanizada; a supervisão de comando e automação dos equipamentos hidromecânicos e electromecânicos de infraestruturas colectivas (açudes de derivação, comportas e estações elevatórias) e os sistemas de informação geográfica. 7
A telegestão das redes colectivas de transporte e distribuição da água ao permitir: a monitorização e registo, com a emissão de alarmes em tempo real, do funcionamento dos sistemas que facilita e promove a intervenção atempada nas acções de manutenção correctiva, garantindo com menos falhas as condições de serviço das redes; a monitorização e registo das condições de serviço, caudal e eventual pressão, em tempo real, nos pontos de toma de água, os hidrantes, clarificando possíveis situações de conflito; a monitorização e registo dos consumos e os seus períodos de utilização que permite uma facturação justa e ajustada aos diferentes períodos de tarificação de energia, contribuindo, eventualmente, para uma maior racionalização da utilização da rede eléctrica nacional, concorrem decisivamente para uma melhor operação e gestão das infraestruturas e, especialmente, para uma maior racionalização do consumo total de água uma vez que o conhecimento rigoroso do consumo e do desperdício suporta psicologicamente o pagamento justo do metro cúbico consumido, e todos estes factores em conjunto contribuirão, de forma evidente, para a utilização estrita do volume de água necessário para a produção agrícola. A telegestão dos equipamentos de rega mecanizada, não só potencia o que foi referido no parágrafo anterior, como também 8
propicia a sustentabilidade económica das empresas agrícolas, constituindo-se um poderoso elemento de gestão. A supervisão de comando e automação dos equipamentos hidromecânicos e electromecânicos de infraestruturas colectivas (açudes de derivação, comportas e estações elevatórias), permitirá a aproximação da produção, leia-se disponibilização de água no exacto momento necessário à rega, do consumo, flexibilizando assim as estruturas de distribuição colectiva. Nos canais com comando automatizado é possível aproximar significativamente os caudais em trânsito, dos necessários ao consumo, evitando-se claramente o desperdício, através de uma melhoria significativa da eficiência do sistema. Por outro lado, as novas tecnologias, nas estações elevatórias, permitem o seu funcionamento totalmente automático garantindo, em cada momento e para qualquer condição de serviço estabelecida em projecto, que a produção satisfaça o consumo e assim, sem desperdício, que a água seja utilizada quando realmente seja oportuna a rega. Os sistemas de informação geográfica, em conjugação com alguns dos desempenhos das acções já referidas, constituem um poderoso instrumento de gestão pois ao permitirem a identificação e caracterização rápida de todos os pontos das redes, facilitam a formulação da decisão de intervenção, perante ocorrências inopinadas, e a devida proporção de mobilização de meios para a respectiva correcção, reduzindo o tempo de reposição das condições de serviço. São ainda poderosas bases de dados que possibilitam de forma rápida e fácil todo o tipo de saídas estatísticas que ajudam ao estabelecimento de estratégias e políticas 9
macroeconómicas da entidade responsável pela infraestrutura colectiva, nomeadamente, na decisão do momento óptimo de realização de investimentos, na formulação de preços justos, na identificação de tendências de produção agrícola, etc.. Espera-se que o incremento das novas tecnologias nos regadios dissemine, de forma decisiva, a evolução da mentalidade dos técnicos, dos profissionais e das empresas do meio rural. 4. INCIDÊNCIA DO TARIFÁRIO ELÉCTRICO A incidência do tarifário energético sobre a rentabilidade de utilização dos equipamentos possui duas vertentes que importa analisar: o Incidência das parcelas que traduzem a disponibilidade da rede eléctrica de fornecer energia quando solicitada pelo consumo e de custos de conservação e de manutenção da infraestrutura de regulação e transporte, na factura de energia; o O recurso ao consumo preferencialmente nos períodos de tarifa mais económica. A primeira vertente requer uma análise mais circunstanciada e coloca-se nas instalações em que a potência instalada é elevada, onde a contagem é feita em média tensão, como é o caso das Estações Elevatórias. Ao fazer o investimento numa estação elevatória, atendendo à oportunidade de financiamento, enquanto decorrerem os quadros comunitários de apoio, e, simultaneamente, por necessidade de 10
equipar a instalação com equipamentos idênticos por razões de operação, conservação e manutenção, a potência instalada, no início do seu funcionamento, é francamente mais elevada do que a potência efectivamente tomada. A instalação geralmente é equipada para a totalidade do bloco, contudo, a aderência ao regadio é gradual, demorando alguns anos para se atingirem valores de percentagem aceitáveis de área regada (70% a 80%). A evolução da aderência ao regadio é tanto mais rápida quanto maior for a experiência dos beneficiários em sistemas de regadio. Por outro lado, dado se tratarem de instalações especificamente destinadas à rega (o que contrasta com uma instalação fabril ou uma estação elevatória para abastecimento público de água, onde os consumos energéticos mensais são algo constantes), o seu funcionamento está condicionado à ocorrência simultânea de duas situações: a disponibilidade de água no Aproveitamento Hidroagrícola e o estabelecimento de culturas de regadio em que a rega é fundamental para garantia da respectiva rentabilidade. A primeira condição depende da capacidade de regulação anual e/ou inter-anual do reservatório que abastece o sistema de distribuição e depende, em última instância, do andamento da estação chuvosa, se o reservatório for de regulação anual, ou do andamento da precipitação durante a sequência de anos que, estatisticamente, serviu de base ao respectivo projecto. A segunda condição está normalmente confinada à época primavero-estival (Março a Setembro), época em que o deficit de água no solo impõe a necessidade de regar para que as culturas 11
anuais se estabeleçam e produzam de forma rentável. A existência de culturas perenes no perímetro impõe que não se possa desligar a instalação fora da campanha de rega, pois a ocorrência de uma época outono-invernal seca poderá exigir a manutenção da rega de forma a evitar a perda destas culturas. Na factura de energia, a potência contratada, no caso de instalações como as que acabámos de descrever, tem um peso despropositadamente significativo quer no início de funcionamento da instalação, quer durante o período outono-invernal, ou ainda em períodos de seca prolongada. O termo tarifário para a potência contratada, segundo o regulamento de relações comerciais da ERSE, é inicialmente calculado num valor mínimo de 50% da potência requisitada (instalada) que corresponde à denominada potência contratada. Posteriormente, sempre que a potência tomada ascenda a um valor superior ao valor inicialmente estabelecido, o sistema contabilístico do distribuidor eléctrico, fixa este novo valor para o termo tarifário potência contratada, não salvaguardando a especificidade da sazonalidade da rega e da aleatoriedade de períodos de seca. Ao analisarmos, por exemplo, os valores colhidos na facturação dos consumos da Estação Elevatória do Aproveitamento Hidroagrícola de Minutos, vemos que, nos períodos de baixo consumo energético, o preço total do kw.h (incluindo todos os encargos fixos e variáveis) foram 2,07 e 3,21 em 2005 (excluiu-se Janeiro, Fevereiro, Março e Abril por ser fase de ensaios) e 2,56 e 3,21 em 2006, no período de baixo consumo de água, e entre 1,45 e 1,58 em 12
2005 e entre 1,35 e 2,28 em 2006, no período de consumo elevado de água (ver gráficos anexos). A parcela que mais contribui para esta discrepância é a parcela da potência contratada que, na utilização normal, se dilui pelo consumo energético. A linha inferior refere-se ao preço da energia efectivamente gasta e é variável em resultado da variação do período em que funcionaram os equipamentos, ou seja, depende da rega ter sido efectuada mais durante as horas de vazio ou mais durante as horas cheias. Por outro lado verifica-se a influência da parcela da energia reactiva. Contudo, é possível igualmente verificar que mesmo durante o período de rega o preço total do kw.h é muito elevado (1,35 ) comparado com o preço que normalmente é tomado como referência para os estudos de viabilidade económica (entre 8,5 cêntimos e 10 cêntimos). Esta situação reporta o que referimos sobre a evolução do perímetro, no que respeita à aderência ao regadio e a necessidade de criar um regime tarifário aplicável à especificidade dos equipamentos colectivos de regadio. Quanto à segunda vertente, é necessário, no dimensionamento das redes de rega alimentadas por Estações Elevatórias, considerar um período diário de rega que permita que as necessidades hídricas sejam cobertas fora das horas de ponta (3 horas no Verão e 5 horas no Inverno), cuja tarifa é altamente penalizadora da factura de consumo energético. A rega fora das horas cheias é impossível de concretizar pois sobredimensionaria significativamente as redes, 13
uma vez que implicaria a redução dos períodos diários de rega a 7 horas (horas de vazio e supervazio). Em conclusão: O custo da energia eléctrica influencia significativamente o preço da água fornecida pelas redes colectivas de rega, com equipamentos de elevação, pressurização, comando e controle; A distorção da factura energética, relativamente á especificidade de funcionamento das infra-estruturas de rega e de drenagem, especialmente no que respeita à sua evolução, sazonalidade e aleatoriedade penaliza fortemente a exploração das instalações colectivas de rega; Lisboa, 14 de Junho de 2007 João Edgar Rebelo Vicente Campos 14
3,50 3,00 2,50 Estação Elevatória de Minutos Variação do Preço do kw.h (Consumos 2005) 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00-0,50 Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Meses Ago. Set. Out. Nov. Dez Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez Preço do kw.h sem encargos fixos ( ) 0,092 0,098 0,094 0,095 0,084 0,074 0,073 0,075 0,076 0,084 0,112 0,116 Preço do kw.h com encargos fixos ( ) 1,87 1,85 1,91 1,82 1,58 1,42 1,31 1,41 1,45 2,07 2,74 3,21 ANO 0,089 1,89 15
Estação Elevatória dos Minutos (Consumos 2005) Meses Dez Nov. Out. Set. En. React.Cons. Fora H. Vazio En. Activa em Supervazio En. Activa em Vazio Normal En. Activa em Horas Cheias En. Activa em Horas de Ponta Ago. Jul. Jun. Mai. Abr. Mar. Fev. Jan. 135000 130000 125000 120000 115000 110000 105000 100000 95000 90000 85000 80000 75000 70000 65000 60000 55000 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 kvar-kw.h 16
Estação Elevatória dos Minutos (Custos de Energia Activa 2005) Dez Meses Nov. Out. Set. Ago. Jul. Jun. Mai. Abr. Mar. Fev. Potência Tomada em Horas de Ponta En. Activa em Supervazio En. Activa em Vazio Normal En. Activa em Horas Cheias En. Activa em Horas de Ponta Jan. 6.000,00 5.800,00 5.600,00 5.400,00 5.200,00 5.000,00 4.800,00 4.600,00 4.400,00 4.200,00 4.000,00 3.800,00 3.600,00 3.400,00 3.200,00 3.000,00 2.800,00 2.600,00 2.400,00 2.200,00 2.000,00 1.800,00 1.600,00 1.400,00 1.200,00 1.000,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0,00 Euros ( ) 17
Estação Elevatória dos Minutos (Custos de Energia 2005) Dez Meses Nov. Out. Set. Ago. Jul. Jun. Mai. Abr. Mar. IVA Encargos variáveis Encargos Fixos Fev. Jan. 20000,00 19000,00 18000,00 17000,00 16000,00 15000,00 14000,00 13000,00 12000,00 11000,00 10000,00 9000,00 8000,00 7000,00 6000,00 5000,00 4000,00 3000,00 2000,00 1000,00 0,00 18
3,50 3,00 Estação Elevatória de Minutos Variação do Preço do kw.h (Consumos 2006) 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00-0,50 Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Meses Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez ANO Preço do kw.h sem encargos fixos 0,124 0,128 0,126 0,108 0,078 0,069 0,070 0,072 0,084 0,105 0,108 0,000 0,098 Preço do kw.h com encargos fixos 2,56 3,21 2,57 2,28 1,46 1,35 1,35 1,35 1,75 2,59 3,07 0,00 2,14 19
Estação Elevatória de Minutos (Consumos 2006) En. React.Cons. Fora H. Vazio En. Activa em Supervazio En. Activa em Vazio Normal Meses Dez Nov. En. Activa em Horas Cheias En. Activa em Horas de Ponta Out. Set. Ago. Jul. Jun. Mai. Abr. Mar. Fev. Jan. 135000 130000 125000 120000 115000 110000 105000 100000 95000 90000 85000 80000 75000 70000 65000 60000 55000 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 kvar-kw.h 20
Estação Elevatória de Minutos (Custos de Energia Activa 2006) Dez Meses Nov. Out. Set. Ago. Jul. Jun. Mai. Abr. Mar. Fev. Potência Tomada em Horas de Ponta En. Activa em Supervazio En. Activa em Vazio Normal En. Activa em Horas Cheias En. Activa em Horas de Ponta Jan. 6.000,00 5.800,00 5.600,00 5.400,00 5.200,00 5.000,00 4.800,00 4.600,00 4.400,00 4.200,00 4.000,00 3.800,00 3.600,00 3.400,00 3.200,00 3.000,00 2.800,00 2.600,00 2.400,00 2.200,00 2.000,00 1.800,00 1.600,00 1.400,00 1.200,00 1.000,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0,00 Euros ( ) 21
IVA Encargos variáveis Encargos Fixos 15000,00 14500,00 14000,00 13500,00 13000,00 12500,00 12000,00 11500,00 Euros ( ) 22 Estação Elevatória de Minutos (Custos de Energia 2006) Dez Nov. Out. Set. Ago. Jul. Jun. Mai. Abr. Mar. Fev. Jan. 11000,00 10500,00 10000,00 9500,00 9000,00 8500,00 8000,00 7500,00 7000,00 6500,00 6000,00 5500,00 5000,00 4500,00 4000,00 3500,00 3000,00 2500,00 2000,00 1500,00 1000,00 500,00 0,00 Meses