Revista Recursos Hdricos

DOI:10.5894/rh40n2-cti1
Este artigo parte integrante da Revista Recursos Hdricos, Vol. 40, N 2, 9-17, dezembro de 2019.

Abordagem para o balano energtico em aproveitamentos hidroagrcolas

Energy balance approach in collective irrigation systems

Henrique Cunha¹, Aisha Mamade¹, Di Loureiro¹, Gonalo Sousa², Helena Alegre¹, Ddia Covas^{@, 3}

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^@ Autor correspondente: didia.covas@tecnico.ulisboa.pt
¹ LNEC - Laboratrio Nacional de Engenharia Civil
² ARBVS - Associao de Regantes e Beneficirios do Vale do Sorraia
³ CERIS, Instituto Superior Tcnico, Universidade de Lisboa

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RESUMO

A modernizao dos sistemas de abastecimento para regadio em Portugal tem conduzido a um uso mais eficiente da gua, mas tambm a um aumento substancial do consumo de energia para uma operao mais flexvel. Assegurar um uso eficiente e sustentvel do binmio gua-energia fundamental para a sustentabilidade econmica e ambiental do setor agrcola. Este artigo tem como objetivo a proposta de uma nova metodologia para avaliao da eficincia energtica em sistemas de transporte e distribuio de aproveitamentos hidroagrcolas. Esta metodologia tem por base a existente para sistemas de abastecimento de gua. Para alm das ineficincias dos equipamentos, esta permite a quantificao da dissipao de energia por perdas de gua, em perdas de carga contnuas e localizadas e a energia suprflua associada ao traado da rede. Este balano considera novas componentes pelo facto de poderem coexistir redes de transporte e de distribuio em superfcie livre e em presso. O balano energtico proposto permite tambm quantificar a frao de energia fornecida ao sistema que recuperada. A metodologia foi aplicada a um aproveitamento hidroagrcola com uma rede mista, composta por canais e por condutas em presso. A energia mnima necessria para garantir o consumo representa apenas 16% e a principal ineficincia energtica do sistema devida a perdas de gua e representa 35% da energia fornecida. Soma da energia dissipada na rede por perdas de carga contnuas e localizadas com a energia suprflua representa 32% e as centrais hidroeltricas existentes j permitem recuperar 14% da energia fornecida ao sistema. Embora existam bombas e turbinas com baixo rendimento, a energia dissipada nesta componente representa apenas 9% da energia fornecida.

Palavras-chave: eficincia energtica; balano energtico; aproveitamentos hidroagrcolas.

ABSTRACT

The modernization of irrigation systems in Portugal has led not only to a more efficient use of water, but also to a substantial increase in energy consumption for more flexible operation. Ensuring the efficient and sustainable use of water-energy is critical to the economic and environmental sustainability of the agricultural sector. A new methodology, based on the existing one for urban water supply systems, is proposed for the assessment of energy efficiency in collective irrigation systems. In addition to equipment inefficiencies, energy dissipation due to water losses, continuous and singular head losses and the superfluous energy associated with the network layout are also quantified. This balance considers new components because open channel and pressurized transport and distribution networks can coexist as opposed to urban water supply systems. The proposed energy balance also allows quantifying the fraction of energy supplied to the system that is recovered. The methodology is applied to a collective irrigation system composed of channels and low-pressure pipes. In this system, the minimum energy required to ensure consumption represents only 16% and the main energy inefficiency in the system is due to water losses and represent 35% of the energy supplied. The energy dissipated due to continuous and singular head losses added to the surplus energy represents 32% and existing hydroelectric stations already allow 14% of the energy supplied to the system to be recovered. Although low-efficiency pumps and turbines are available, the energy dissipated in this component represents only 9% of the supplied energy.

Keywords: energy efficiency; energy balance; collective irrigation systems.