Revista Recursos Hídricos

DOI:10.5894/rh40n2-cti1
Este artigo é parte integrante da Revista Recursos Hídricos, Vol. 40, Nº 2, 9-17, dezembro de 2019.

Abordagem para o balanço energético em aproveitamentos hidroagrícolas

Energy balance approach in collective irrigation systems

Henrique Cunha¹, Aisha Mamade¹, Dái Loureiro¹, Gonçalo Sousa², Helena Alegre¹, Dídia Covas^{@, 3}

---

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

---

RESUMO

A modernização dos sistemas de abastecimento para regadio em Portugal tem conduzido a um uso mais eficiente da água, mas também a um aumento substancial do consumo de energia para uma operação mais flexível. Assegurar um uso eficiente e sustentável do binómio água-energia é fundamental para a sustentabilidade económica e ambiental do setor agrícola. Este artigo tem como objetivo a proposta de uma nova metodologia para avaliação da eficiência energética em sistemas de transporte e distribuição de aproveitamentos hidroagrícolas. Esta metodologia tem por base a existente para sistemas de abastecimento de água. Para além das ineficiências dos equipamentos, esta permite a quantificação da dissipação de energia por perdas de água, em perdas de carga contínuas e localizadas e a energia supérflua associada ao traçado da rede. Este balanço considera novas componentes pelo facto de poderem coexistir redes de transporte e de distribuição em superfície livre e em pressão. O balanço energético proposto permite também quantificar a fração de energia fornecida ao sistema que é recuperada. A metodologia foi aplicada a um aproveitamento hidroagrícola com uma rede mista, composta por canais e por condutas em pressão. A energia mínima necessária para garantir o consumo representa apenas 16% e a principal ineficiência energética do sistema é devida a perdas de água e representa 35% da energia fornecida. Soma da energia dissipada na rede por perdas de carga contínuas e localizadas com a energia supérflua representa 32% e as centrais hidroelétricas existentes já 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: eficiência energética; balanço energético; aproveitamentos hidroagrícolas.

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.