Turbina hidráulica ou energia solar? Qual a alternativa mais interessante para bombeamento de água quando não se dispõe de energia elétrica? Confira na reportagem que fiz para a Revista DBO de maio. (aqui em slideshare)

1. Renato Villela
renato.villela@revistadbo.com.br
L
evar a rede de distribuição de energia elétrica até um
ponto de captação de água para abastecimento de
bebedouros para bovinos não é tarefa simples, nem
barata. Dependendo das características do terreno, há que
se considerar a dificuldade do transporte de materiais pe-
sados até o local, como os postes de concreto e o transfor-
mador (equipamento que requer estrutura de sustentação
própria, chamada de subestação aérea, de custo elevado).
Mais elementos são necessários, como uma chave-fusível
e um para-raios, além de outro poste para o relógio medi-
dor de energia.
É importante lembrar que todo o serviço, a cargo de
um profissional, deve ser aprovado pela concessionária de
energia da região, que pode simplesmente negar a solici-
tação por incapacidade de suprir a nova potência deman-
dada pelo projeto. Isso sem mencionar a conta mensal de
luz. Todas essas dificuldades, no entanto, podem ser con-
tornadas pelo produtor com tecnologias de bombeamento
Bombeamento
sustentável
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de água que prescindem de energia elétrica, como a turbi-
na hidráulica e o sistema fotovoltaico (energia solar), que,
além disso, são alternativas sustentáveis.
Turbina é boa opção
Ainda pouco conhecida, mas de uso crescente nos
projetos pecuários, a turbina hidráulica é uma tecnologia
que requer fluxo contínuo de água (vazão) e desnível en-
tre o ponto de captação e o conjunto de bomba para o
seu pleno funcionamento. Como as turbinas de geração
de energia, elas são movidas pela pressão da água, que
entra em seu interior por meio de um conduto (canal) for-
çado, fazendo com que a turbina hidráulica gire ao redor
do próprio eixo. Em uma hidrelétrica, a energia hídrica
proveniente do corpo d’água é transformada em energia
mecânica, quando o líquido passa pela turbina, sendo pos-
teriormente convertida em energia elétrica, por meio de
um gerador. Nos dispositivos usados apenas para bombe-
amento, a energia mecânica, em vez de gerar eletricidade,
se converte em “força”, que empurra a massa d’água de
um ponto de captação até o reservatório.
Turbina hidráulica e sistemas movidos a
energia solar são alternativas interessantes
na falta de energia elétrica
Conjunto com turbina na Fazenda Floresta, em GO.
Fotos:RenatoVillela
Queda d’água
(mínimo 1,5m)
Tambor de
sedimentação
Turbina
hidraúlica
Reservatório
Represa
Esquema básico de bombeamento por turbina
ESPECIAL
Instalações
e Equipamentos

2. Água em estoque
O primeiro passo da elaboração de um projeto hi-
dráulico é calcular a demanda de água. O consumo varia
em função de fatores zootécnicos (raça, idade, peso dos
animais) e condições ambientais (umidade relativa do
ar, temperatura e até mesmo níveis de poeira). O sistema
de produção igualmente deve ser levado em conta. Para
animais a pasto, consideram-se 35 litros por dia; para
animais confinados, de 50 a 70 litros/dia. Conhecida a
quantidade necessária de água por animal, é possível
projetar a demanda total do rebanho, sempre se consi-
derando uma reserva mínima.
“Recomendamos trabalhar com água suficiente para três
a cinco dias, para enfrentar eventuais problemas de abaste-
cimento”, afirma o consultor Tiago Fernandes, da Irriga Boi,
de Jales, SP.
Para um rebanho de 1.000 animais a pasto, por exemplo,
o ideal é manter reserva mínima de 105.000 l (35 x 1.000 x
3). Como, na prática, dificilmente o produtor encontrará no
mercado reservatórios com capacidade “fracionada”, teria
que optar por um reservatório de 100.000 ou 200.000 li-
tros, o que lhe garantiria 2,85 ou 5,7 dias de reserva, caso
prefira trabalhar com mais folga.
“O ‘combustível’ é a água que vem da represa
ou de outra fonte hídrica”, explica Rodolfo Segalla,
representante de vendas da Acqua Bombas & Ener-
gia, de Franca, SP. Segundo ele, turbinas podem ser
instaladas quando se tem vazão mínima de 50 mm (2
polegadas de água) e altura mínima entre o ponto de
captação e o conjunto de bomba de 1,5 metro. Nessa
configuração, pode-se bombear entre 1.200 e 5.000
litros(l)/dia até um desnível de 50 m e a uma distân-
cia de 3 km. Esses valores são potencializados quanto
mais favoráveis forem as condições locais. É impor-
tante ressaltar que o cálculo do projeto deve conside-
rar a vazão durante a seca.
O produtor Leonardo de Rezende Pinheiro, da Fa-
zenda Floresta, no município de Campos Verdes, norte
goiano, instalou duas turbinas (uma em cada represa)
para suprir dois reservatórios com capacidade unitária
para 1 milhão de litros. Cada turbina pode bombear
de 190.000 a 240.000 litros/dia. Se optasse pela roda
d’água, teria de comprar três equipamentos (por reser-
vatório) para bombear a mesma quantidade, exigida
por seu projeto de intensificação, que DBO mostrou
na edição de março. “Desembolsaria o dobro”, diz. O
produtor gastou, em 2016, R$ 18.500 em cada turbi-
na, mas optou por usá-las porque já tinha as represas
prontas, com desnível de 5 a 7 metros entre o ponto de
DBO maio 2018 B
ESPECIAL
Instalações
e Equipamentos
captação e o conjunto de bomba. “Se tivesse de cons-
truir uma represa, gastaria em torno de R$ 100.000.
Daí era mais fácil furar um poço artesiano, que na mi-
nha região custa ao redor de R$ 20.000.”
Energia solar
Os conjuntos compostos por bomba e módulos fo-
tovoltaicos (painéis solares) são outra alternativa inte-
ressante para bombeamento de água sem necessidade
de rede elétrica. Sua difusão, contudo, ainda esbarra na
falta de conhecimento técnico no campo. Segundo Jú-
lio Dal Bem, da JDB Engenharia, de Alta Floresta, MT,
além da crença de que a energia solar é apropriada ape-
nas para projetos pequenos, existe uma associação da
tecnologia com o uso de baterias. “São dois equívocos.
O sistema pode ser usado em qualquer tipo de projeto
e as baterias (que têm custo alto, demandam manuten-
ção, podem provocar incêndios e até explosão) não se
justificam em kits de energia solar. Em vez de fazer o
conjunto funcionar à noite, por exemplo, é mais fácil
dobrar a potência do kit para que ele bombeie exceden-
tes ao longo do dia, para uso noturno.Armazenar água é
mais barato e confiável do que energia”, afirma.
Diferentemente da turbina, esse sistema independe
da topografia. A captação pode ser feita tanto em rios
e represas, sem desnível, quanto em poços artesianos e
Painéis solares
do sistema
fotovoltaico e
conjunto de
bombas mestre-
escravo .
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3. semi-artesianos, mas a elaboração do projeto demanda
análise de uma série de fatores, como a irradiância (al-
gumas regiões recebem energia solar com mais inten-
sidade do que outras, por causa da inclinação do eixo
da Terra); a profundidade da fonte de captação (no caso
de poços profundos); o desnível até o ponto mais alto a
ser percorrido pela água, e o volume diário demandado
pelo projeto pecuário.
O produtor Estevam Vaz de Lima, da Fazenda Tu-
cano, no município de Rio Sono, a 150 km de Palmas,
TO, precisava de 70.000 a 80.000 litros/dia para aten-
der a um projeto de 1.500 a 2.000 matrizes. Para suprir
essa demanda, construiu um pequeno açude para nele
instalar um sistema fotovoltaico de bombeamento. Es-
ses sistemas são acionados por duas motobombas com
potência de 3 cv (cavalo-vapor) cada, que trabalham
integradas, em um esquema conhecido como “mestre-
-escravo”. Nos horários de pico de sol, elas operam
juntas, com potência máxima, superando a capacidade
de bombeamento que teriam isoladamente. “O rendi-
mento de duas bombas de 3 cv é maior do que o de
uma de 6 cv”, garante. Quando a irradiância está bai-
xa, apenas uma delas (a mestre) funciona. Conforme
a irradiância cresce, a segunda bomba (escrava) entra
em operação. “Isso aumenta muito o aproveitamento
de energia. O sistema foi dimensionado para fazer as
bombas funcionarem inclusive nos dias nublados. Nos
ensolarados, sobra energia solar”, explica o engenheiro
Júlio Dal Bem, responsável pelo projeto.
Além do conjunto de motobombas “mestre-escravo”,
o sistema de energia solar instalado na propriedade con-
ta com 24 painéis solares. O custo total do projeto foi
de R$ 32.000. A opção por essa tecnologia, segundo o
produtor, não se deu exatamente pela ausência de rede
elétrica, mas pelas interrupções prolongadas no forneci-
mento de energia na região, que colocariam em risco o
abastecimento dos bebedouros. Antes de fazer a escolha,
Lima debruçou-se sobre outras opções.Aroda d’água foi
preterida pelo receio de que a vazão, durante a estiagem,
fosse insuficiente para girar o equipamento. Uma bomba
de sucção tocada por um motor a óleo diesel também foi
descartada, pelo alto custo, manutenção e operacional (li-
gar e desligar). “A energia solar é mais simples e prática.
Além disso, é uma energia limpa.” n
Leonardo
Pinheiro,
da Fazenda
Floresta:
“Turbina é boa
opção para
quem tem
represa com
desnível”.
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ESPECIAL
Instalações
e Equipamentos