Estimativa do Consumo de Água na Irrigação

O volume de água consumido no processo de irrigação é uma variável-chave no cômputo do benefício que a água agrega ao processo de produção agrícola, em especial, à produtividade dos grãos. Nesse aspecto, procurou-se inferir, a partir do arranjo produtivo concebido para a bacia do rio Preto, qual seria o volume médio captado nos mananciais da bacia para a produção irrigada, especialmente aquele feito por meio de pivôs-centrais.

7.3.1 Evapotranspiração

A água necessária à irrigação tem o intuito de impulsionar o crescimento e a produção de uma cultura, de modo a minimizar os efeitos de condições climáticas adversas inerentes à região em que se realiza o plantio. A estimativa do consumo da planta pressupõe a adoção de alguns parâmetros, os quais variam conforme a região e a espécie vegetal. A evapotranspiração de referência (ETo) contabiliza a quantidade de água evaporada e transpirada em uma área coberta por uma vegetação de referência22, durante um certo intervalo de tempo.

O Inventário de Recursos Hídricos da Bacia o Rio Paracatu, contratado pela Secretaria de Agricultura, Pecuária e Abastecimento do Estado de Minas Gerais (SEAPA, 1996), traz o cálculo da evapotranspiração de referência para algumas estações climatológicas dessa bacia, na qual o rio Preto é um dos afluentes. Os dados para a estação de Unaí, utilizando as normais climatológicas do período de 1978-1990 e a metodologia de Thornthwaite, estão dispostos na Tabela 7.7 a seguir:

Tabela 7.7 – Evapotranspiração de Referência na Estação de Unaí (mm)

Estação Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Unaí 121,7 115,2 119,4 102,8 85,7 60,7 60,9 82,0 86,3 130,2 121,7 121,3

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Vegetação de referência corresponde a uma superfície extensiva, totalmente coberta com grama de tamanho uniforme, com 8 a 15 cm de altura e em fase de crescimento ativo, em um solo com condições de umidade ótima (Bernardo, 1995).

Em condições normais de cultivo de plantas de ciclo curto, logo após o plantio, a evapotranspiração de referência é muito superior à evapotranspiração potencial de cada cultura (ETpc). Essa diferença diminui à medida em que a cultura se desenvolve, tendendo a um pequeno desvio (para mais ou para menos) quando a cultura atinge cerca de 80% do seu desenvolvimento vegetativo, permanecendo essa condição até o término da fase de enchimento dos grãos, após a qual a diferença volta a aumentar (Bernardo, 1995).

Para se compatibilizarem essas diferenças ao longo do crescimento da planta, ao valor da

ETo, multiplica-se um coeficiente que varia conforme o tipo de cultura, estádio de

desenvolvimento, comprimento do ciclo vegetativo e com as condições climáticas locais. Esse fator de correção é denominado coeficiente de cultura (Kc)23 e os valores utilizados para o cálculo da ETpc foram extraídos de trabalhos desenvolvidos por equipe de técnicos da Embrapa na região do Cerrado, a saber: Guerra e Jacomazzi (2001a), Guerra e Jacomazzi (2001b), Guerra et al. (2002), Guerra et al. (2005).

A evapotranspiração real da cultura (ETrc) é obtida multiplicando-se um segundo coeficiente – denominado Ks – ao valor da ETpc, o qual visa à correção da umidade do solo em função da mesma não permanecer sempre próxima à capacidade de campo. Destarte, adotando-se a premissa de que, em áreas irrigadas, a umidade do solo tende a ser mantida próxima à capacidade de campo, adotou-se um único valor médio para o parâmetro Ks, igual a 0,95.

7.3.2 Precipitação

Finalizado o processo de contabilização da demanda de água para as culturas de grãos, resta estimar o suprimento de água na bacia resultante da precipitação. Sabe-se que, da quantidade total precipitada em uma área, parte é retida pela cobertura vegetal, parte escoa sobre a superfície e outra parcela infiltra no solo. Desse montante infiltrado, uma fração retém-se na zona radicular e outra percola para camadas mais profundas.

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Os valores de Kc empregados para cada cultura, em consonância com os calendários de produção estabelecidos, podem ser conferidos na Seção 7.3.3, consultando-se a Tabela 7.9.

Em irrigação, interessa, principalmente, a parte da precipitação que será utilizada diretamente pela cultura para atender a sua demanda evapotranspirométrica. Dá-se o nome de Precipitação Efetiva (Pe) à diferença entre o total precipitado e a parte que escoa sobre a superfície do solo, esta última somada à parcela que percola abaixo do sistema radicular das plantas.

A precipitação total foi calculada utilizando-se informações de postos pluviométricos contidos na bacia do rio Preto, disponíveis no Sistema de Informações Hidrológicas da Agência Nacional de Águas (ANA, 2008). Do total de postos cadastrados nesse banco de dados, utilizaram-se apenas as informações contidas em quatro postos, dado que o restante deles, ou não tinha qualquer registro histórico, ou dispunha de período insuficiente de dados.

A chuva média da bacia foi obtida aplicando-se o método de Thiessen, a partir da média mensal dos quatro postos de referência mencionados. Na Figura 7.8, pode-se conferir a localização dos postos selecionados e as áreas de influência obtidas para cada um desses postos, resultante da aplicação do referido método. Os códigos e áreas dos polígonos podem ser checados na Tabela 7.8.

Tabela 7.8 – Código e Área de Influência dos Postos Pluviométricos Utilizados

Código do Posto 1547022 1647008 1646004 1646000

Área Thiessen (km²) 2.807 3.144 2.705 1.493

A precipitação efetiva foi calculada em função da precipitação média mensal e da evapotranspiração potencial média mensal de cada cultura, segundo procedimento proposto pelo Serviço de Conservação de Solos dos Estados Unidos, consultado em Bernardo (1995).

7.3.3 Consumo de Água na Irrigação

A quantidade total de água necessária à irrigação (ITN), em um determinado período (no caso do presente trabalho, adotou-se o de um mês), é medida em termos de lâmina d’água e pode ser calculada mediante a seguinte expressão:

Ea Pe ETrc

ITN = - (7.1)

onde ETrc é a evapotranspiração real média mensal da cultura; Pe é a precipitação efetiva média de um mês e Ea corresponde à eficiência do método de irrigação utilizado.

Adotando-se uma eficiência de aplicação de 80% para a técnica de pivô-central (Bernardo, 1995), mostra-se, na Tabela 7.9, um resumo dos parâmetros, das etapas de cálculo e dos resultados obtidos quanto à estimativa do consumo de água para as culturas irrigadas na bacia do rio Preto.

Tabela 7.9 – Consumo de Água para as Culturas Irrigadas

CICLO 1 Soja Trigo Feijão

Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Kc 0,83 1,42 1,61 1,40 0,8 0,82 1,47 1,50 0,77 0,30 0,98 1,52 0,97 0,55

Ks 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95

ETpc(mm) 101 172 196 161 96 84 126 91 47 25 85 198 118 67

ETrc (mm) 96 164 186 153 91 80 120 86 45 23 80 188 112 63

Tabela 7.9 (Continuação) – Consumo de Água para as Culturas Irrigadas

Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Pe (mm) 116 138 150 108 105 50 20 5 4 6 18 63 121 100

ITN (mm) 0 32 45 57 0 38 125 102 51 22 78 156 0 0

CICLO 2 Milho Trigo Feijão

Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Kc 0,10 1,11 1,62 1,35 0,50 0,82 1,47 1,50 0,77 0,30 0,98 1,52 0,97 0,55 Ks 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 ETpc (mm) 12 135 197 156 60 84 126 91 47 25 85 198 118 67 ETrc (mm) 12 128 187 148 57 80 120 86 45 23 80 188 112 63 P (mm) 198 214 206 150 168 72 27 8 5 9 26 73 198 214 Pe (mm) 92 124 150 106 95 50 20 5 4 6 18 63 121 100 ITN (mm) 0 5 47 52 0 38 125 102 51 22 78 156 0 0

A lâmina d’água requerida pelas culturas pode ser convertida em vazão, se o valor calculado em cada mês para o ITN for multiplicado pela área total irrigada e, esse volume resultante, for dividido pelo intervalo de tempo contido em um mês. Procedendo-se dessa forma, chegou-se a uma estimativa média do consumo mensal de água na bacia do rio Preto, para cada um dos dois ciclos de produção. O resultado dessa análise está disposto na Figura 7.9. 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Va zã o (m ³/ s ) Ciclo2 Ciclo1

Figura 7.9 – Irrigação por Pivô-Central no Rio Preto

A análise dos hidrogramas da Figura 7.9 mostra que o valor máximo de consumo chega a atingir valor superior a 10 m³/s. Um aspecto importante relacionado a esse pico está no fato de que ele ocorre no mês de outubro, e não no ápice da estação seca (trimestre de junho a

agosto), como inicialmente poderia pensar-se. Com efeito, esse resultado está intrinsecamente relacionado às premissas do modelo teórico de produção adotado.

Contrapondo-se os dois calendários produtivos estudados, com a demanda por água de cada cultura (ver valores do parâmetro Kc na Tabela 7.9), nota-se que o pico de consumo para o trigo, por exemplo, dá-se nos meses de maio e junho, período em que os efeitos da seca, geralmente, ainda são mais brandos. No ápice da estiagem - meses de julho e agosto - , verifica-se uma queda nos valores de Kc do trigo, uma vez que já se aproxima o seu período de colheita. Da mesma forma, a resposta para que a vazão máxima tenha ocorrido em outubro está relacionada ao ápice da demanda por água do feijão (valor de Kc igual a 1,52) ter acontecido nesse mês, o qual, por sua vez, tem uma precipitação média bem aquém do requerido por essa cultura nesse estádio de germinação.

Por fim, em face de a única diferenciação entre os dois ciclos ser o plantio de milho ou soja, no início de cada calendário produtivo e, também, por ser esse período inicial composto pelos meses mais chuvosos, não se nota diferença significativa entre os dois hidrogramas. Assim, examinando os valores de ITN calculados para a soja e o milho, percebe-se que esses são bem próximos entre si, chegando a atingir valores nulos em duas e três oportunidades respectivamente.