Neste tipo de modelos de gestão da rega é verificada a equação do balanço hídrico do solo, sendo a metodologia de base para análise e gestão da água em regadio, à qual está diretamente associada a determinação das necessidades hídricas das culturas (NHC). Basicamente, é a metodologia generalizada pela FAO (Allen et al., 1998), cujo procedimento consiste no cálculo da taxa de evapotranspiração de referência (ETo), mediante utilização da Fórmula de Penman-Monteith, seguindo-se a determinação do valor do Coeficiente Cultural (Kc), segundo o procedimento apresentado pela FAO (Allen et al., 1998), o qual é considerado como sendo a parte débil da aplicação da metodologia da FAO para determinação das NHC, quando não há acesso aos parâmetros culturais que caracterizam a parcela cuja evapotranspiração se pretende determinar. Quando se trabalha à escala regional, utilizam-se os valores de Kc médios, ocorrendo desvios em relação aos valores reais de Kc, associados à diferença nas datas de sementeira efetuadas e ao desenvolvimento das culturas, que nem sempre pode ser considerado idêntico em todas as parcelas. Assim, a utilização dos valores médios de Kc poderá dar uma indicação errada da realidade, parcela a parcela.
2.4.1 Modelos de cálculo das Necessidades Hídricas da Cultura baseados no “Método da
FAO”
A problemática da condução da rega tem sido intensamente estudada, o que conduziu ao desenvolvimento de programas de computador que permitem processar os dados em tempo real, com saídas indicando a oportunidade das regas e a respetiva dotação (Teixeira e Pereira, 1992; Teixeira et al., 1995).
Estes modelos de computador poderão ser utilizados como potenciais ferramentas na gestão da água de rega, tanto à escala regional (Teixeira, 1986 e Teixeira, 1990), como à escala local, tendo precisamente como base a equação do balanço hídrico do solo.
Informação publicada pela FAO (1994), refere vários modelos de simulação hidrológica como técnica principal no apoio à gestão da rega. Com estes modelos, é possível avaliar a evolução do estado hídrico do solo por estimativas (Smith, 1992; Teixeira et al., 1993) ou por resolução numérica de equações, contabilizando o movimento de água no sistema solo-planta-atmosfera (Belmans et al., 1983; Santini, 1992). Alguns desses modelos são o ISAREG e RELREG (Teixeira, 1992), desenvolvidos no ISA “Instituto Superior de Agronomia” e CROPWAT, desenvolvido pela FAO (FAO, 2002), são modelos de simulação e condução da rega; modelos como o AQUACROP (FAO, 2009) são modelos de produtividade da água em culturas regadas.
Jacucci et al., (1994) adaptaram modelos numéricos citados na bibliografia (FAO, 1994), integrando-os em Sistemas de Informação Geográfica. Esta técnica de gestão funciona com base na extrapolação espacial e análise dos resultados obtidos graças aos modelos de simulação mencionados (Younos et al., 1993); desta forma podem utilizar-se diferentes níveis de informação – solos, culturas, clima, eficiência de um sistema de rega, etc. (Verhaeghe et al., 1993).
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22 No entanto, são de referir algumas limitações nos modelos clássicos de simulação hidrológica, especialmente no conhecimento da distribuição espacial dos parâmetros do solo e das culturas.
Os modelos de simulação e gestão da rega integram duas categorias de dados:
Dados referentes a características físicas, morfológicas e topográficas da zona em estudo – características invariáveis no tempo (parâmetros hidropedológicos, topografia das parcelas de rega, etc.);
Dados que caracterizam a cultura e o clima – características variáveis no tempo (parâmetros culturais, níveis freáticos, volume de água disponível no solo, dados meteorológicos).
A concretização destes modelos exige vários tipos de informação, tal como se apresenta na Tabela 2.1.
Tabela 2.1: Informação necessária à concretização dos modelos de gestão da água na agricultura de
regadio
PARÂMETROS Variáveis Utilizadas
Hidrológicos Disponibilidade (quantidade e tempo) Qualidade da água
Meteorológicos Temperatura, radiação solar, velocidade do vento, precipitação, humidade, duração do período diurno
Culturais Variedade cultural, duração do ciclo cultural, características do sistema radical, tolerância à deficiência hídrica, estádios de desenvolvimento, produção e qualidade, necessidades em nutrientes
Pedológicos Estrutura do solo, textura do solo, profundidade do solo, impedância mecânica, infiltração, drenagem, arejamento do solo, características de retenção da água pelo solo, lençol freático, salinidade do solo, fertilidade do solo, temperatura do solo, organismos do solo.
Gestão Datas de plantação/colheita, densidade de sementeira, método de rega, estádios críticos de desenvolvimento, fertilização, proteção das culturas, técnicas culturais
Fonte: Oliveira (1993)
Com os referidos modelos é possível efetuar o balanço da água no solo e prever, em cada momento, o défice de água neste e, comparando-o com o máximo défice permitido, prever a data e o volume de cada rega, tendo em conta a eventual queda pluviométrica, bem como as variações na taxa de evapotranspiração cultural ao longo do ciclo da planta. No entanto, a sua maioria apresenta algumas limitações quando utilizados a uma escala regional de regadio, devido à fraca representatividade espacial.
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23
2.4.2 Utilização de Teledeteção e Sistemas de Informação Geográfica na Gestão das
Necessidades Hídricas das Culturas
O facto de o planeamento e a gestão de recursos hídricos recorrer a dados georreferenciados justifica a utilização deste tipo de tecnologias (SIG e teleducação) para os armazenar e processar, bem como a utilização de modelos matemáticos na análise de recursos hídricos, para representação de fenómenos físicos, ambientais, económicos e sociais em estudo, os quais necessitam de parâmetros de natureza espacial. Contudo, os modelos matemáticos clássicos apresentam geralmente reduzidas capacidades para analisar informação de carácter espacial; muitos deles contornam os aspetos “espaciais” simplificando os pressupostos e os parâmetros utilizados.
A integração de metodologias e procedimentos de gestão com Sistemas de Informação Geográfica e Teledeteção, permitem a organização, o armazenamento, a edição, a análise e a visualização de dados geográficos com maior facilidade, fazendo uma representação mais fiável da realidade (Burrough e McDonnell, 1998). No entanto, estas tecnologias possuem poucas capacidades de modelação, sendo necessário recorrer à integração de expressões matemáticas, podendo assim estimar a informação de base à gestão da água de rega, as necessidades hídricas das culturas (NHC). Assim, as aplicações SIG e tecnologias de deteção remota podem beneficiar com as capacidades de simulação dos modelos, enquanto estes beneficiam com as capacidades de análise espacial dos SIG e tecnologias de deteção remota. Conjuntamente com as potencialidades de cada um, obtém-se uma poderosa ferramenta para o planeamento e a gestão de recursos hídricos em que a componente de bases de dados de um SIG ou as técnicas de deteção remota, podem fornecer os dados de entrada dos modelos de gestão (Walsh, 1993). Para além disso, pode aumentar-se o rigor de avaliação, minimizar-se a subjetividade do utilizador na escolha dos parâmetros do modelo, reduzindo-se simultaneamente os custos da análise, devido a um menor consumo de tempo (Ross e Tara, 1993).
Com o desenvolvimento de meios de cálculo, seja através das simples máquinas de calcular programáveis ou através do uso de computadores, é hoje relativamente fácil a aplicação destas técnicas, as quais poderão mesmo ser desenvolvidas em termos comerciais por consultores especializados, cuja função será orientar o agricultor na gestão da água de rega.
No futuro, outras técnicas poderão vir a ser utilizadas, quer à escala regional, quer mesmo local, com a aplicação das técnicas de deteção remota através da utilização de satélites.
Inúmeros estudos evidenciam as técnicas de teledeteção como métodos capazes de fornecer informação acerca das necessidades hídricas das culturas (Menenti et al., 1990; FAO, 1995). A observação da superfície da terra utilizando bandas do espectro eletromagnético permite captar informação acerca da superfície das parcelas de rega, caracterizando o grau de cobertura do solo. Posteriormente, permite a distribuição espacial dos dados agro-meteorológicos e a elaboração das cartas de necessidades hídricas das culturas.
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24 A informação obtida nas imagens de satélite revela-se de grande importância para os modelos de simulação hidrológica. A introdução dos dados em formato raster (fruto das imagens de satélite ou imagens multiespectrais obtidas com câmaras aerotransportadas) num SIG favorece a representação espacial de todos os dados de entrada e saída de um modelo hidrológico de simulação em regadio.
2.4.3 Aplicações: Avisos de Rega e Gestão de Perímetros de Rega
A utilização dos resultados do modelo necessita de um controle periódico com informação de campo, a fim de, por aproximações sucessivas, permitir um ajustamento, tão perfeito quanto possível, daquele à realidade em que se aplica.
O uso dos computadores permitirá, assim, em qualquer momento, ter um conhecimento rápido das diversas variáveis implicadas, um acesso imediato a todos os registos, um conhecimento temporal da evolução dos consumos de água, a previsão dos consumos futuros, a elaboração de relatórios parciais e totais. Os computadores poderão ainda, baseados no mesmo princípio, ser utilizados na gestão da água de rega, como instrumento de controlo.
Adaptando o modelo de gestão ao objetivo em causa e entrando com a informação de campo devida (Tabela 2.1), o técnico pode efetuar o balanço entre as entradas e saídas de água do perfil do solo e, assim, definir os indicadores de gestão que orientarão o agricultor na gestão da rega. Segundo Oliveira (1993), esta técnica possibilita ainda, caso se pretenda, uma automatização tão completa quanto a complexidade do modelo o permita. Nestas condições, a gestão do sistema é feita sem a intervenção humana, de acordo com as leituras efetuadas automaticamente nos diversos sensores instalados ao nível da parcela, das estações meteorológicas, dos órgãos de distribuição de água, e transmitidas a um comando central, que as interpreta, de acordo com o critério de gestão previamente definido. Com base na decisão tomada, faz atuar os órgãos de distribuição e aplicação de água, controlando assim o tempo e, consequentemente, o volume de água aplicado.
A implementação destes procedimentos ao nível dos agricultores tem encontrado dificuldades, estando lançado o desafio aos serviços e empresas de apoio aos agricultores, nesta questão, que é essencial, da utilização criteriosa da água e da obtenção de elevadas eficiências de rega. São os serviços de apoio que podem ajudar os agricultores a aderirem às práticas de rega mais corretas e mais eficientes.
Contudo, se se tiver em mente o grau de instrução tecnológica bastante baixo, o pouco conhecimento destas técnicas por parte da maioria dos agricultores e a inexistência de serviços de apoio aos agricultores habilitados para este efeito, facilmente se perceberá a dificuldade, a curto prazo, de uma evolução no sentido do aumento de rendimento da utilização da água.
O trabalho de gestão, para ser eficaz, terá que começar antes da sementeira e continuar até ao fim da colheita; cada rega deverá ser avaliada, para verificar da sua adequação, e permitir ajustar à realidade o método seguido; deverá ser analisado o estado de desenvolvimento da cultura; deverão ser discutidos com o agricultor todos os detalhes e decisões.
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25 Embora neste momento esta técnica não seja utilizada em Portugal, ela poderá ter, num futuro próximo, larga expansão, como forma de apoio rápido ao agricultor, que lhe permita atingir níveis de produção similares aos seus parceiros da União Europeia.
Para isso torna-se urgente desenvolver trabalho de investigação e experimentação, principalmente pelos organismos oficiais, de modo a determinar as metodologias mais adequadas a cada região.