AVALIAÇÃO DA OFERTA E DA DEMANDA HÍDRICA PARA O CULTIVO DE CANA-DE-AÇÚCAR NO ESTADO DE GOIÁS
Fernando A. Macena da Silva1; Artur Gustavo Müller1; Jorge E. F. Werneck Lima1, Euzebio Medrado da Silva1, Fábio Marin2, Thaise Sussane de Souza Lopes1 (1Embrapa Cerrados, BR 020, Km 18, CP
08223, 73010-970 Planaltina, DF. e-mail: macena@cpac.embrapa.br 2Embrapa Informática Av.
André Tosello, 209 - Barão Geraldo, CP 6041, 13083-886 Campinas, SP)
Termos para indexação: deficiência hídrica, vazão específica, irrigação, cursos d´água.
Introdução
O Brasil destaca-se como o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (Saccharum
officinarum), com uma previsão de serem produzidas mais de 470 milhões de toneladas na safra
2007/08 (CONAB, 2007). O setor sucro-alcooleiro vem se expandindo a partir do surgimento de uma nova crise energética mundial e da necessidade de diminuição da queima de combustíveis fósseis para desacelerar o crescimento do efeito estufa ao nível global. Com a expansão do setor observada a partir da safra 2003/2004, dezenas de usinas estão sendo construídas ou planejadas no Bioma Cerrado, principalmente no Estado de Goiás.
A área de domínio do Bioma, em sua grande parte, apresenta duas estações bem definidas: uma chuvosa, que se inicia entre os meses de setembro e outubro e vai até os meses de março e abril; e a outra estação seca, marcada por profunda deficiência hídrica causada pela redução drástica dos índices pluviométricos. Essa estação seca se inicia entre os meses de abril-maio e perdura até parte dos meses de setembro-outubro, fazendo com que, normalmente, 5 a 6 meses do ano apresentem deficiência hídrica climática (Keller Filho et al., 2005), o que, de certa forma, representa um fator de risco para a produção agrícola no Bioma.
Com a expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Cerrado, em algumas de suas regiões, haverá necessidade de irrigação de lâminas de água entre 80 mm e 120 mm, realizados, normalmente, após o plantio ou colheita da cultura, denominada “irrigação de salvamento”. Se essas aplicações de água não forem bem planejadas, podem gerar conseqüências irreversíveis sobre a biodiversidade e conflitos pelo o uso dos recursos naturais, principalmente da água.
O objetivo deste trabalho foi identificar as regiões do Estado de Goiás onde o cultivo da cana-de-açúcar depende do uso de irrigação de salvamento em determinadas épocas mais secas do ano e avaliar a capacidade de atendimento dessa demanda de água em função da disponibilidade hídrica nos seus rios.
Material e Métodos
O trabalho foi desenvolvido na área de abrangência do Estado de Goiás, situado entre as latitudes de 13o e 19º S e longitudes de 46º e 53º O. Foram utilizados os dados de precipitação de 210 estações meteorológicas distribuídas no Estado de Goiás e municípios limítrofes. As estações foram escolhidas pela sua localização e por possuírem uma base de dados consistente com pelo menos 15 anos de registros, tendo localidades com até 34 anos de registros.
Como os dados de temperatura estão disponíveis num número relativamente pequeno de localidades em relação aos de precipitação, foi utilizado o modelo de regressão múltipla quadrática, tomando-se a latitude (φ), a longitude (λ) e a altitude (ξ) como variáveis independentes, ou seja: Tm = A m + B m φ + C m λ + D m ξ + E m φ2 + F m λ2 + G m ξ2 + H mλφ + I m λξ + J m φλ, para estimar a temperatura de cada mês (m = 1, 2, 3...12) e ano (m = 13). Os coeficientes mensais e anual Am, Bm, ... Jm foram determinados pelo método dos mínimos quadrados dos desvios.
Para indicar as áreas aptas à cultura da cana de açúcar no Estado de Goiás foram eleitos dois parâmetros climatológicos: temperatura média do ar e deficiência hídrica anual.
Temperatura média do ar
O desenvolvimento de qualquer cultura agrícola está intimamente relacionado a temperatura ambiente. Para a cultura da cana de açúcar os dados da pesquisa apontam um ritmo de crescimento mais lento sempre que a temperatura do ar estiver abaixo dos 25ºC, uma taxa de crescimento máximo quanto os valores estão entre os 30ºC e 34ºC, tornando-se novamente lento frente a valores maiores que 35ºC.
De acordo com todas as informações fornecidas pela pesquisa foram adotadas as seguintes classes de temperatura média anual em relação a aptidão à cana de açúcar:
a) Temperatura média anual < 18ºC - restrição acentuada e inapta à cultura da cana de açúcar para indústria;
b) Temperatura média anual de 18ºC a 20ºC – restrição parcial por carência térmica; c) Temperatura média anual > 20ºC – ideal, ótimo ao crescimento da cana de açúcar;
d) Temperatura média anual < 14ºC – limite abaixo dos qual a cana de açúcar se torna inviável por carência térmica severa.
Deficiência hídrica anual
De acordo com as informações fornecidas pela pesquisa adotaram-se as seguintes classes de Deficiência Hídrica Anual (DEF) em relação à aptidão à cana de açúcar:
a) DEF = 0 mm – Ausência de estação seca, dificultando maturação e colheita. b) 0 mm < DEF < 200 mm – Condição hídrica ideal a cultura da cana de açúcar c) 200 mm < DEF < 300 mm – Deficiência hídrica sazonal – recomendado irrigação hídrica suplementar ou de salvamento.
d) Def > 300 mm – Carência hídrica excessiva, limite acima dos qual se torna inviável a cultura da cana de açúcar sem irrigação.
Para o cálculo da deficiência hídrica anual realizou-se o balanço hídrico climático anual médio seguindo a metodologia de Thornthwaite e Mather (1955).
Todos os valores de temperatura e de deficiência hídrica anual foram georeferenciados em função da latitude e longitude e, com o uso de um sistema de informações geográficas (SIG) foi possível estimar informações de temperatura e de deficiência hídrica para localidades que não apresentavam dados climáticos. Ainda, com o uso do SIG realizou-se um processo de tabulação cruzada, que consistiu no cruzamento dessas informações para delimitar as áreas potenciais para o plantio da cana-de-açúcar no Estado do ponto de vista térmico e hídrico.
Em seguida, foram extraídas as áreas com declividade superior a 12%, as áreas de reservas e áreas de cerrado remanescente apresentadas em Brasil (2007) e, consideradas, neste estudo, como inaptas para a expansão da cana.
A distribuição espacial da média das vazões específicas mínimas mensais observadas no mês de setembro no Estado de Goiás foi obtida a partir dos dados da Rede Hidrométrica Nacional, atualmente sob gestão da Agência Nacional de Águas – ANA, utilizada por Lima et al. (2008).
Resultados e Discussão
Na Figura 1, são apresentadas as áreas com declividades superiores a 12%, as áreas de cerrado remanescente, as áreas de reservas e as áreas com possibilidade de expansão da cultura da cana-de-açúcar sem a necessidade de irrigação, ou seja, com deficiência hídrica média anual é inferior a 200 mm (cor verde). Estas áreas correspondem à cerca de 2,61 milhões de hectares, estando localizadas principalmente ao sul de Goiás e entorno oeste do Distrito Federal. Observam-se também as áreas com deficiência hídrica entre 200 mm e 300 mm médios anuais, que permitem a expansão da cana, mas com necessidade de irrigação suplementar de 80 mm (cor amarela). Elas totalizam 9,38 milhões de hectares distribuídos principalmente nas regiões central, oeste, sudeste e uma estreita faixa no sudoeste do Estado. Finalmente, observa-se que as áreas mais críticas onde ocorre deficiência hídrica superior a 300 mm (cor vermelha), correspondem a 6,48 milhões de hectares distribuídos na faixa de oeste a noroeste e que depois se estende para o extremo norte do Estado. Nessas áreas, o cultivo da cana-de-açúcar só é economicamente viável com a realização de irrigação suplementar ou de salvamento de, no mínimo, 120 mm de água durante os seis meses da estação seca na região.
Figura 1. Zoneamento de áreas com necessidade de diferentes lâminas de irrigação de salvamento para viabilizar o cultivo de cana-de açúcar no Estado de Goiás.
Figura 2. Distribuição espacial da média das vazões específicas mínimas observadas no mês de setembro no Estado de Goiás.
Na Figura 2, apresentam-se as vazões específicas mínimas do mês de setembro em todo o Estado, mês crítico em termos de disponibilidade hídrica nos rios da região. Como se pode observar, as vazões específicas variam entre 0,6 L/s/km² a 11,5 L/s/km², sendo que os valores mais críticos estão localizados na faixa oeste-nordeste-norte e as áreas menos críticas estão localizadas ao sul e no extremo nordeste do Estado.
Segundo estes resultados obtidos, por exemplo, um local do rio com área de drenagem igual a 1.000 km², na parte mais crítica do noroeste do estado (com vazão específica de 1 L/s/km²) teria uma vazão média anual estimada em cerca de 1 m³/s (1 L/s/km² x 1.000 km²), enquanto isso, na porção sul do Estado, na parte menos crítica do estado uma bacia similar teria uma vazão média anual de aproximadamente 11 m³/s. No restante do Estado, a vazão média anual estaria entre esses valores.
Confrontando as duas figuras apresentadas é perceptível que os contornos são semelhantes entre os mapas, sendo que a região sul de Goiás, que não apresenta necessidade de irrigação em cana-de-açúcar, é a que apresenta a maior disponibilidade de recursos hídricos durante o período crítico. Já no outro extremo, as áreas de maior necessidade de irrigação correspondem, em geral, a região de menor disponibilidade de recursos hídricos nos rios durante o período crítico da cultura.
Na região que apresenta a maior necessidade de irrigação de salvamento existe disponibilidade restrita de recursos hídricos, tendo em sua maior área a vazão específica mínima média do mês de setembro de 4 L/s/km² a 5 L/s/km².
Como forma de exemplificar a aplicação dos resultados apresentados, tem-se que: considerando uma área de vazão específica igual a 5 L/s/km² e um ponto do rio com área de drenagem igual a 1.000 km², a vazão no rio seria estimada em 5 m³/s. Como as leis de recursos hídricos não permitem o esgotamento dos rios, supõe-se que, desses 5 m³/s seja possível a captação de 3 m³/s. Considerando uma taxa de captação de água para a irrigação de 1 L/s/ha, com 3 m³/s seria possível a irrigação, ao mesmo tempo, de cerca de 3.000 hectares, o que corresponde a apenas 3% da área da bacia. Nos locais com maior vazão específica no período crítico, por exemplo, 10 L/s/km², a área da bacia que poderia
ser irrigada simultaneamente seria de aproximadamente 6%. Situação mais crítica ocorre nas regiões em que ocorre a necessidade de irrigação de 120 mm para suplementar o cultivo. Neste caso, existem locais em que a vazão específica mínima média no mês de setembro chega a cerca de 1 L/s/km², sendo a vazão disponível suficiente para irrigar apenas 0,6% da área de drenagem da bacia por dia.
Com base nas informações fornecidas é possível a adequação dos projetos e do manejo da irrigação no Estado, bem como a definição, dependendo do caso, da necessidade do aumento da disponibilidade hídrica em determinados locais do estado com a construção, por exemplo, de barragens. Isso, obviamente, com a análise e o aprovação dos órgãos ambientais do estado, que também podem usar os dados fornecidos neste trabalho para uma estimativa prévia da situação hídrica nas áreas em que precisam monitorar, fiscalizar e emitir pareceres.
Conclusões
1. As áreas com maior demanda de água para irrigação da cana-de-açúcar no Estado de Goiás (porção noroeste do estado) são as que possuem as menores disponibilidades hídricas nos rios, assim, devem receber atenção especial quanto à introdução dessa cultura, bem como em relação à gestão de seus recursos hídricos;
2. Na porção sudoeste do estado, de uma forma geral, não há restrições hídricas com relação ao cultivo de cana-de-açúcar;
3. No restante do estado, há condições hídricas para o cultivo de cana-de-açúcar, contudo, a relação entre a oferta e a demanda hídrica para essa prática deve ser sempre avaliada com alguma atenção.
Referências bibliográficas
ANA. Agência Nacional de Águas. Hidroweb: Sistema de Informações hidrológicas. Disponível em: <http://hidroweb.ana.gov.br>. Acesso em: 20 jun 2008.
KELLER FILHO, T.; ASSAD, E. D.; LIMA, P. R. S. de R. Regiões pluviometricamente homogêneas no Brasil. Pesq. agropec. bras., Abr 2005, vol.40, no.4, p.311-322.
LIMA, J. E. W.; SILVA, E. M. da; SILVA, F. A. M.; MÜLLER, A. G. Variabilidade espaço-temporal da vazão específica média no estado de Goiás. Anais do IX Simposio Nacional sobre o Cerrado e II Simposio Internacional sobre Savanas Tropicais. Brasília, 2008.
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Edital Probio 02/2004. Projeto executivo B.02.02.109. Mapeamento de cobertura vegetal do bioma Cerrado: relatório final. Brasília, DF, 2007. 93 p. Projeto concluído. Coordenador técnico: Edson Eyji Sano. Unidades executoras: Embrapa Cerrados, Universidade Federal de Uberlândia, Universidade Federal de Goiás. Disponível em: <http://mapas.mma.gov.br/geodados/brasil/vegetacao/vegetacao2002/cerrado/documentos/relatorio _final.pdf>. Acesso em: 13 ago. 2007.
THORNTHWAITE, C. W.; MATHER, J. R. The water balance. Publications in Climatology, New Jersey, Drexel Inst. of Tecnology, 104p. 1955.
