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MICRO-IRRIGACIÓN DE CULTIVOS
CON SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Primera edición
Enero, 2012
Lima - Perú
© Naum Fraidenraich
PROYECTO LIBRO DIGITAL
PLD 0500
Editor: Víctor López Guzmán
http://www.guzlop-editoras.com/guzlopster@gmail.com guzlopnano@gmail.com facebook.com/guzlopstertwitter.com/guzlopster428 4071 - 999 921 348Lima - Perú
PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)
El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigación (papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital y difundidos por internet en forma gratuita a través de nuestra página web. Los recursos económicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos de edición y publicación a terceros, por lo tanto, son limitados.
Un libro digital, también conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrónico, es una versión electrónica de la digitalización y diagramación de un libro que originariamente es editado para ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza al libro impreso.
Entre las ventajas del libro digital se tienen:• su accesibilidad (se puede leer en cualquier parte que tenga electricidad),• su difusión globalizada (mediante internet nos da una gran independencia geográfica),• su incorporación a la carrera tecnológica y la posibilidad de disminuir la brecha digital (inseparable de la competición por la influencia cultural),• su aprovechamiento a los cambios de hábitos de los estudiantes asociados al internet y a las redes sociales (siendo la oportunidad de difundir, de una forma diferente, el conocimiento),• su realización permitirá disminuir o anular la percepción de nuestras élites políticas frente a la supuesta incompetencia de nuestras profesoras y profesores de producir libros, ponencias y trabajos de investiga-ción de alta calidad en los contenidos, y, que su existencia no está circunscrita solo a las letras.
Algunos objetivos que esperamos alcanzar:• Que el estudiante, como usuario final, tenga el curso que está llevando desarrollado como un libro (con todas las características de un libro impreso) en formato digital.• Que las profesoras y profesores actualicen la información dada a los estudiantes, mejorando sus contenidos, aplicaciones y ejemplos; pudiendo evaluar sus aportes y coherencia en los cursos que dicta.• Que las profesoras y profesores, y estudiantes logren una familiaridad con el uso de estas nuevas tecnologías.• El libro digital bien elaborado, permitirá dar un buen nivel de conocimientos a las alumnas y alumnos de las universidades nacionales y, especialmente, a los del interior del país donde la calidad de la educación actualmente es muy deficiente tanto por la infraestructura física como por el personal docente.• E l pe r sona l docente jugará un r o l de tu to r, f ac i l i t ador y conductor de p r oyec tos
de investigación de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electró-nicas recomendadas.• Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales y mejorar la sustentación de sus presupuestos anuales en el Congreso.
En el aspecto legal:• Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edición digital, sin perder su autoría, permitiendo que su obra sea puesta en internet como descarga gratuita.• Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versión digital.
Lima - Perú, enero del 2011
“El conocimiento es útil solo si se difunde y aplica” Víctor López Guzmán Editor
GRUPO FAEGRUPO FAE
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
NAUM FRAIDENRAICH
FAEGRUPO
GRUPO DE PESQUISA EM FONTESALTERNATIVAS DE ENERGIA
MICROMICRO--IRRIGACIÓN DE CULTIVOS CON IRRIGACIÓN DE CULTIVOS CON SISTEMAS FOTOVOLTAICOSSISTEMAS FOTOVOLTAICOS
SUMARIOSUMARIO
OBJETIVOOBJETIVOANTECEDENTES SOBRE SISTEMAS ANTECEDENTES SOBRE SISTEMAS DE IRRIGACIÓN FV E CONVENCIONAL EN DE IRRIGACIÓN FV E CONVENCIONAL EN EL NE DE BRASILEL NE DE BRASILDEFINICION DEL PROBLEMADEFINICION DEL PROBLEMAMICROIRRIGAÇÃO: PROBLEMAS E MICROIRRIGAÇÃO: PROBLEMAS E ALTERNATIVASALTERNATIVAS
IRRIGACIÓN DE CULTIVOS CON IRRIGACIÓN DE CULTIVOS CON SISTEMAS FOTOVOLTAICOSSISTEMAS FOTOVOLTAICOS
OBJETIVO OBJETIVO
ANALISAR LA VIABILIDAD DE OPCIONES ANALISAR LA VIABILIDAD DE OPCIONES TÉCNICAS ADECUADAS A LASTÉCNICAS ADECUADAS A LASPOSIBILIDADES DEL PEQUEÑOPOSIBILIDADES DEL PEQUEÑOPRODUCTOR RURAL DE LA REGIÓNPRODUCTOR RURAL DE LA REGIÓNSEMIÁRIDA DEL NORDESTE DE BRASILSEMIÁRIDA DEL NORDESTE DE BRASIL
ANTECEDENTES SOBRE ANTECEDENTES SOBRE SISTEMAS DE IRRIGACIÓN SISTEMAS DE IRRIGACIÓN
EM ESTADOS DEL EM ESTADOS DEL NORDESTE NORDESTE -- AÑOS 80AÑOS 80
LOCALIDAD: CAICÓ EN EL ESTADOLOCALIDAD: CAICÓ EN EL ESTADODE RIO GRANDE DEL NORTEDE RIO GRANDE DEL NORTE
• CULTIVO: COCO, NARANJA Y PIÑA CULTIVO: COCO, NARANJA Y PIÑA
•• VOLUMEN DE AGUA, 50 M3/DIAVOLUMEN DE AGUA, 50 M3/DIA
•• GENERADOR, PV 600 GENERADOR, PV 600 WpWp
•• SUPERFICIE IRRIGADA, 0,8 haSUPERFICIE IRRIGADA, 0,8 ha
•• ALTURA MANOMÉTRICA 20 mALTURA MANOMÉTRICA 20 m
CAICÓ CAICÓ
ESTADO DE RIO GRANDE DEL NORTEESTADO DE RIO GRANDE DEL NORTE
DIFUSIÓN DE LA TECNOLOGIA DE DIFUSIÓN DE LA TECNOLOGIA DE BOMBEO FOTOVOLTAICOBOMBEO FOTOVOLTAICO
USO EXTENSIVO DEL BOMBEO FOTOVOLTAICO PARA
RESIDENCIAS RURALES, BEBEDEROS PARA RESIDENCIAS RURALES, BEBEDEROS PARA ANIMALES Y EN ESPECIALANIMALES Y EN ESPECIAL
SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUAAGUA
DIFUSIÓN DE LA TECNOLOGIA DE DIFUSIÓN DE LA TECNOLOGIA DE BOMBEO FOTOVOLTAICOBOMBEO FOTOVOLTAICO
PROGRAMA PRODEEMPROGRAMA PRODEEM
DURANTE LAS DIVERSAS FASES DEL DURANTE LAS DIVERSAS FASES DEL PROGRAMA FUERON INSTALADOSPROGRAMA FUERON INSTALADOS
24492449 SISTEMASSISTEMAS
COM UMA POTENCIA DE 1355 COM UMA POTENCIA DE 1355 kWpkWp
PARTE IMPORTANTE DE LOS SISTEMAS FUERON PARTE IMPORTANTE DE LOS SISTEMAS FUERON INSTALADOS EN EL NORDESTEINSTALADOS EN EL NORDESTE
•• REDUCCIÓN DE PRECIOSREDUCCIÓN DE PRECIOS
•• AUMENTO DE EFICIENCIAAUMENTO DE EFICIENCIA
•• MAYOR VARIEDAD DE EQUIPAMIENTOSMAYOR VARIEDAD DE EQUIPAMIENTOS
EM TÉRMINOS DE POTENCIA , EM TÉRMINOS DE POTENCIA ,
CARACTERÍSTICAS Y RENDIMIENTOSCARACTERÍSTICAS Y RENDIMIENTOS
FACTORES FAVORABLESFACTORES FAVORABLES EMEMRELACIÓN A LA TECNOLOGIA DE RELACIÓN A LA TECNOLOGIA DE SISTEMAS DE BOMBEO PVSISTEMAS DE BOMBEO PV
SISTEMAS DE IRRIGACIÓN SISTEMAS DE IRRIGACIÓN CONVENCIONAL EM EL NORDESTE CONVENCIONAL EM EL NORDESTE
DE BRASILDE BRASIL
LaLa agricultura irrigada es bastante agricultura irrigada es bastante recienterecienteen laen la región región
Los primerosLos primeros perímetros irrigados perímetros irrigados fueronfueronimplantados implantados en lasen las décadas décadas deldel 70 y 80 por 70 y 80 por la la “Companhia De Desenvolvimento Do Vale “Companhia De Desenvolvimento Do Vale Do São Francisco” Do São Francisco” en las ciudadesen las ciudades de de Petrolina (Pe) y Juazeiro (Ba)Petrolina (Pe) y Juazeiro (Ba)
EVOLUCIÓN DE LA IRRIGACION EM EVOLUCIÓN DE LA IRRIGACION EM BRASIL (miles de ha)BRASIL (miles de ha)
NordesteBrasilPeriodo
6633149Hasta 20014282950Hasta 19995682870Hasta 1998
-2600Hasta 1995-2700Hasta 1990
261,41600Hasta 1980116796Hasta 19700,164Hasta 1950
Produtor ruralProdutor rural
Experienciasde irrigación con sistemas fotovoltaicos
Experiencias de irrigación consistemas convencionales
Tecnologia de bombeo fotovoltaico
Problemática de Problemática de la la regiónregión semiáridasemiárida
EL ABASTECIMIENTO DE AGUA Y DE EL ABASTECIMIENTO DE AGUA Y DE
ENERGÍA ESTÁN ENTRE LOS ENERGÍA ESTÁN ENTRE LOS
GRANDES PROBLEMAS DE LA GRANDES PROBLEMAS DE LA
REGIÓNREGIÓN
POBLACIÓN COM ENERGIA ELÉTRICAPOBLACIÓN COM ENERGIA ELÉTRICA(AÑO 2000(AÑO 2000))
69,0269,0299,1099,1093,4893,48BRASILBRASIL60,6960,6998,1498,1486,5586,55NORDESTENORDESTE
(%)(%)(%)(%)(%)(%)
REGIÓN REGIÓN RURALRURAL
REGIÃO REGIÃO URBANAURBANA
TOTALTOTAL
POBLACION DE BRASIL: 169,87 MILLONES POBLACION DE BRASIL: 169,87 MILLONES
POBLACION RURAL: 31,94 MILLONESPOBLACION RURAL: 31,94 MILLONES
ENERGIA ELÉTRICA EN EL ENERGIA ELÉTRICA EN EL NORDESTE DE BRASIL (AÑO 2000)NORDESTE DE BRASIL (AÑO 2000)
EN EL NORDESTE, EM MEDIA, 39,31% DE LA EN EL NORDESTE, EM MEDIA, 39,31% DE LA
POBLACIÓN RURAL CARECE DE ENERGIA POBLACIÓN RURAL CARECE DE ENERGIA
ELÉTRICA, O SEA ELÉTRICA, O SEA 5.850.000 PERSONAS5.850.000 PERSONAS
31% DE LA POBLACIÓN RURAL DE BRASIL, O 10 31% DE LA POBLACIÓN RURAL DE BRASIL, O 10
MILLONES DE PERSONAS, NO TIENEN ACCESO A MILLONES DE PERSONAS, NO TIENEN ACCESO A
ENERGIA ELÉTRICA.ENERGIA ELÉTRICA.
Nordeste 1.551.890 47,782 32,959 14,882
“Polígonodas secas” 1.083790 27,675 16,842 10,833
Semiárido 857.999 18,466 9,835 8,630
CARACTERÍSTICAS DEL NORDESTE CARACTERÍSTICAS DEL NORDESTE ESPACIO Y POBLACIÓNESPACIO Y POBLACIÓN
Área (km2) Población (10^6 habitantes) Total Urbana Rural
Las formaciones sedimentarias e aluvionales de los rios representam aproximadamente 48% de la superficie del “Polígono das Secas”.
En las regiones sertanejas, de aridez climática más acentuada, que se encuentran em losEstados do Ceará, Paraíba, Pernambuco e Rio Grande do Norte, la formación cristalina supera la proporción del 70%.
HIDROGEOLOGÍA DE LA REGIÓNHIDROGEOLOGÍA DE LA REGIÓN
PRECIPITACIONES ANUALESPRECIPITACIONES ANUALES
VaríanVarían entre entre 400 e 600 400 e 600
mm por mm por añoaño
Tasa de evaporación
anual, 2500mm
No dependen de períodos prolongados de estío;Los plazos de execución de las obras son cortos (días o semanas);Los estudios y proyectos para obras de captación sonrápidos y menos onerosos que los que corresponden a otras fuentes de agua; No están sujetas a evaporacion (2500mm por año);Bastante bien protegidos de eventual contaminaciónquímica;Menores impactos ambientais;
VENTAJAS DE LA CAPTACIÓN VENTAJAS DE LA CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEADE AGUA SUBTERRÁNEA
EXISTEN 70.000 POZOS YA PERFORADOS EXISTEN 70.000 POZOS YA PERFORADOS
CUYO ESTADO ESTA SIENDO ANALIZADOCUYO ESTADO ESTA SIENDO ANALIZADO
AGUA SUBTERRÁNEAAGUA SUBTERRÁNEA
CALIDAD E NÚMERO DE POZOSCALIDAD E NÚMERO DE POZOS
6367 (42%)>1500 mg/lSALADA
15.338 (100%)TOTAL
5120 (33%)501 a 1500 mg/lSALOBRE
3851 (25%)< 501 mg/lDULCE
NUMERO DE POZOS
SALINIDAD(STD)
CLASIFICACIÓN
CALIDAD E NÚMERO DE POZOSCALIDAD E NÚMERO DE POZOS
UM ESTUDIO MAS RECIENTE, REALIZADOUM ESTUDIO MAS RECIENTE, REALIZADO
A PARTIR DE A PARTIR DE 24.00024.000 POZOS, MUESTRA QUEPOZOS, MUESTRA QUE
LA TOTALIDAD DE LA POBLACIÓN QUE HABITALA TOTALIDAD DE LA POBLACIÓN QUE HABITA
LA REGION SEMIÁRIDA PODRIA SERLA REGION SEMIÁRIDA PODRIA SER
ABASTECIDA COM ABASTECIDA COM 100 L/DIA100 L/DIA DE AGUA DULCEDE AGUA DULCE
POR DIA, Y ATENDER, TODAVIA, NECESIDADESPOR DIA, Y ATENDER, TODAVIA, NECESIDADES
PRODUCTIVAS COMO HUERTAS Y SISTEMASPRODUCTIVAS COMO HUERTAS Y SISTEMAS
DE MICRODE MICRO--IRRIGACIÓNIRRIGACIÓN
ANÁLISIS DE UM CULTIVO DE ANÁLISIS DE UM CULTIVO DE UVA IRRIGADA COM BOMBEO UVA IRRIGADA COM BOMBEO
FOTOVOLTAICOFOTOVOLTAICO
ADMITIENDO LA EXISTENCIA DE CONDICIONES FAVORABLES, EN TÉRMINOS DE AGUA Y SUELO ES DE INTERÉS ANALIZAR LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y ECONÓMICAS DE UN SISTEMA DE IRRIGACIÓN
SISTEMA DE IRRIGACIÓN COM SISTEMA DE IRRIGACIÓN COM BOMBEO FOTOVOLTAICO BOMBEO FOTOVOLTAICO
A=1.20 haFixed PVP system
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10 12 14Month
Wat
er v
olum
e (m
3 /day
)
Pumped w ater volume Water demand
Rain fall Water supplied by the soil reservoir
BALANCE DE AGUABALANCE DE AGUA
Local: Petrolina –PE Lat: 9o23´S Long: 40o30´W
Kc=0,65 C=0,5 (goteo) Pr =0.6m da=1400 Kg/m3FC =18.5% PWP=8.5% H=40 m Potencia = 1,3 kWp
BALANCE DE AGUABALANCE DE AGUA
Local: Petrolina –PE Lat: 9o23´S Long: 40o30´W
Kc=0,65 C=0,5 (goteo) Pr =0.6m da=1400 Kg/m3FC =18.5% PWP=8.5% H=40 m Potencia=1,3 kWp
A=2.11 haFixed PVP system
-30
-10
10
30
50
70
90
110
0 2 4 6 8 10 12 14
Month
Wat
er v
olum
e (m
3 /day
)
Pumped w ater volume Water demandRainfall Water supplied by the soil reservoirWater def icit
A=2.11 haV-trough PVP system
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12 14Month
Wat
er v
olum
e (m
3 /day
)
Pumped w ater volume Water demandRain fall Water supplied by the soil reservoir
BALANCE DE AGUABALANCE DE AGUA
Local: Petrolina –PE Lat: 9o23´S Long: 40o30´WKc=0,65 C=0,5 (goteo) Pr =0.6m da=1400 Kg/m3FC =18.5% PWP=8.5% H=40 m Potencia=1,3 kWp
Se Se observan observan meses com déficit y meses com déficit y exceso exceso de de aguaagua. .
ElEl deficitdeficit puede eliminarse reduciendo la puede eliminarse reduciendo la superficie superficie irrigada o aumentando irrigada o aumentando el tamaño el tamaño del del sistema de sistema de bombeobombeo..
Con elCon el mismomismo sistema de sistema de bombeobombeo, , elelexcesoexceso de de agua habrá agua habrá de aumentar emde aumentar emambos casos.ambos casos.
Por Por lolo tanto, em sistemas de tanto, em sistemas de bombeobombeofotovoltaico, fotovoltaico, el drenaje el drenaje surge como um surge como um beneficio adicional de enorme valor beneficio adicional de enorme valor ambiental.ambiental.
Este exceso puede ser utilizado como drenajepara evitar la salinización del suelo, procedimiento que tiene enorme importancia y que muchas vezes es dejado de lado.
8600050000320004000CANTIDAD (kG)
11912889815888- 43595BENEFICIO (US$)
7935545625297703960PRODUCCIÓN (US$)
78164167271388247.555COSTOS (US$)
TOTAL3er año2do año1er año
COSTOS Y RENTABILIDAD DE LA PRODUCCIÓN DE UVA EM SUELO SEDIMENTARIO (1ha)
Altura manométrica 32 m
COMENTARIOS FINALESCOMENTARIOS FINALES
ElEl desafíodesafío, consiste , consiste enen identificar identificar oportunidades que oportunidades que posibiliten posibiliten una una interaccióninteracción positiva entre positiva entre el productor el productor rural rural y y loslos diversos diversos factoresfactores de de lala producciónproducción, , en en laslas condiciones particulares que condiciones particulares que elel clima y clima y elel suelo suelo local local ofrecenofrecen..