Irrigação solar: pesquisa mostra por que aplicar mais água nem sempre aumenta a produtividade

Sistema de irrigação por gotejamento subterrâneo movido a energia solar, desenvolvido pelo INTA Manfredi, na Argentina, permitiu irrigar o dobro da área com resultados produtivos semelhantes e estabeleceu parâmetros para dimensionar projetos em propriedades rurais sem acesso à rede elétrica.

A energia solar na irrigação pode ampliar o acesso à água e reduzir as limitações energéticas no campo. Uma equipe de pesquisadores do Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuária (INTA), em Manfredi, na província argentina de Córdoba, avaliou durante quatro anos um sistema autônomo de gotejamento subterrâneo para trigo, soja e milho. Segundo informações divulgadas pelo Governo da Argentina, os testes permitiram estabelecer parâmetros de vazão, potência e horas de operação para orientar a instalação de sistemas de acordo com a área irrigada e as necessidades de cada cultura.

Irrigação solar atende propriedades sem rede elétrica

A pesquisa foi desenvolvida para oferecer uma alternativa a propriedades rurais que não têm acesso à rede de distribuição de energia elétrica ou que enfrentam custos proibitivos para ampliar a infraestrutura existente.

Segundo Ignacio Severina, pesquisador do INTA Manfredi, levar eletricidade até determinadas propriedades rurais pode representar um investimento elevado. Nesse cenário, os sistemas fotovoltaicos isolados da rede surgem como uma opção para viabilizar a irrigação.

Nos sistemas conectados à rede elétrica, os painéis solares funcionam como complemento ao fornecimento convencional. De acordo com as informações divulgadas, essa configuração pode reduzir os custos de energia entre 20% e 30%.

A pesquisa do INTA Manfredi com irrigação por gotejamento subterrâneo começou em 2012, inicialmente com equipamentos elétricos. Em 2022, por meio de um acordo de transferência de tecnologia com a Tonka Solar e a Rivulis-Conci, a equipe substituiu uma das duas bombas do poço por uma bomba solar Lorentz, de fabricação alemã, e instalou os painéis fotovoltaicos necessários para alimentá-la.

Como funciona o sistema fotovoltaico de irrigação

A estrutura inicial foi instalada em uma área de seis hectares. A bomba utilizada apresenta vazão de 24 metros cúbicos por hora (m³/h) e potência de 10 quilowatts (kW), enquanto o conjunto fotovoltaico tem potência máxima de 18 kW.

O dimensionamento dos painéis acima da potência nominal da bomba foi adotado para ampliar o período de funcionamento e reduzir os efeitos das variações na radiação solar. “Essa diferença nos permite estender o período de uso em caso de queda na radiação solar; dimensionamos o parque solar com mais folga para termos mais horas de irrigação e podermos trabalhar mesmo em dias nublados”, explicou Severina.

A mudança na fonte de energia também alterou o manejo da irrigação. Com o sistema elétrico, a aplicação de água era definida conforme o balanço hídrico e a demanda das culturas.

Com a bomba solar, o funcionamento começa quando a radiação atinge um nível suficiente e termina ao anoitecer. A estratégia inicial passou a priorizar o aproveitamento diário da energia disponível, inclusive em períodos de menor demanda hídrica das plantas. Segundo o pesquisador, a experiência permitiu avaliar como conciliar a disponibilidade de energia solar com a necessidade efetiva de água das lavouras.

Testes com trigo, soja e milho mostram limites do uso da água

Na primeira fase, os seis hectares foram divididos em duas áreas: três hectares com rotação de trigo e soja de segunda safra e outros três hectares com milho. Durante os dois primeiros anos, o objetivo foi determinar a quantidade máxima de água que poderia ser aplicada com o sistema solar, além de estabelecer parâmetros de projeto, como as horas diárias e mensais de irrigação.

No trigo, a lâmina de água aplicada passou de aproximadamente 300 milímetros no histórico de dez anos com irrigação elétrica para 520 milímetros no período inicial com o sistema solar. A produtividade aumentou de 55 para quase 70 sacas por hectare.

Severina, porém, alertou que a comparação exige cautela, pois considera períodos de duração diferente. “Estamos comparando dez anos com dois, portanto os dados devem ser interpretados com cautela. O consumo de água aumentou muito mais do que a produtividade”, observou.

Na segunda safra de soja, a aplicação de água aumentou de aproximadamente 100 para 300 milímetros. No milho, passou de 250 para 500 milímetros.

Apesar do maior volume aplicado, a resposta produtiva foi limitada. A soja permaneceu em torno de 35 sacas por hectare, enquanto o milho passou de 15 para 16 toneladas por hectare. “A principal conclusão foi que estávamos aplicando quase o dobro de água e a produtividade estava aumentando apenas ligeiramente. Com o sistema elétrico, já tínhamos conseguido irrigar com a quantidade exata de água e alcançar altas produtividades. Isso indica que nossa metodologia de balanço hídrico está bem calibrada e validada para a região”, afirmou o pesquisador.

Os resultados indicaram que aproveitar toda a água que o sistema poderia fornecer não significava, necessariamente, obter maior produtividade. A equipe decidiu, então, rever a estratégia de manejo e ampliar a área atendida pela mesma infraestrutura.

Sistema solar permite dobrar a área irrigada

Nos dois anos seguintes, os pesquisadores ampliaram a área irrigada de seis para 12 hectares, mantendo a mesma bomba. Com isso, a disponibilidade de referência passou a ser de aproximadamente 2 m³/h por hectare.

O objetivo foi aproximar as lâminas de irrigação das utilizadas anteriormente com o sistema elétrico, ajustando o consumo de água às necessidades das culturas.

No trigo, foram aplicados cerca de 350 milímetros de água, com produtividade de 65 sacas por hectare — aproximadamente cinco sacas acima da referência do sistema elétrico.

No milho, a aplicação foi de aproximadamente 250 milímetros, com produtividade de 15 toneladas por hectare. Na soja de segunda safra, foram aplicados cerca de 200 milímetros, com rendimento próximo de 35 sacas por hectare.

Segundo a equipe, o segundo período de testes demonstrou que a mesma infraestrutura pode atender ao dobro da área sem queda significativa de produtividade. A principal lição foi priorizar o uso eficiente da água e aproveitar a capacidade disponível para ampliar a área irrigada, em vez de aplicar todo o volume que as horas de luz solar permitiriam bombear.

Dimensionamento da irrigação solar: parâmetros para o produtor
Após quatro anos de avaliações com o sistema fotovoltaico, a equipe reuniu informações para avançar da experimentação ao planejamento de instalações em propriedades rurais.

Um dos principais resultados foi a definição de uma vazão de referência de aproximadamente 2 m³/h por hectare. Esse parâmetro ajuda a estimar a capacidade de bombeamento necessária para atender à área pretendida. “Essa é uma informação crucial, porque a primeira coisa que um produtor que deseja instalar esse sistema precisa saber é a vazão necessária para a área que será irrigada”, destacou Severina.

Para um projeto de 50 hectares, o pesquisador apresentou um exemplo que prevê cerca de 100 unidades de vazão em metros cúbicos por hora, além de uma bomba com potência aproximada de 100 kW e um sistema fotovoltaico de cerca de 200 kW. A unidade temporal da vazão indicada no material original precisa ser confirmada antes da publicação desse dimensionamento.

O estudo também reforçou a importância de instalar painéis com potência superior à demanda nominal da bomba. No modelo de referência, o conjunto fotovoltaico foi dimensionado com aproximadamente o dobro da potência do equipamento de bombeamento.

Essa margem permite ampliar o tempo diário de funcionamento e manter a irrigação por mais horas quando a radiação solar estiver abaixo do nível máximo.

Outro parâmetro relevante é a disponibilidade anual de energia. Na região de Manfredi, o sistema acumula aproximadamente 1.950 horas de irrigação por ano, com média de cerca de sete horas diárias durante o período de operação. O tempo disponível é menor no inverno e maior no verão.

De acordo com os dados do estudo, esse total equivale a aproximadamente 80 dias de operação contínua de irrigação elétrica, considerando jornadas de 24 horas.

Lâmina de água deve acompanhar a necessidade de cada cultura

Os pesquisadores estabeleceram taxas de aplicação de referência de aproximadamente 300 milímetros para trigo, 250 milímetros para milho e 200 milímetros para soja, com base nas condições e nos manejos avaliados. Esses valores, combinados com a vazão por hectare, a potência de bombeamento e as horas anuais de operação, ajudam a estimar a área que um sistema isolado da rede elétrica pode atender.

A definição do projeto, no entanto, depende das características da propriedade e das necessidades hídricas das culturas. Os resultados obtidos em Manfredi servem como referência técnica para o planejamento, e não como garantia de desempenho idêntico em qualquer região.

A experiência também evidencia que a disponibilidade de energia solar precisa ser considerada em conjunto com o balanço hídrico. A ampliação da área irrigada, sem desperdício de água, pode ser uma estratégia mais eficiente do que maximizar a aplicação por hectare.

Encontro internacional apresenta tecnologias de irrigação

Os resultados da pesquisa serão abordados no 9º Encontro Internacional de Irrigação e na 3ª Exporiego, programados para os dias 14 e 15 de outubro de 2026, na Estação Experimental Agropecuária do INTA Manfredi, em Córdoba, na Argentina.

O evento reunirá produtores rurais, consultores, pesquisadores, estudantes, empresas e especialistas nacionais e internacionais para discutir tecnologias e experiências relacionadas à irrigação.

A programação prevê atualizações técnicas e apresentações sobre sistemas de irrigação, energia, automação e agricultura de precisão. A Exporiego é apresentada como a maior exposição argentina de tecnologias de irrigação a céu aberto.

Após oito edições, o encontro consolidou-se como um dos principais espaços técnicos do país dedicados à irrigação. As inscrições são necessárias e, segundo o material divulgado, podem ser realizadas por meio do formulário disponibilizado pela organização.

A pesquisa do INTA Manfredi acrescenta informações práticas ao debate sobre a adoção da energia solar no campo, especialmente em propriedades sem acesso à rede elétrica. Ao demonstrar a possibilidade de ampliar a área irrigada com a mesma infraestrutura, o estudo destaca a importância do dimensionamento adequado e do manejo eficiente da água para a viabilidade desses sistemas.