Historical Evolution of the Energy Sources Used in Agricultural Water Supply and Irrigation

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Enmanuel Ávila-González
Arcadio Ríos-Hernández
Yanoy Morejón-Mesa
Bernardo Campos-Cuní

Resumo

Water is one of the most important resources for the subsistence of living beings and today in the world agriculture uses more than 70 % in the irrigation of agricultural lands. Food security depends on improving the irrigation tech-niques of small farmers in developing countries, since they cultivate around half of the world's agricultural area and 80 % of them lack of electricity services. For this reason in this work a bibliographic review was carried out regarding the historical evolution of the different means and water pumping machines for irrigation and supply that man has created throughout history up to the present, in which has used different sources and types of energy, with the aim of showing the scientific and technical advances in the use of natural and energy resources for pumping in the water supply and agricultural irrigation. It was concluded that photovoltaic solar pumping represents a mature technology in the evolution of these machines, because it uses the sun as a worldwide available source, has low environmental impact, zero fuel costs and minimal maintenance.

Article Details

Como Citar
Ávila-González, E., Ríos-Hernández, A., Morejón-Mesa, Y., & Campos-Cuní, B. (2021). Historical Evolution of the Energy Sources Used in Agricultural Water Supply and Irrigation. Ingeniería Agrícola, 11(1). Obtido de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1345
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Referências

ANN, C.: History of Water Pumps, eHow Contributor, [en línea], Ehow, 2009, Disponi-ble en: http://www.ehow.com/facts_5031932_history-water-pumps.html, [Consulta: 28 de octubre de 2019].

ANTONIOU, G.; LYBERATOS, G.; KANETAKI, E.; KAIAFA, A.; VOUDOURIS, K.; ANGELAKIS, A.; ANGELAKIS, A.; ROSE, J.: “History of urban wastewater sanitation technologies in Hellas”, En: Evolution of Sani-tation and Wastewater Management through the Centuries, Angelakis, Ed. IWA Publishing, A., Rose, J., ed., London, UK, pp. 101–148, 2014.

ANTÚNEZ, A.; MARTÍNEZ, M.; SCHMIDT, R.: Aplicaciones de energía solar fotovoltaica en la agricultura de zonas áridas, no. Boletín INIA No 332, Inst. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Santiago de Chile, Chile, 114 p., 2016.

BALLÉN, J.; BALLÉN, M.A.; ORTIZ, R.O.: “Historia de los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia”, En: VI SEREA-Seminario Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimiento Urbano de Agua João Pessoa (Brasil) 5 a 7 de junio de 2006, Brasil, 2006.

BARATA, C.I.A.: High power PV pumping systems: two case studies in Spain, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia, Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, Lisboa, Portugal, 67 p., 2014.

BARRETO, C.; DUFFY, J.: “Riego solar-eólico por goteo de bajo costo para pequeños agricultores”, En: Cusco: IV Conferencia Latino Americana de Energía Solar (IV ISES_CLA) y XVII Simposio Peruano de Energía Solar (XVIISPES), Cusco, Perú, p. 1-5. 11, 2010.

BASKAR, D.: “Efficiency improvement on photovoltaic water pumping system by automatic water spraying over photovoltaic cells”, Middle-East Journal of Scientific Research, 19(8): 1127-1131, 2014, ISSN: 1990-9233, DOI: http://dx.doi.org/10.5829/idosi.mejsr.2014.19.8.11232.

BAZZA, M.: “Overview of the history of water resources and irrigation management in the Near East region”, Water Science and Technology: Water Supply, 7(1): 201-209, 2007, ISSN: 1606-9749.

BONET, P.C.; ABAD, C.A.; GUERRERO, P.P.; RODRÍGUEZ, C.D.; MOLA, F.B.; AVILÉS, M.G.: “Propuesta de estrategia energética para abasto de agua en la ganadería”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(3): 23-28, 2019, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761.

BRAVO, H.D.: “Energía y desarrollo sostenible en Cuba”, Centro azúcar, 42(4): 14-25, 2015, ISSN: 2223-4861.

BROWN, M.O.; MÉNDEZ, J.N.; BERNAL, E.M.: “Evaluación de un sistema de micro irrigación accionado por ener-gía eólica”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(1): 13-21, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

CAMPAÑA, C.N.; GUAMÁN, D.A.: Diseño y construcción de una bomba de ariete hidráulico, Escuela Politécnica Nacional, Facultad De Ingeniería Mecánica, Proyecto previo a la obtención del título de Ingeniero Mecánico, Quito, Ecuador, 8 p., 2011.

CAPITAL NOSTRUM INGENIERÍA: Bombeo Solar. Ventajas del Bombeo Solar 2019, [en línea], Capital Nostrum Ingeniería, 2019, Disponible en: https://capitalnostrum.com/bombeo-solar/, [Consulta: 28 de octubre de 2019].

CHANDEL, S.S.; NAIK, M.N.; CHANDEL, R.: “Review of solar photovoltaic water pumping system technology for irrigation and community drinking water supplies”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 49: 1084-1099, 2015, ISSN: 1364-0321.

COMPANIONI, J.L.; MUJICA, C.A.; BROWN, M.O.; ALFONSE, L.L.; PÉREZ, W.: “Determinación de los paráme-tros de funcionamiento del molino de viento X-702 para el suministro de agua con fines de riego”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 17(4): 75-78, 2008, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

CRUZ, B.D.: Estudio de ahorro mediante bombeo solar, Ed. Universidad Internacional de Andalucía, Andalucía, España, 4 p., 2011, ISBN: : 978-84-7993-949-6.

DODGE, D.M.: Illustrated history of wind power development. Part 1-Early History through 1875, [en línea], Telos-net, 2001, Disponible en: http://telosnet.com/wind/early.html, [Consulta: 30 de diciembre de 2019].

DRACHMANN, A.G.: “The Screw of Archimedes”, En: VIII Congrès International d’ Histoire des Sciences, VIII Congrès International d’ Histoire des Sciences, vol. 3, Paris, France, pp. 940-943, 1958.

EUBANKS, B.M.: The Story of the Pump and Its Relatives, Inst. OR, Salem, USA, 185 p., 1971.

EU-SHADUF PROJECT: Annual Report of EU-Shaduf 017-04-500348-29, NAGREF, Inst. Institute of Iraklion, Iraklion, Greece, 2004.

FEBLES, G.: “La diversidad biológica en Cuba, características y situación actual. Estrategia nacional y plan de acción”,”, Cuban Journal of Agricultural Science, 43(3): 211-223, 2009, ISSN: 2079-3480.

FERNÁNDEZ, D.S.; MARTÍNEZ, M.R.; TAVAREZ, C.A.; CASTILLO, R.; SALAS, R.: Estimación de las demandas de consumo de agua, Secretaría de agricultura, ganadería, desarrollo rural, pesca y alimentación, Inst. Subsecretaría de Desarrollo Rural Dirección General de Apoyos para el Desarrollo Rural. Colegio de Postgraduados, Campus Mon-tecillo, México, 4 p., 2011.

GIRMA, M.; ASSEFA, A.; MOLINAS, M.: “Feasibility study of a solar photovoltaic water pumping system for rural Ethiopia”, AIMS Environmental Science, 2(3): 697-717, 2015, DOI: http://dx.doi.org/10.3934/environsci.2015.3.697.

HAJJ, N.: Solar-Powered Pumping in Lebanon. A Comprehensive Guide on Solar Water Pumping Solutions, Inst. UNDP. Federal Department of Foreign Affairs FDFA, Swiss Agency for Development and Cooperation SDC, Leba-non, 2015.

HALCROW, W.: Small-Scale-Powered Irrigation Pumping Systems, : Technical and Economic Review, World Bank World Bank, 1981.

HARTUNG, H.; PLUSCHKE, L.: The benefits and risks of solar-powered irrigation - a global overview, Ed. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), or of Deutsche Gesellschaft fur Internationale Zusam-menarbeit (GIZ) GmbH, Rome, Italy, 2018, ISBN: 978-92-5-130479-2.

JENKINS, T.: Designing solar water pumping systems for livestock, Ed. NM State University, Cooperative Extension Service, Engineering New Mexico …, Circular 670, Cooperative Extension Service, Engineering New Mexico Re-source Network, College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences ed., College of Engineering, New Mexico, USA, 2014.

LAZOS, C.D.: Hydraulic equipment and mechanism, Aeolus, (In Greek), 1999.

LU, J.Y.: Science and Civilization in China: Mechanical Engineering, Inst. Science Press, Volume 10, Beijing, China, 2000.

MARISQUIRENA, L.: “Bombeo solar, experiencias en Uruguay y la región. Perspectivas de futuro”, Revista Inge-niería Agrícola, 8(1): 60-70, 2018, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761.

MAYS, L.W.: “A brief history of water technology during antiquity: Before Romans”, En: Ancient Water Technolo-gies Mays, L.W, Ed. Springer Science and Business Media, Dordrecht, Mays, L. W. ed., vol. Chapter 1, The Nether-lands, pp. 1-28, 2010a.

MAYS, L.W.: “Water technology in ancient Egypt”, En: Ancient Water Technologies Mays, L. W., Ed. Springer Sci-ence and Business Media, B. V.: Dordrecht ed., The Netherlands, pp. 53-66, 2010b.

MORENO, F.C.: “Presentación de doce preguntas sobre energía eólica”, Revista Energía y tú, 82: 17-19, 2018, ISSN: 1028-9925.

MOSSANDE, A.R.; BROWN, M.O.; MUJICA CERVANTES, C.A.; MATA, R.C.; OSORIO, L.I.: “Riego por goteo con energía solar para el tomate en Cavaco, Benguela, Angola”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24(2): 11-17, 2015, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

NATH, V.; OGUBAZGHI, G.; PRASAD, B.M.; KUMAR, A.; KAUR, D.: “Scope and Review of Photovoltaic Solar Water Pumping System as a Sustainable Solution Enhancing Water Use Efficiency in Irrigation”, American Journal of Biological and Environmental Statistics, Science Publishing Group, 1(1), 2015, DOI: http://dx.doi.org/10.11648/j.ajbes.20150101.11.

OLESON, J.: Water-Lifting, in Wikander, Örjan, Ed. Handbook of Ancient Water Technology, Technology and Change in History, vol. 2, Leiden, The Netherlands, 217-302 p., 2000, ISBN: 90-04-11123-9.

ORTLOFF, R.C.: Water engineering in the ancient world: Archaeological and climate perspectives on societies of ancient South America, the Middle East, and South-East Asia, Ed. Oxford University Press, New York, USA, 433 p., 2009, ISBN: 0-19-923909-6.

PCC: Conceptualización del modelo económico y social cubano de desarrollo socialista, Inst. PCC (Partido Comu-nista de Cuba), Introducción, La Habana, Cuba, 2017a.

PCC: Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución, Inst. PCC (Partido Comunista de Cuba), V Política de ciencia, tecnología, innovación y medio ambiente, La Habana, Cuba, 48 p., 2017b.

PÉREZ, D.; VÁZQUEZ, A.; PÉREZ, O.G.; PÉREZ, T.; HERNÁNDEZ, A.: “Estudio energético del sistema de bombeo en el Instituto de Ciencia Animal Cuba”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 25(3): 65-71, 2016, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054, DOI: http://dx.doi.org/10.13140/.

PÉREZ, R.: Rediseño de los molinos de viento “Veleta” que se utilizan para el bombeo de agua, Universidad de Holguín, Trabajo de Diploma (en opción al título de Ingeniero Mecánico), Holguín, Cuba, 64 p., 2011.

ROBLEDO, S.C.; TORRES, N.A.: Diseño y establecimiento de la comunidad beneficiada con un sistema de abaste-cimiento energético usando ener-gía solar fotovoltaica en la ciudad de Girardot, Inst. Corporación Universitaria Minuto de Dios, Facultad de Ingeniería, Girardot, Colombia, 2014.

ROJAS, D.M.: “La región andina en la geopolítica de los recursos estratégicos”, Análisis político, 28(83): 88-107, 2015, ISSN: 0121-4705, DOI: http://dx.doi.org/10.15446/anpol.v28n83.51649.

ROLDÁN, C.J.; DÍAZ, J.M.; PÉREZ, A.R.; MORENO, P.M.F.: “Mejora de la gestión del agua de riego mediante el uso de indicadores de riego. Irrigation water management improvement using performance irrigation indicators.”, Revista de la Facultad de Ciencias Agrarias UNCuyo., 42(1): 107-124, 2009.

SAVA PUMP: Water Pump History, [en línea], Sava Pump, 2010, Disponible en: http://www.savapump.com/water-pump-history [Consulta: 28 de octubre 2019]. SCARBOROUGH, V. L.: The Flow of Power: Ancient Water Systems and Landscapes, School of American Re-s, [Consulta: 28 de octubre de 2019].

SCARBOROUGH, V.L.: The flow of power: ancient water systems and landscapes, Ed. School for Advanced Re-search on the, Santa Fe, NM, USA, 204 p., 2003, ISBN: 1-930618-32-8.

STEFANAKI, S.: Didacti képroséng isetou embadoútes éleipses me anaforástoérgo Sfairoeidekai Konoeidétou Arjiméde, University of Athens, Master Thesis, Athens, Greece, 2008.

STOLIK, D.: “Ventajas y desventajas de la energía fotovoltaica. Bosquejo integral para la aplicación de la FV”, Revista Energía y tú, 82: 9-13, 2018, ISSN: 1028-9925.

SZALI, F.; MUNSYI, M.; SHAHRUL, M.; BAKRI, A.; MOHAMMAD, Z.; ISMAIL, Z.: “Development and Testing of Hydraulic Ram Pump (Hydram): Experiments and Simulations”, En: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, 2018, DOI: http://dx.doi.org/440. 012032. 10.1088/1757-899X/440/1/012032.

TAMBURRINO, A.: “Water technology in ancient Mesopotamia”, En: Ancient Water Technologies, Mays, L, Ed. Springer Dordrecht Heidelberg, London, UK, New York, USA, pp. 29-51, 2010.

VALAVANIS, K.P.; VACHTSEVANOS, G.J.; ANTSAKLIS, P.J.: “Technology and autonomous mechanisms in the mediterranean: From ancient Greece to Byzantium”, En: 2007 European Control Conference (ECC), Ed. IEEE, pp. 263-270, 2007, ISBN: 3-9524173-8-6.

VIOLLET, P.L.: Water Management in the Early Bronze Age Civilization, Inst. La Ingenieria y La Gestion Del Agua a Través de Los Tiempos, Alicante, Spain, 2006.

YANNOPOULOS, S.I.; LYBERATOS, G.; THEODOSSIOU, N.; WANG, L.; VALIPOUR, M.; TAMBURRINO, A.; ANGELAKIS, A.N.: “Evolution of Water Lifting Devices (Pumps) over the Centuries Worldwide,”, Water, 7: 5031-5060, 2015, ISSN: 2073-4441, DOI: http://dx.doi.org/10.3390/w7095031.

ZARKADOULAS, N.; KOUTSOYIANNIS, D.; MAMASSIS, N.; PAPALEXIOU, S.: “Climate, water and health in ancient Greece”, En: Climate, water and health in ancient Greece, European Geosciences Union General Assembly, Ed. European Geosciences Union, vol. 10, Vienna, Austria, 2008.

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