Z Rurandes - Manual Riego Predial Y Microreservorios - 1 Pdf

Cita sugerida Gobierno Regional de Cajamarca – Instituto Cuencas – PDRS-GIZ. (2011). Sistemas de riego predial regulados por microrreservorios: cosecha de agua y producción segura. Manual técnico. Lima 146 pp. ____________________________________________________________________________________________

Gobierno Regional de Cajamarca Jr. Sta. Teresa de Journet 351 – Urb. La Alameda, Cajamarca Instituto Cuencas Jr. Mateo Pumacahua N°261 – Colmena Baja, Cajamarca Con el apoyo de: Deutsche Gessellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Programa Desarrollo Rural Sostenible – PDRS Av. Los Incas 172, piso 6 – San Isidro, Lima Programa Promoción del Desarrollo Rural Andino - RURANDES Jr. San Ignacio de Loyola Nº 247 - Miraflores, Lima Autor Antenor Floríndez Díaz Edición Mirella Gallardo Marticorena Revisión general Jan Hendriks Colaboradores Jaime Puicón Carlos Ruíz Manuel Escalante Percy Rodríguez Juan Ravines Emerson Sánchez Álex Bonilla César Villar Samuel Osorio Tulio Santoyo Jorge Carrillo

Corrección de estilo Rosa Díaz _______________________________________________ Diseño y diagramación Ysidro Sullón, Alexis Fotografías Archivos del Gobierno Regional de Cajamarca, Municipalidad Provincial de Cajamarca, Instituto Cuencas, ASOCAM / Intercooperation y PDRS-GIZ Impresión Giacomotti Comunicación Gráfica SAC 1ra. edición, 1ra. impresión Lima – Perú, enero 2011

Hecho el depósito legal en la Biblioteca Nacional del Perú N° 2011-05124 Cooperación Alemana al Desarrollo – Agencia de la GIZ en el Perú Av. Prolongación Arenales 801, Miraflores

La presente publicación ha sido elaborada con la asistencia de la Unión Europea. El contenido de la misma es responsabilidad exclusiva de los autores y en ningún caso debe considerarse que refleja los puntos de vista de la Unión Europea

Contenido

Presentación ............................................................................................................................................................. 9 PRIMERA PARTE ................................................................................................................................................ 11 Marco conceptual Introducción ...........................................................................................................................................13 1. Manejo de recursos naturales, gestión del territorio y desarrollo rural .................................13 2. La cosecha de agua en zonas de montaña: seguridad alimentaria y mejores ingresos para las familias rurales..........................................................................15 3. Microrreservorios: diversificación, intensificación y planificación ........................................15

1.

2.

3.

4.

Antecedentes ............................................................................................................................................ 17

1. 2. 3. 4.

Sistemas prediales de riego regulado en países andinos ....................................................17 La experiencia del Instituto Cuencas en Cajamarca .............................................................18 La experiencia de la Municipalidad Provincial de Cajamarca ...............................................19 Dificultades y aprendizajes ....................................................................................................20

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Pág.

Prólogo.......................................................................................................................................................................... 7

Hidrología .................................................................................................................................................... 22

1. 2. 3. 4.

El ciclo del agua .....................................................................................................................22 La cuenca hidrográfica ..........................................................................................................23 Zonificación hidrológica de una cuenca ................................................................................25 Balance hídrico de la cuenca.................................................................................................29

Cosecha de agua ................................................................................................................................... 31

1. General ...................................................................................................................................31 2. Métodos de cosecha de agua ...............................................................................................32 2.1. Cosecha de agua en el suelo.........................................................................................32 2.2. Cosecha de agua ampliada con embalses ...................................................................33 3. Formas de aducción de agua ................................................................................................33 4. Cálculo del volumen potencial de captación.........................................................................35 4.1. Cálculo de volúmenes de escurrimiento ........................................................................36 4.2. Cálculo del aporte hídrico de un manantial ...................................................................37 4.3. Cálculo del aporte desde turnos de canal......................................................................37

Microrreservorios .................................................................................................................................. 38

1. Tipología de reservorios .........................................................................................................38 2. Emplazamiento del microrreservorio .....................................................................................39 3. Dimensionamiento del microrreservorio ................................................................................40 3.1. Oferta de agua ................................................................................................................40 3.2. Pérdidas de agua por infiltración y evaporación ............................................................40 3.3. Demanda de agua de riego en el predio........................................................................41 3.4. Factibilidad técnica .........................................................................................................41 4. Ejercicios de cálculo ..............................................................................................................42

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

4.1. Ejercicio 1. Captación de agua de escurrimiento...........................................................42 4.2. Ejercicio 2. Captación de agua de un manantial ............................................................43 4.3. Ejercicio 3. Captación de agua de un canal ...................................................................44

5.

6.

7.

8.

4

El predio y su sistema de producción .................................................................................... 45

1. El concepto de predio ............................................................................................................45 2. Capitales concurrentes en el predio ......................................................................................47 2.1. Capital natural .................................................................................................................47 2.2. Recursos humanos o capital humano ............................................................................48 2.3. Recursos organizacionales o capital social....................................................................49 2.4. Recursos de infraestructura o capital físico....................................................................49 3. Diagnóstico predial de la zona ..............................................................................................49 3.1. Evaluación de los recursos naturales locales (capital natural) ......................................50 3.2. Evaluación de la infraestructura rural (capital físico) ......................................................50 3.3. Evaluación de los recursos humanos (capital humano) ................................................50 3.4. Evaluación de los recursos organizacionales (capital social) ........................................51 4. Microzonificación y acondicionamiento predial.....................................................................52 5. Planificación agropecuaria a partir de microrreservorios ......................................................52 6. Seguridad agrícola y reducción de vulnerabilidad ................................................................53

Riego ............................................................................................................................................................... 55

1. Riego complementario y suplementario ................................................................................55 1.1. Riego complementario ....................................................................................................55 1.2. Riego suplementario .......................................................................................................55 2. Métodos de riego ...................................................................................................................56 2.1. Riego por gravedad ........................................................................................................56 2.2. Riego presurizado ...........................................................................................................57 3. Demanda de agua de los cultivos .........................................................................................59 4. El agua en el suelo .................................................................................................................63 4.1. Estado de saturación ......................................................................................................63 4.2. Capacidad de campo .....................................................................................................63 4.3. Punto de marchitez permanente.....................................................................................63 5. Programación del riego..........................................................................................................65 6. Área regable con un sistema de riego predial regulado .......................................................68 7. Ejercicios de cálculo ..............................................................................................................69 7.1. Ejercicio 1 ........................................................................................................................69 7.2. Ejercicio 2 ........................................................................................................................70

Viabilidad social, organizacional e institucional............................................................. 72

1. Perfil de la familia que adopta exitosamente el sistema........................................................72 2. Organización local .................................................................................................................72 3. Marco legal e institucional .....................................................................................................73

Riesgo y beneficios ambientales ............................................................................................... 76

1. El análisis del riesgo ..............................................................................................................76

Reducir la vulnerabilidad: clave para la disminución de la pobreza .....................................76 Identificación de amenazas en un análisis del riesgo ...........................................................77 El análisis de vulnerabilidad ...................................................................................................78 Análisis y cuantificación del riesgo ........................................................................................80 Reducción del riesgo y oportunidades ambientales .............................................................81

SEGUNDA PARTE............................................................................................................................................... 83 Diseño y construcción

9.

Diseño de un sistema de riego predial regulado ........................................................... 85

1. Componentes del sistema .....................................................................................................85 1.1.Canal de aducción ...........................................................................................................86 1.2. Desarenador ...................................................................................................................86 1.3. Canal de ingreso .............................................................................................................86 1.4. Aliviadero .........................................................................................................................86 1.5. Vaso del microrreservorio ...............................................................................................86 1.6. Tubería de salida .............................................................................................................86 1.7. Caja de válvula ................................................................................................................86 1.8. Línea fija de la tubería principal ......................................................................................86 1.9. Hidrantes .........................................................................................................................86 1.10. Línea móvil de riego ......................................................................................................87 2. Cálculo del vaso .....................................................................................................................87 2.1. Altura del dique ...............................................................................................................87 2.2. Volumen del vaso ............................................................................................................88 2.3. Ancho de coronamiento..................................................................................................88 2.4. Taludes ............................................................................................................................89 2.5. Cuerpo del dique ............................................................................................................90 3. Diseño de obras civiles complementarias .............................................................................91 3.1. Canal de aducción ..........................................................................................................91 3.2. Desarenador ...................................................................................................................92 3.3. Canal de ingreso al reservorio ........................................................................................93 3.4. Aliviadero de demasías ...................................................................................................94 4. Red fija de la tubería matriz ...................................................................................................94 4.1. Tubería de salida .............................................................................................................95 4.2. Caja de válvula ................................................................................................................95 4.3. Línea fija de la tubería principal ......................................................................................96 4.4. Hidrantes .........................................................................................................................97 5. Línea móvil de riego por aspersión........................................................................................98 5.1. Aspersores ......................................................................................................................98 5.2. Línea móvil de riego ......................................................................................................100 6. Ejercicios de cálculo ............................................................................................................104 6.1. Ejercicio 1. Cálculo del vaso de un microrreservorio ...................................................104 6.2. Ejercicio 2. Cálculo del diámetro de una tubería ..........................................................106 6.3. Ejercicio 3. Cálculo del número de aspersores y superficie regable ..........................107

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

2. 3. 4. 5. 6.

5

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

10.

Construcción del sistema de riego........................................................................................ 109

1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

8. 9.

11.

12.

Coordinaciones y permisos .................................................................................................109 Trazado y replanteo ..............................................................................................................110 Limpieza del terreno para el microrreservorio .....................................................................111 Instalación de la tubería de salida .......................................................................................111 Excavación, formación y compactación del vaso ...............................................................112 5.1. Excavación ....................................................................................................................112 5.2. Formación .....................................................................................................................113 5.3. Compactación ...............................................................................................................113 Acabado del microrreservorio..............................................................................................114 Construcción de las obras complementarias ......................................................................114 7.1. Canal de aducción ........................................................................................................114 7.2. Desarenador .................................................................................................................115 7.3. Canal de ingreso ...........................................................................................................115 7.4. Aliviadero de demasías .................................................................................................115 Impermeabilización del microrreservorio .............................................................................116 Instalación del sistema de riego por aspersión ...................................................................117 9.1. Apertura y limpieza de zanjas .......................................................................................117 9.2. Colocación de la tubería ...............................................................................................118 9.3. Colocación de las piezas de unión ...............................................................................118 9.4. Colocación de las válvulas ...........................................................................................118 9.5. Colocación de los aspersores ......................................................................................118

Operación y mantenimiento del sistema de riego ...................................................... 119

1. 2. 3. 4.

Consolidación del microrreservorio .....................................................................................119 Operación del sistema .........................................................................................................122 Mantenimiento de los componentes ...................................................................................125 Manejo del área de colección ..............................................................................................126

Análisis económico del sistema de riego 1. 2. 3. 4.

Costos de inversión del sistema ..........................................................................................127 Costos de operación y mantenimiento del sistema ............................................................128 Beneficios económicos del sistema para la familia.............................................................129 Modalidades de financiamiento ...........................................................................................131

Bibliografía ........................................................................................................................................................... 133 Abreviaciones .................................................................................................................................................... 136 Anexos ..................................................................................................................................................................... 137 1. 2. 3. 4.

6

Listado de símbolos ..................................................................................................................137 Listado de cuadros....................................................................................................................138 Listado de gráficos ....................................................................................................................139 Planos ........................................................................................................................................141

Prólogo

Debido a esta realidad, el concepto de desarrollo territorial local basado en el cuidado y el uso responsable de los recursos naturales en espacios hidrográficos se torna en componente obligado de la acción de los gobiernos regionales, provinciales y distritales en pro de la mejora en la calidad de vida de las poblaciones rurales. Por esta razón, actualmente la visión sobre la conservación y el desarrollo local de los recursos hídricos no puede faltar en los Planes de Desarrollo Concertado y los Presupuestos Participativos. El Gobierno Regional Cajamarca ha buscado liderar este enfoque de desarrollo integral mediante el aliento a las iniciativas de los municipios provinciales y distritales que se orientan en esta dirección.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

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l adecuado uso y gestión de recursos naturales como el suelo y el agua es de gran importancia para el desarrollo de las zonas rurales del Perú, en especial en la sierra, cuya economía es de carácter principalmente agrícola y, al mismo tiempo, concentra el porcentaje más alto de pobreza del país. Más aún cuando esta zona ecológica presenta una alta variabilidad climática y una multiplicidad de microclimas que hacen que la agricultura se desenvuelva en un contexto muy frágil y de alto riesgo.

Una de las más valiosas de estas iniciativas es la desarrollada con el apoyo del Instituto Cuencas y la GIZ (cooperación alemana al desarrollo) y Welthungerhilfe (Agro Acción Alemana) en la instalación de sistemas de riego predial regulados por microrreservorios, una técnica de riego que ha tenido un éxito reconocido en varias provincias de Cajamarca. La habilitación de estos sistemas ha permitido que muchas familias rurales mejoren sus condiciones productivas, pues favorecen su inserción en el mercado agrícola y permiten generar ingresos adicionales; además, optimizan su alimentación y reducen la necesidad de migrar. Con el fin de que esa experiencia pueda replicarse en Cajamarca y otras regiones del país surge la iniciativa de elaborar un completo manual que sistematiza las lecciones aprendidas y sirve de guía facilitadora para la ejecución de nuevas obras de este tipo. Documento que presentamos con gran satisfacción, seguros de su utilidad para el desarrollo rural del Área Andina.

Jesús Coronel Salirrosas Presidente Gobierno Regional Cajamarca

(periodo 2007-2010)

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Presentación

Las principales características del sistema son su fácil construcción, su adaptabilidad a la agricultura familiar en zonas de ladera, su potencial de incrementar la seguridad alimentaria y la obtención de ventajas de mercado. Son sistemas de bajo costo, tanto en inversión como en operación y mantenimiento. Constituyen una faceta innovadora y enriquecedora para el «paisaje hídrico» y la gestión de los recursos naturales en microcuencas hidrográficas. Típicamente, el sistema es usado por familias que poseen entre 1,5 y 4 hectáreas agrícolas. Dependiendo de la capacidad del microrreservorio, el sistema permite el riego complementario en aproximadamente 1 hectárea de cultivo durante los veranillos que ocurren durante la época de lluvias y el riego suplementario de aproximadamente 0,3 a 0,5 hectáreas de cultivo en época de estiaje.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

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l presente manual ha sido elaborado a partir de la experiencia obtenida durante más de siete años en el proceso de introducción de sistemas de riego predial regulados por microrreservorios construidos en tierra en las provincias de Cajamarca, San Marcos y Cajabamba del departamento de Cajamarca en el norte del Perú. Hasta fines de 2009 se ha instalado cerca de 800 sistemas en dichas zonas, de los cuales alrededor de 90% se encuentra en funcionamiento activo.1

Los microrreservorios implementados son de distinta capacidad de almacenamiento, pero en su gran mayoría tienen un volumen útil (capacidad neta de diseño) del orden de los 800 a los 3 mil metros cúbicos (m3) de agua, con un promedio de cerca de 1.300 m3 . En vista de la acogida que los sistemas de riego predial regulados por microrreservorios han tenido en la experiencia de Cajamarca, surgió la idea de elaborar un manual que permitiese explicar y difundir la propuesta en forma más completa y en un lenguaje sencillo, para promover su adopción y eventual adaptación en otras zonas del país, particularmente en la sierra. El resultado de este propósito se refleja en el presente documento. El manual está estructurado en dos partes. La primera (hasta el capítulo 8) brinda una serie de elementos sobre el marco conceptual amplio dentro del cual debe ubicarse la propuesta de sistemas de riego predial regulados por microrreservorios, partiendo de las experiencias concretas en Cajamarca y otros lugares de los Andes. Se abordan aquí aspectos relacionados con la hidrología, la cosecha de agua y la necesidad de tener una visión territorial sobre el manejo de los recursos, más allá de la implantación aislada de un reservorio. La segunda parte (a partir del capítulo 9) se concentra en los aspectos prácticos del diseño y la construcción de un sistema de riego predial regulado por microrreservorios. Explica sus componentes, las bases de diseño y expone un conjunto de consideraciones para la implementación y la operación de los sistemas.

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De estos sistemas, 615 corresponden a proyectos ejecutados por el Instituto Cuencas, de los cuales 95% se encuentra en uso efectivo, según un estudio de seguimiento realizado entre octubre y noviembre del año 2009 por Juan Ravines y Emerson Sánchez, tesistas de la Universidad Nacional de Cajamarca, con apoyo del Instituto Cuencas y el PDRS-GIZ (sobre una muestra de 103 sistemas construidos en las provincias de Cajabamba, San Marcos y Cajamarca).

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Evidentemente, no puede faltar aquí un análisis sobre los costos de inversión, operación y mantenimiento de los sistemas. Estos y otros aspectos de análisis económico se abordan en la parte final del manual. La publicación del presente manual ha sido posible gracias al decidido apoyo del Programa Desarrollo Rural Sostenible (PDRS) de la GIZ (cooperación alemana al desarrollo) y el Programa Rurandes. Entre otras actividades, este programa colabora desde 2003 con el Instituto Cuencas en el departamento de Cajamarca brindando asistencia técnica en el mejoramiento del bienestar, la seguridad alimentaria y el nivel de ingresos de muchas familias rurales, particularmente en torno a la implementación de sistemas de riego predial regulados por microrreservorios. Aprovechamos la oportunidad para agradecer a todas las persones, mujeres y hombres, que colaboraron en llevar adelante la introducción de esta valiosa experiencia en los distritos de las provincias de Cajamarca, Cajabamba y San Marcos. En primer lugar, las familias campesinas que creyeron en la propuesta y la adoptaron; en segundo lugar, las autoridades y los técnicos distritales, provinciales y regionales que prestaron su apoyo; en tercer lugar, todas las instituciones y los profesionales que con decidido compromiso dieron su aporte, particularmente los miembros del Instituto Cuencas, el PDRS-GIZ y las instituciones nacionales y extranjeras que aportaron financiamiento a los respectivos proyectos.

Gregorio Santos Guerrero Presidente Gobierno Regional Cajamarca

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

PARTE

PRIMERA

Marco Conceptual

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Introducción

La sierra del país y de manera particular el departamento de Cajamarca es eminentemente rural.2 De un total de 1.387.809 habitantes, 67% corresponde a la población rural, 933.832 personas (INEI 2008). Según los resultado del III Censo Nacional Agropecuario (Cenagro) de 1994 (INEI 1994), las tierras agrícolas son conducidas en aproximadamente 194 mil unidades agropecuarias, de las cuales 163 mil (84%) tienen una extensión menor a 10 hectáreas y ocupan 48% (300 mil hectáreas) de la superficie agrícola del departamento. El sector agropecuario es la principal fuente de ingresos y empleo para 80% de los hogares cajamarquinos (Zegarra y Calvelo 2006). Según datos de 2006, 78% de las familias agrarias de Cajamarca se encuentra en situación de pobreza, entre otras razones porque la agricultura cajamarquina no permite generar los suficientes ingresos (Zegarra y Calvelo 2006). La superación de este problema se ha convertido en uno de los retos principales para el gobierno central, el gobierno regional, los gobiernos locales y otras entidades, públicas y privadas, que debe ser enfrentado con una nueva visión del desarrollo agrario para esta región. El 97% de los suelos agrícolas del departamento están localizados en laderas caracterizadas por su poco espesor (de 15 a 20 centímetros [cm]) y alta vulnerabilidad frente a la erosión hídrica. En la sierra peruana se han reportado pérdidas de más de 20 toneladas de suelo por hectárea por año, inclusive en zonas de pendiente moderada: 25% (Felipe Morales 2002a). Además, el clima se caracteriza por su gran variabilidad y la existencia de multiplicidad de microclimas. Estos factores hacen que la agricultura 2

El Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) define como ámbitos rurales aquellos que tienen menos de 100 viviendas agrupadas en forma contigua o que, con más de 100 viviendas, estas se encuentren dispersas.

de montaña, tan importante en la sierra, se desarrolle en condiciones de suma fragilidad y alto riesgo. Durante una parte del año la sierra peruana recibe un recurso valioso: el agua de lluvia. No obstante, las precipitaciones tienen un comportamiento poco regular y se ausentan casi totalmente en el resto del año, lo cual genera fuertes restricciones para la agricultura en la época de escasez (estiaje). En el caso de Cajamarca, del total de superficie agrícola, 620 mil hectáreas, 80%, se cultiva bajo régimen de secano, mientras solo 20% se encuentra bajo riego y con posibilidades de suplir en parte la escasez recurrente de agua. Esta situación cobra mayor importancia porque en el ámbito rural del departamento de Cajamarca, como sucede en extensas áreas de la sierra peruana, la agricultura tiene una enorme importancia social y económica para sus habitantes. Aquí, las condiciones de bienestar y desarrollo de los pobladores rurales dependen en gran medida de la disponibilidad, la calidad y el acceso a los recursos naturales, particularmente los recursos tierra y agua. Por lo tanto, su buen manejo es fundamental para las perspectivas de desarrollo, particularmente en la sierra donde se concentra la pobreza del país.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

1. Manejo de recursos naturales, gestión del territorio y desarrollo rural

Los espacios territoriales de las cuencas albergan actividades productivas en todos sus niveles y están cada vez más poblados, ocupando terrenos cada vez más altos. Esta característica hace que existan demandas crecientes de agua en múltiples espacios de las cuencas en toda su extensión: alta, media y baja. Sobre todo en momentos y épocas de estiaje hay insuficiencia de agua para satisfacer las distintas demandas. Debe tomarse en cuenta que los regímenes hidrológicos en la sierra peruana tienen diferencias muy pronunciadas, caracterizadas por altas descargas hídricas durante las épocas de lluvia, déficits cortos durante los denominados «veranillos» y muy bajos caudales durante época de estiaje.

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

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Una buena gestión del territorio y sus recursos naturales permitiría que las múltiples demandas de agua en las distintas partes de las microcuencas y durante los diferentes periodos (día, mes, temporada, año) se adecuen mejor a la fluctuante oferta natural de agua en el tiempo y su irregular distribución entre las diferentes partes de ese territorio. Las acciones de mejoramiento del acceso al agua no deberían realizarse de manera aislada sino formar parte de una visión de «desarrollo hídrico» del territorio (gráfico 1). Si bien la cosecha de agua normalmente es una actividad de índole individual o familiar, a menudo las laderas están pobladas de manera dispersa en torno a caseríos u otros núcleos poblados. Por lo tanto, el accionar conjunto puede favorecer la protección de un territorio que trasciende la propiedad familiar:

con cierto grado de planificación puede constituirse en el manejo de una ladera o inclusive de una microcuenca. En resumen, el compromiso de trabajar para el bien de las familias rurales y mejorar los ecosistemas y el hábitat de la sierra constituyen dos dimensiones de desarrollo que son inseparables. Dentro de este enfoque integrador, las tecnologías de cosecha de agua constituyen una herramienta valiosa para aumentar la disponibilidad de agua de riego, mejorar el valor productivo del predio agrícola y motivar la realización de acciones de conservación. En ello, los microrreservorios constituyen el eslabón fundamental entre la cosecha de agua y la agricultura bajo riego en predios de ladera.

Gráfico 1. La gestión del agua requiere la gestión del territorio. Cosecha de agua con enfoque territorial que muestra varias estrategias tecnológicas para mejorar la disponibilidad de agua en zonas montañosas: reforestación, reservorios de diferentes tamaños y abastecidos por distintas fuentes de agua (manantiales, torrentes, arroyos, cunetas, etc.) y diversas prácticas de conservación de suelos (terrazas, acequias, etc.).

En zonas montañosas donde no existen glaciares la oferta principal de agua para los ecosistemas proviene de las precipitaciones, aunque estas se presentan sobre todo durante un corto periodo del año. Estas aguas humedecen el suelo y también escurren superficialmente. Parte del agua infiltrada es aprovechada directamente por las plantas y la fauna presente en el suelo y otro tanto da origen a fuentes pequeñas localizadas en la propia zona, como lagunas, manantiales, filtraciones, humedales, arroyos y ríos. Otra parte del agua infiltrada discurre a mayor profundidad y recarga los acuíferos subterráneos. Como se ha señalado, una buena gestión del territorio permite que las demandas de agua en las distintas partes de las microcuencas y los diferentes periodos se adapten mejor a la irregular oferta de agua. En este sentido, una tecnología de comprobado éxito en generar una disponibilidad más oportuna de agua para responder a estas demandas es la cosecha de agua que permite captar, almacenar y regular volúmenes de agua en medios localizados en toda la cuenca, especialmente en las zonas altas y medias. Los principales medios para realizarla son el suelo y los embalses superficiales. Las tecnologías para la captación del agua en el suelo están destinadas a facilitar su infiltración y almacenamiento. Las más conocidas están relacionadas con el establecimiento de cobertura vegetal, principalmente especies arbustivas y herbáceas de bajo consumo de agua, la construcción de zanjas de infiltración, lomos diagonales de tierra, terrazas y diques, entre otras obras. En cambio, los sistemas de reservorio (embalses superficiales) están destinados a captar, almacenar y regular el agua procedente de la escorrentía superficial y subsuperficial (manantiales, arroyos, etc.)

que no se aprovecha aguas arriba y discurre en los periodos de abundancia (lluvias). Las tecnologías de construcción de embalses o reservorios pueden variar enormemente en su complejidad y tamaño y sus dimensiones deben adaptarse bien a las características fisiográficas y sociográficas de los espacios, lo cual implica para la sierra en particular que los medios de almacenamiento sean normalmente de menor magnitud que aquellos localizados en las zonas de llano o costa. Si bien, en principio, las estrategias de cosecha de agua con embalses deberían responder a un ordenamiento territorial (OT) que configure múltiples reservorios de tamaño variable a lo largo y lo ancho de una cuenca, para así responder a las particularidades del territorio y las distintas características de las demandas de agua, el presente manual aborda específicamente la experiencia de pequeños embalses o microrreservorios de localización predial, como parte o último eslabón de cosecha de agua para su uso con fines de desarrollo agrícola y pecuario.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

2. La cosecha de agua en zonas de montaña: seguridad alimentaria y mejores ingresos para las familias rurales

La acción combinada de las tecnologías de cosecha de agua en el suelo y la construcción de pequeños embalses permite a los agricultores disponer de mayores volúmenes de agua no solamente para consumo humano sino también para el riego de sus parcelas, afianzando así la producción agrícola y pecuaria. Todo ello en beneficio de la seguridad alimentaria de la familia y de la obtención de mayores ingresos en la producción agrícola para el mercado.

3. Microrreservorios: diversificación, intensificación y planificación En el caso de la agricultura en secano, y también en áreas que cuentan con turno de riego, a menudo el agua no llega con la frecuencia (oportunidad) que se requiere para asegurar una buena productividad de los cultivos. En cambio, en un sistema de riego

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

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predial regulado por microrreservorios es el agricultor quien decide cuándo y cuánto regar. Este hecho ha permitido una gran diversificación de cultivos en zonas como la sierra de Cajamarca y también en otros lugares dentro y fuera del Perú.

de cultivo. Por lo tanto, el argumento que alude a que la construcción de un microrreservorio «quita terreno al cultivo» no es válido, pues el terreno ocupado se compensa largamente por la ampliación del área regada y la mayor intensidad de uso de las tierras cultivadas.

La diversificación con este tipo de cultivos resulta tan apropiada para las familias campesinas con poca área agrícola justamente porque se trata de cultivos sensibles a la falta de humedad como las hortalizas, las flores, determinadas frutas y hierbas aromáticas, que normalmente requieren mayor intensidad de mano de obra y tienen una alta rentabilidad; por lo tanto, son muy atractivos para su explotación en pequeños predios. Por ello, tal diversificación resulta tan apropiada para las familias campesinas con poca área agrícola.

La disponibilidad oportuna del agua de riego permite una producción más estable y aumenta la productividad de las cosechas. La disminución del riesgo de pérdidas de la producción agrícola por sequía motiva a los agricultores a incrementar su inversión en el campo. Esta seguridad hace que los sistemas de riego predial regulados por microrreservorios también puedan incrementar la intensidad económica de la actividad agrícola a favor de la familia rural.

Normalmente, la diversificación va a la par con la intensificación de los cultivos, no solo en términos de la mano de obra requerida sino de intensidad de uso de la tierra. Pequeños predios dotados con microrreservorios y riego por aspersión pueden incrementar su área cultivada hasta en cuatro veces, en comparación con prácticas de riego por gravedad. Cuando el reservorio se recarga con agua de escorrentía durante la época de lluvias se puede almacenar esta agua para regar cultivos durante un periodo adicional y así obtener dos cosechas al año. En el caso de recarga con agua proveniente de fuentes permanentes (manantiales, turnos de canal) inclusive se puede alcanzar más de dos cosechas al año, o regar un área mayor, según el tipo

Sin riego la producción es estacional y dependiente de la variabilidad de las lluvias. En cambio, al disponer de agua de riego en forma oportuna y cantidades conocidas se puede realizar una mejor planificación de la producción familiar con fines de seguridad y calidad alimentaria; pues se incrementa el número de cultivos y crianzas (frutas, hortalizas y animales de carne). Los sistemas de riego regulados por microrreservorios son un medio en la lucha contra las deficiencias nutricionales de las familias pobres. De igual manera, el riego regulado permite la planificación para la producción continua de productos con demanda de mercado; muchas veces se obtiene así mejores precios al poder cosechar y vender en épocas de estiaje.

1. Antecedentes Gráfico 2. Un «atajado» en Bolivia.

El uso de reservorios prediales para almacenar aguas para el riego de cultivos en temporadas de escasez de lluvias tiene ya una larga historia y está difundido no solamente en los países andinos sino en otros lugares del mundo de características semiáridas. En el pasado, los terratenientes construían grandes reservorios estacionales en sus fundos. Hoy en día varios de estos embalses todavía funcionan como estanques comunales o multifamiliares; entre otros, en varias zonas altoandinas del departamento de Cusco. Sin embargo, últimamente se encuentran más difundidos los microrreservorios familiares.

Gráfico 3. Lagunas multipropósito en Bolivia Municipio de Mojocoya, departamento de Chuquisaca.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

1. Sistemas prediales de riego regulado en países andinos

Así por ejemplo, en el caso de Bolivia se han construido hace aproximadamente una década más de 600 estanques prediales conocidos como «atajados» (gráfico 2), entre otros, en convenio con la cooperación alemana (Tammes et al. 2000). Otra experiencia reciente (1998-2007) en Bolivia es la de las «lagunas multipropósito» en el ámbito del Municipio de Mojocoya (gráfico 3), donde se han construido 264 de estos microrreservorios en 19 comunidades de Redención Pampa, departamento de Chuquisaca (Doornbos 2009).

Gráfico 4. Estanque predial en Chile Valle de Azapa, región Arica.

En el norte de Chile se han masificado desde hace cerca de dos décadas los denominados «estanques prediales» (gráfico 4). Son pequeños reservorios de entre 100 y 600 m3 que normalmente reciben el turno de agua desde un canal de riego. La flexibilización de la disponibilidad de agua en sus predios así obtenida ha permitido a los pequeños agricultores optimizar sus técnicas de riego, inclusive con métodos de fertirrigación (uso de abonos químicos en el riego por goteo), y alcanzar una productividad sorprendente en sus cultivos.

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

2. La experiencia del Instituto Cuencas en Cajamarca

como económicamente no era recomendable construirla manualmente.

El Instituto para la Conservación y el Desarrollo Sostenible Cuencas (Instituto Cuencas) es una organización no gubernamental (ONG) con sede en Cajamarca que tiene por objetivo promover iniciativas de desarrollo rural con enfoque de cuencas hidrográficas. Su experiencia en el tema ha transitado por varias etapas. Las primeras experiencias fueron en torno a la puesta en práctica de técnicas para el almacenamiento de agua en pequeños pozos multifamiliares, de 60 a 100 m3 , de diversas formas y dimensiones. Estos fueron construidos manualmente en terrenos arcillosos o de otra clase de suelo. El Instituto Cuencas apoyó incorporando redes de tuberías para riego presurizado. Luego, en convenio con la Agencia Adventista para el Desarrollo y Recursos Asistenciales (ADRA)-Obra Filantrópica y de Asistencia Social Adventista (Ofasa), se construyeron alrededor de 60 pequeños sistemas de riego multifamiliares, para 3 o 4 familias cada uno, que fueron dotados con un microrreservorio de excavación manual. Estos sistemas se construyeron en los caseríos de Ogosgón, Vista Alegre y Huañimba, con una capacidad de 45 a 70 m3 y revestidos con geomembrana (lámina de plástico). Esto ocasionó un serio incremento en los costos de inversión y también el surgimiento de conflictos entre los usuarios del sistema debido a la poca disponibilidad de agua y los problemas en su distribución.

La construcción de microrreservorios del tamaño señalado o superior requiere la utilización de máquinas. Se dio la coincidencia de que los municipios de la zona contaban con maquinaria para la ejecución de carreteras. Así, en 2003, en convenio entre dos municipios distritales, el apoyo financiero de Agro Acción Alemana y las respectivas familias de agricultores, el Instituto Cuencas logró construir dos microrreservorios, uno en el predio del agricultor Juan Crisólogo Polo (La Esperanza, distrito de Condebamba, de 800 m3 ) y otro en el del agricultor Pedro Calderón Silva (Chupicaloma, distrito de Baños del Inca, de 1.200 m3 ).

Dadas estas limitaciones, la institución y los productores identificaron la necesidad de contar con una mayor disponibilidad de agua para incrementar las áreas bajo riego mediante microrreservorios prediales cuya capacidad estuviera en el orden de los 1.000 m3; como un volumen mínimo para poder potenciar una agricultura con riego orientada al mercado y no solo mejorar el autoconsumo. Sin embargo, la magnitud de la infraestructura requería un elevado número de jornales, cuyo pago escapaba a las posibilidades económicas del agricultor; tanto técnica

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Los reservorios instalados sirvieron como áreas demostrativas para otros beneficiarios, quienes a través de pasantías conocieron y se convencieron de la propuesta tecnológica. Con el apoyo de los municipios, en el año 2003 se dio inicio a la construcción de 16 sistemas en Baños del Inca, 12 en Condebamba (2004), y posteriormente 8 más, y 15 en San Marcos. Gracias al éxito de la propuesta se impulsó el proyecto Sistemas de Riego Predial Regulados por Microrreservorios 2005-2008, financiado por Fondoempleo y Agro Acción Alemana (Welthungerhilfe), el que inicialmente instaló 247 sistemas, en alianza con los municipios de Pedro Gálvez, Gregorio Pita, Ichocán y Condebamba y los productores en dichas zonas. Posteriormente se construyeron 337 sistemas en el distrito de Baños del Inca, en alianza con su municipio y Minera Yanacocha. Entre los años 2007 y 2010, con el Programa Rurandes se consolidaron los sistemas de riego. A partir de esta experiencia, algunas municipalidades han imitado esta tecnología, tanto en Cajamarca como en otros departamentos. Actualmente se han instalado aproximadamente 800 sistemas de riego predial regulados por microrreservorios en las provincias de Cajabamba, San Marcos y Cajamarca, de los cuales 615 se ejecutaron mediante proyectos con el Instituto Cuencas.

Durante los años 2007 y 2008 la Municipalidad Provincial de Cajamarca ejecutó el proyecto Manejo Silvopastoril de la Cuenca del Cajamarquino (que incluía las microcuencas San Lucas, Porcón, Mashcón, Río Grande, Quinua, Chonta, Azufre y La Encañada), con el propósito de controlar la escorrentía superficial mediante la construcción de zanjas de infiltración y sistemas de riego por aspersión y la instalación y el mejoramiento de pasturas. El enfoque de los sistemas de riego regulado introducidos mediante esta experiencia ha sido distinto, particularmente en los siguientes aspectos: • Los sistemas implementados son de carácter multifamiliar. • Los reservorios tienen una capacidad menor, pues su función no es el almacenamiento interestacional sino concentrar volúmenes de agua a partir de pequeños caudales y por turno de riego entre familias. • Los sistemas atienden áreas de cultivo relativamente pequeñas. • Se alimentan de agua proveniente de fuentes permanentes (manantes y canales de riego). • Los reservorios se construyen con mampostería o ladrillo revestido. Como parte del proyecto se instalaron 23 sistemas de riego por aspersión en 8 microcuencas: 21 sistemas nuevos y 2 sistemas mejorados, tanto los microrreservorios como la red hidráulica. Participaron 129 familias y se introdujo el riego por aspersión en un total de 85 hectáreas agrícolas. La mayoría (17) de los sistemas se alimenta con agua de manantial y un menor número (6) con agua de canal. Todos son de fuente permanente (gráfico 5). Los sistemas multifamiliares instalados por la Municipalidad Provincial de Cajamarca tienen como mínimo dos familias como socias usuarias; por ejemplo, Los Ojitos en la microcuenca Chonta, y un

máximo de 18 familias, por ejemplo, Uñigan en la microcuenca San Lucas, organizadas en comités de riego en torno a la fuente de agua que comparten. Las familias socias aportaron la mano de obra en la construcción de los sistemas. Además, cooperan para las actividades de mantenimiento del sistema y la compra de accesorios deteriorados por medio de cuotas mensuales. Todos los reservorios instalados, también denominados «reservorios de cabecera», son de regulación diaria y, por lo tanto, pueden ser de menores dimensiones: la mayoría tiene entre 30 y 45 m3 de capacidad de almacenamiento. Aparte de guardar este volumen de agua, cumplen la función de cámara de carga para el sistema de aspersión: los reservorios se llenan por las noches para ser vaciados durante el día en el riego; cada «llenada» constituye un turno de riego para una de las familias participantes. La frecuencia de riego es de cada 18 días, o antes, dependiendo del número de aspersores de salida para el riego.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

3. La experiencia de la Municipalidad Provincial de Cajamarca

Constructivamente, los microrreservorios son de ladrillo revestido (con columnas y vigas de amarre) o mampostería. El primer tipo de reservorio tiene un costo de entre 5 y 7 mil nuevos soles (en adelante, soles), y el segundo se ubica alrededor de 3 mil soles. Si se considera además el costo de los implementos para el riego por aspersión, entre 4 y 5 mil soles, el costo total de cada sistema oscila entre 7.500 y 11.000 soles.3 La eficiencia del riego por aspersión es considerablemente mayor a aquella de los métodos de riego tradicionales, sea por surcos, inundación, etc. En consecuencia, el ahorro en agua es un factor muy importante a la hora de valorar este sistema pues permite a todos los beneficiarios incorporar más área de cultivo. Antes se regaban pequeñas áreas de menos de 2 mil metros cuadrados (m2), mientras 3

A diciembre de 2009, la tasa de cambio entre 1 nuevo sol y 1 dólar estadounidense era de 2,85 soles por dólar.

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En el marco del proyecto, el conjunto de las actividades de forestación, mejoramiento de pastos e introducción del riego por aspersión se promueve desde una óptica de manejo integrado de los microespacios territoriales. La aplicación de este enfoque se ve facilitado por el hecho que históricamente los agricultores tienen parcelas en zonas altas destinadas a la protección y la producción forestal, en zonas medias con pastos y cultivos de secano y en zonas bajas dedicada a cultivos de panllevar y hortalizas, donde se concentran las prácticas de riego.

4. Dificultades y aprendizajes

Hoy en día la propuesta de sistemas de riego regulados por microrreservorios puede contar con un alto grado de confianza en los distritos y las provincias donde se introdujeron gracias a las excursiones y los intercambios que se hicieron con agricultores interesados, quienes pudieron constatar el buen funcionamiento de los sistemas y sus beneficios.

Gráfico 6. Duración del proceso de impermeabilización natural en microrreservorios construidos en tierra. Fuente: Estudio citado de Ravines y Sánchez. Tiempo de impermeabilización 25 23

20 16

15

14

14

< de 1 año

11

1a 2 años

10

9

> de 2 años 6

5 2

0

0

0

1

2 0

2 2 1

0 0

C on de ba m ba Pe dr o G ál ve z G re go rio Pi ta Ba ño s de lI nc La a En ca ña da

Reservorios evaluados (n°)

Evidentemente, como toda innovación, la introducción y la difusión de los sistemas de riego regulados por microrreservorios han tenido que enfrentar algunos cuellos de botella. Al inicio, hace unos diez años, el mayor freno fue la poca confianza de las familias y los técnicos de las instituciones en que la propuesta pudiese funcionar. Se pensaba que los reservorios construidos en tierra no retendrían el agua. Este supuesto se veía reforzado porque el proceso de impermeabilización natural del fondo y los taludes de un reservorio en tierra normalmente toma hasta un año hidrológico antes de que desaparezcan las mayores filtraciones (gráfico 6); debido a que se requiere del aporte de sedimentos en suspensión provenientes de las aguas de recarga, las cuales básicamente entran al reservorio durante la temporada de lluvias.

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Gráfico 5. Sistema de riego predial regulado por microrreservorio. Sistema de riego Uñigan, microcuenca San Lucas.

C aj ab am ba

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ahora con el riego por aspersión se logra regar hasta 2.800 m2 por familia.

Distrito municipal

Un segundo cuello de botella guarda relación con las necesidades de asistencia y asesoramiento agrícola y pecuario para que las familias pudieran aprender a realizar un uso óptimo de su sistema; pues la innovación no solo atañe al sistema de almacenamiento

El tercer y más decisivo cuello de botella es de orden legal y de política nacional y repercute sobre las posibilidades de financiamiento. Consiste en que, hasta el momento, el sistema de inversión pública del Estado peruano no permite subsidiar o apoyar acciones en propiedad privada que no sean de beneficio colectivo. No se conocen instrumentos públicos de fomento a la actividad privada como los hay en otros países (bonificaciones, etc.) o, en todo caso, hay políticas y criterios muy ambiguos al respecto. Este problema ha restringido mucho las posibilidades formales de apoyo por parte de los municipios, al tener que aplicarse esa limitación al momento de proporcionar maquinaria para la construcción de los sistemas de microrreservorios. En este sentido, la convicción, la valentía y la decisión de las autoridades locales han sido factores importantes en el apoyo brindado a la puesta en marcha de estos sistemas, a pesar de las dificultades legales. A partir de las experiencias obtenidas en la introducción de sistemas de riego regulados por microrreservorios en zonas de ladera de las provincias de Cajamarca, San Marcos y Cajabamba se puede afirmar que se trata de una propuesta promisoria para muchas familias rurales y cuyo funcionamiento ha sido debidamente comprobado. Los principales aprendizajes han sido: • El modelo de cooperación (alianza pública-privada) entre familias beneficiarias, municipios locales y entidades privadas de apoyo ha demostrado no solamente su viabilidad, sino lo provechoso que es integrar la especificidad de cada uno en un accionar conjunto, en concordancia con el tipo de recurso que cada parte pueda aportar. • Los viajes de intercambio de familias provenientes de distintos ámbitos territoriales (caseríos,

•

•

•

•

•

distritos, provincias) para conocer sistemas de riego regulado en otros lugares han sido un factor clave para la promoción de la propuesta entre la población rural y, en general, para cultivar la confianza en los beneficios del sistema. La oportuna disponibilidad local de maquinaria de excavación (tractor de oruga o retroexcavadora) a bajo costo constituye una condición esencial para la construcción de los microrreservorios familiares. Ha quedado demostrado que los municipios distritales y provinciales desempeñan un papel elemental en brindar esta facilidad, como parte de su aporte en la lucha contra la pobreza. La innovación requiere de un soporte técnico e institucional sostenido para el asesoramiento y la asistencia técnica a las familias en la introducción, la operación y el mantenimiento del sistema de riego regulado, así como para la introducción de nuevos cultivos que demandan prácticas agrícolas mejoradas y distintas. La propuesta puede ser reproducida en muchos departamentos de la sierra y, en este sentido, sería oportuno que los gobiernos regionales promuevan programas de financiamiento de largo aliento para estos fines, de manera que la propuesta pueda difundirse ampliamente en el país. Lo anterior no será posible si no se flexibilizan o se modifican el marco legal y las políticas nacionales en torno al actual sistema de inversión pública para que el apoyo del Estado pueda ejecutarse abiertamente al interior de la propiedad de las familias interesadas, más allá de la convicción personal y la capacidad de decisión de las autoridades locales. Las entidades académicas y las instituciones técnicas otorgan poca importancia al desarrollo de investigaciones y la formación de profesionales en materia de gestión del agua, particularmente a las tecnologías de cosecha de agua comprobadas en la zona. Esto repercute sobre la predisposición y la capacidad profesional disponible para la implementación de estas tecnologías.

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de agua y el método de riego, sino que se refiere sobre todo a la introducción de nuevos cultivos que demandan prácticas agrícolas mejoradas y distintas. Considerando los pocos recursos financieros disponibles, el Instituto Cuencas y sus técnicos han realizado grandes esfuerzos en este campo.

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2. Hidrología 1. El ciclo del agua El ciclo hidrológico o ciclo de agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrósfera: continentes, mares, atmósfera (gráfico 7). El ser humano puede intervenir de distinta manera en este ciclo, positiva o negativamente. En este sentido, los sistemas de riego predial regulados por microrreservorios implican una forma de intervención que combina beneficios ambientales y humanos y, por lo tanto, tienen un efecto regulador positivo en una escala micro. Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son: • Evaporación: es el fenómeno físico que consiste en el paso del agua del estado líquido al estado gaseoso, se produce por efecto de la radiación solar y es influido por la velocidad del viento y otros factores climáticos. La evaporación se mide

en altura de agua evaporada; por ejemplo, milímetros (mm) por día.4 La evaporación se produce desde la superficie oceánica, la superficie terrestre y también en los organismos, a través de la transpiración en plantas y animales (sudoración). La evapotranspiración es un concepto que resulta de la combinación de la evaporación de la superficie del suelo y la transpiración de las plantas. • Condensación: el agua evaporada incrementa la humedad del aire en la atmósfera hasta llegar a una densidad (presión de vapor) en la cual esta humedad invisible se condensa en un estado de vapor (líquido microscópico) y forma las nubes. Son el clima y las barreras orográficas (del territorio) las que determinan la cantidad de humedad presente en el aire y, por ende, la intensidad y las 4

Por ejemplo, mediante un tanque de evaporación tipo A.

Gráfico 7. El ciclo hidrológico. Fuente: Elavoración Propia.

Precipitación Infiltración Precipitación Evaporación

Evaporación Flujo subterráneo

Evapotranspiración Escorrentía superficial

Laguna Río Infiltración Nivel freático

22

Mar

•

•

•

formar parte de los acuíferos y la parte que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del suelo y las rocas, la pendiente superficial y la cobertura vegetal. Las prácticas de conservación (vegetativas y mecánico-estructurales) tienen por finalidad mejorar la infiltración del agua en el suelo. • Circulación subterránea: es la escorrentía de agua dentro de los poros de estratos geológicos, fisuras de las rocas, etc. Este flujo se produce por la fuerza de la gravedad, al igual que la escorrentía superficial. Se presenta en dos modalidades: libre o confinada. En la primera, la circulación es siempre cuesta abajo; en la segunda, el agua puede inclusive subir (agua surgente, también llamada artesiana) por efectos de diferencias de presión. Igualmente, como en el caso de la escorrentía subsuperficial, las aguas de circulación subterránea profunda pueden aflorar hacia la superficie, vía manantiales o en forma de afloramientos más difusos; por ejemplo, bofedales, pantanos y otras zonas húmedas. Existen varias técnicas que permitan mejorar la recarga de acuíferos y, por ende, el rendimiento de los puntos de afloramiento de agua.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

•

características de los procesos de condensación en una región. Precipitación: al enfriarse las nubes presentes en la atmósfera, el vapor se concentra en agua líquida, granizo o nieve que cae sobre los continentes y los océanos, proceso llamado precipitación. La precipitación se mide en altura de agua expresada en milímetros, mediante dispositivos especiales llamados pluviómetros y pluviógrafos. Las principales características de la precipitación son la intensidad (cantidad de agua caída por unidad de tiempo), la duración (el tiempo que transcurre entre el comienzo y el fin de la precipitación) y la frecuencia (número de veces que se repite una precipitación o una «tormenta» con determinada intensidad y duración en un periodo de tiempo más o menos largo, años). Cuando la precipitación alcanza la superficie terrestre el agua puede recorrer varios caminos: escorrentía, infiltración o circulación subterránea. Escorrentía: este término se refiere a las diversas maneras por las cuales el agua líquida se desliza cuesta abajo por la (sub)superficie del terreno hacia las quebradas y los ríos. El agua de escorrentía superficial es aquella porción que fluye en forma de corriente superficial, es decir, por encima del terreno. El mantenimiento, la conservación y la regeneración de la vegetación, eventualmente combinados con medidas mecánicas de conservación (zanjas de infiltración, etc.), constituyen prácticas importantes para controlar la intensidad de la escorrentía superficial. El agua de escorrentía subsuperficial es la parte que se infiltra y escurre paralela a la superficie del suelo, para luego reaparecer aguas abajo. Esta aflorará cuando encuentre una capa de suelo impermeable que la concentre y haga drenar hacia la zona de afloramiento: manantiales o puquios que en la sierra constituyen fuentes de agua de mucha importancia. Infiltración: ocurre cuando el agua que alcanza el suelo penetra a través de sus poros y pasa a ser subsuperficial o subterránea. La proporción entre el agua que se infiltra a la profundidad para

En su paso por el ciclo hidrológico el agua puede adoptar los tres estados en los que se encuentra en la naturaleza: sólido (hielo, granizo, escarcha), líquido (agua, vapor) o gaseoso (humedad atmosférica). El cambio del estado sólido al estado líquido del agua se llama fusión. El cambio del estado líquido o gaseoso al estado de congelamiento se llama solidificación. La diferencia entre humedad atmosférica y vapor es que la primera implica realmente un estado gaseoso (gas) invisible, mientras que el vapor consiste en una nube visible de ínfimas partículas líquidas.

2. La cuenca hidrográfica Una cuenca hidrográfica es el área de un territorio cuyas aguas escurren o drenan a un mismo cauce

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

o río. Este drenaje puede ser a través de uno o más cursos de agua, confluyendo todos en un río principal. Cada cuenca está separada de las vecinas por líneas divisorias de aguas, constituidas por elevaciones intermedias o líneas de cumbres de montañas, llamadas también divortium aquarium. El gráfico 8 ilustra estos conceptos. La microcuenca hidrográfica es el espacio más apropiado para intervenir en el ciclo hidrológico para beneficio humano y de la naturaleza (no para destruirla). Constituye una especie de «chacra hidrológica» que debe manejarse en sus distintos niveles de gestión y con diferentes prácticas. Estos distintos niveles de gestión se presentan en el gráfico 9. La gestión intersectorial del agua, entre todos los sectores y los actores de uso, debe realizarse en toda la cuenca. Es principalmente en este ámbito donde las distintas instituciones públicas y privadas, empresas, organizaciones de base y, en particular, los usuarios de agua de estos estamentos y sectores tienen que interactuar en beneficio de la cuenca y sus habitantes. Por lo tanto, es la escala más compleja de manejar y a menudo la más politizada. Las instancias de gestión sectorial y, al interior de estas, la gestión de cada uno de los sistemas (colectivos) de uso, se localiza en determinadas partes de la cuenca. Así, por ejemplo, una comisión de usuarios o un comité de usuarios5 funcionan territorialmente en torno a las aguas de una quebrada, una ladera, un pueblo, etc. La gestión del agua a escala individual o familiar se circunscribe al predio agrícola. Es el ámbito más práctico desde el cual se realiza el manejo de los recursos naturales y se pueden impulsar y apoyar más fácilmente las iniciativas de cosecha de agua en beneficio de las familias rurales. Este ha sido el 5

24

Gráfico 8. Delimitación de la cuenca del río Tambillo, Huánuco.

Estas son las denominaciones usadas en la Ley de Recursos Hídricos (Ley 29338) promulgada en marzo de 2009; en la práctica, en muchos casos se mantiene el nombre de «comisión de regantes» o «comité de regantes».

Leyenda

Divortium aquarium Cauce principal

Gráfico 9. Niveles de gestión del agua en el espacio de una cuenca hidrográfica.

Espacio de la cuenca hidrográfica GesƟón intersectorial del agua (entre todos los sectores y los actores de uso)

GesƟón sectorial del agua (entre los usuarios de un mismo sector de uso)

GesƟón de cada sistema de uso (entre los usuarios que comparten un mismo sistema de uso)

GesƟón del predio de cada usuario (nivel individual o familiar)

principal motivo por el cual el Instituto Cuencas ha priorizado su apoyo a la instalación de sistemas de riego predial regulados por microrreservorios. En resumen, la cuenca hidrográfica constituye una unidad territorial en la cual se desarrollan relaciones

Al intervenir en el ecosistema cuenca es necesario analizar el papel que cumple cada uno de estos elementos para realizar una explotación racional, con el fin de no producir alteraciones o desequilibrios que generen degradación o extinción de estos. La suerte de cada uno de sus elementos está relacionada con lo que ocurra con los otros: • La disminución importante de la cubierta vegetal de la cuenca favorece la escorrentía superficial del agua, produce erosión de suelos, disminuye la infiltración y la recarga de acuíferos, y altera el caudal de las fuentes de agua. • La erosión de los suelos agrícolas disminuye la fertilidad y la capacidad de almacenamiento de agua, mermando considerablemente su productividad. • Las quemas de pastos naturales, frecuentes en las jalcas, pueden producir la disminución o la extinción de la diversidad de flora y fauna existente. • Una agricultura basada en monocultivos propicia la aparición de plagas y enfermedades. Una intervención inadecuada puede producir la disminución progresiva de la capacidad de regulación del agua en las cuencas, degradación de los suelos, pérdida de la diversidad biológica, pérdida de la fertilidad de las tierras de cultivo y cambios en el hábitat de la fauna, entre otros fenómenos: el proceso conocido globalmente como desertificación. Los procesos de desertificación se están generalizando en las cuencas andinas y para corregirlos es necesario realizar una adecuada gestión mediante la zonificación de territorios en áreas de similares características y la aplicación de medidas

de conservación especializadas para cada zona. Esto a su vez requiere de información, capacitación y organización de la población, mejoramiento de la calidad educativa y otras medidas. La desertificación genera secuelas sociales en términos de pobreza, emigración, desnutrición, etc. El Programa Nacional de Manejo de Cuencas Hidrográficas y Conservación de Suelos (Pronamachcs, hoy Agrorural) determinó en 1988 algunos criterios para la clasificación de cuencas o unidades hidrográficas. Definió las microcuencas como áreas en que se ubican cursos de agua de primer, segundo o tercer orden, con superficies de entre 10 a 100 kilómetros cuadrados (km2). En nuestro medio, las microcuencas son espacios territoriales que albergan a una o más comunidades o caseríos, constituyendo desde el punto de vista social una escala adecuada para la planificación y el manejo de los recursos naturales (Coordinadora de Ciencia y Tecnología en los Andes [CCTA] et al. 1999).

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

complejas e interdependientes entre los seres vivos y su entorno físico o hábitat. Por lo tanto, las cuencas constituyen unidades ecosistémicas resultantes de la interacción de suelos, clima, plantas, animales y seres humanos. Lo que ocurra con el manejo de los recursos naturales en una zona afecta todo el espacio y a quienes habitan en él.

Desde 2008 la delimitación y la codificación oficial de las unidades hidrográficas en el Perú6 ha sido establecida conforme al estándar internacional Sistema de Codificación Pfafstetter, el cual considera tres clases de unidades de drenaje: cuenca, intercuenca y cuenca interna («cuenca endorreica»). Aunque formalmente los términos «subcuenca» y «microcuenca» no se usan en este sistema de clasificación, en este manual se los emplea por razones prácticas por el carácter eminentemente local de los métodos de cosecha de agua y los sistemas de riego regulados por microrreservorios propuestos.

3. Zonificación hidrológica de una cuenca Por sus características geomorfológicas, con independencia de su tamaño, las partes al interior de 6

Resolución Ministerial 033-2008-AG. Mayor información se encuentra en la Autoridad Nacional del Agua (ANA).

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

una cuenca, una subcuenca o una microcuenca pueden dividirse en zonas diferenciadas que cumplen distintas funciones hidrológicas (cuadro 1). Cuadro 1. Zonas de una cuenca. Partes

Nombres que reciben

1.

Zona de recepción

Área colectora

Cuenca de captación

Cuenca alta

2.

Zona de contracción

Canal de desagüe

Zona de escurrimiento

Cuenca media

3.

Zona de deposición

Cono de deyección

Lecho de escurrimiento

Cuenca baja

4. Fuente: CCTA et al. 1999.

La parte alta de la cuenca, cuenca alta o zona de captación de agua, es generalmente de relieve suave, con una topografía poco escarpada, característica fisiográfica que contribuye al almacenamiento del agua en la cuenca. Debido a su altitud, es una zona de menor temperatura y mayor precipitación que las zonas media y baja. La cobertura vegetal (herbácea y arbustiva) y los suelos con gran acumulación de materia orgánica permiten que estas zonas cumplan la función de captar, retener, infiltrar y regular el flujo del agua proveniente de las precipitaciones. Estas zonas altas constituyen verdaderos ecosistemas de montaña. Se las denomina también como páramo o jalca. En los Andes se ubican normalmente a altitudes que van desde los 2 900 metros sobre el nivel del mar (m. s. n. m.) hasta la línea de nieves perpetuas a aproximadamente 5 mil m. s. n. m. La parte media, cuenca media o zona de escurrimiento, es generalmente aquella en la que el cauce se hace más escarpado, se relaciona fundamentalmente con el escurrimiento del agua y su drenaje hacia la zona baja. Es la zona de mayor afloramiento de manantiales (cuadro 2), por ello es frecuente en ella la presencia de asentamientos humanos y áreas de producción agropecuaria.

26

Cono de dispersión

La parte baja de la cuenca concentra los flujos de agua hacia un solo cauce, ríos mayores, lago o mar. Normalmente, en las zonas interandinas esta parte de la cuenca constituye un área de poca extensión y estrecha («valle interandino»). Por su baja pendiente es depósito natural de sedimentos formadores de suelos fértiles. En la cuenca baja se desarrolla una intensa actividad agropecuaria, generalmente dispone de mayores inversiones en infraestructura de riego para el aprovechamiento del agua superficial y subterránea. Allí se concentran las ciudades medianas y grandes, que absorben cada vez más el reducido espacio rural de estos valles andinos. Un buen ejemplo de lo diferenciado de las características entre las zonas alta, media y baja se presenta en la microcuenca del río Muyoc, que cubre los ámbitos de los distritos de Namora, provincia de Cajamarca, y Gregorio Pita y Pedro Gálvez, provincia de San Marcos (gráfico 10).

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Gráfico 10. Microcuenca del río Muyoc. Elaboración propia.

Cuenca alta Cuenca media Cuenca baja

27

En el cuadro 2 se presentan algunos parámetros geofísicos y biofísicos de la microcuenca Muyoc. Se observa gran número de afloramientos de manantiales en la parte media, los cuales triplican a los de la cuenca alta y son cerca de diez veces más que los que afloran en la cuenca baja. Las isolíneas de precipitación («isoyetas») muestran variaciones de hasta 50 milímetros (mm) anuales entre las diferentes partes de la microcuenca. La mayor cantidad de lluvia se produce en la parte alta. En cuanto a temperatura, cada parte de la cuenca baja tiene promedios distintos y también rangos diferentes entre temperatura mínima y máxima; así, por ejemplo, en la parte baja ese rango va de 7,6 a 25,9 grados centígrados (°C).

4200 4000 3800 Altitud (m.s.n.m.)

En el gráfico 12 se presentan los cortes transversales de las partes alta, media y baja, respectivamente. Se observa que la cuenca media es mucho más escarpada que la alta y la baja.

Gráfico 11. Perfil longitudinal del río Muyoc. Fuente: elaboración propia

Cuenca media

3600

Cuenca alta

3400 3200

Cuenca baja

3000 2800 2600 2400

5000

10000

15000 20000 Distancia(m)

25000

30000

Gráfico 12. Corte transversal de la cuenca del río Muyoc. Fuente: elaboración propia 4400

4100 Cuenca alta

Altitud (m.s.n.m.)

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

En este caso, el piso de la cuenca baja y la cima de la cuenca alta se encuentran a una distancia de 30 mil metros (m) o 30 kilómetros (km). En el gráfico 11 se observan las diferencias en pendiente longitudinal de cada una de las partes de la microcuenca Muyoc, se nota el declive más pronunciado de la parte media.

3800 3500 Cuenca media

3200 2900 2600

Cuenca baja

2300

2000

Cuadro 2. Parámetros zonales de la microcuenca del río Muyoc.

4000

6000

8000

10000

Distancia (m)

Microcuenca Muyoc Partes

Altitud (m. s. n. m.)

Precipitación (mm/año)

Temperatura mínima-máxima (°C)

Pendiente (%)

Manantiales (N.º)

Alta

3 600-4 000

780-890

2,0-16,8

2,3

113

Pastos naturales, cultivos andinos de secano, quinual. Ecorregión páramo o jalca.

Media

2 800-3 600

730-780

3,8-21,1

16,2

334

Pastos cultivados, cultivos en limpio de secano y riego; eucalipto, aliso, sauco, etc.Ecorregión quechua.

Baja

2 200-2 800

690-730

7,6-25,9

4,6

52

Pastos cultivados, forrajes, cultivos permanentes, frutales, árboles exóticos. Ecorregión yunga o valle.

Elaboración propia a partir de Instituto Cuencas et al. 2005.

28

Vegetación

El balance hídrico de una unidad hidrográfica (cuenca, subcuenca, microcuenca) es el «saldo de ingresos y egresos» entre la oferta de agua que producen las precipitaciones y el consiguiente escurrimiento de agua (superficial, subsuperficial y subterráneo) y las demandas de agua por parte de los distintos usuarios, sistemas de uso y el ecosistema en general. Se debe aclarar que las lagunas, los embalses, los acuíferos y otros medios de almacenamiento de por sí no constituyen una oferta de agua adicional, sino que cumplen una función de «caja de ahorro» de agua. La oferta de agua es bastante fluctuante, lo cual se refleja en el régimen hidrológico de una cuenca, y así lo es también la demanda de agua (turnos de riego, horas «punta» de consumo de agua potable, etc.). Por lo tanto, el balance hídrico no es un concepto estático; por el contrario, se caracteriza normalmente por ser dinámico y fluctuante en el tiempo. En la sierra del Perú la oferta de agua permanente durante gran parte del año está dada por el caudal base (base flow) de algunas quebradas y manantiales, las cuales se alimentan del agua acumulada en lagunas altoandinas o acuíferos subterráneos que se recargan anualmente en época de lluvias. Por este motivo, las zonas de almacenamiento de agua en superficie (lagunas) y la recarga de acuíferos cumplen en esta zona un papel fundamental. Los manantiales son fuentes de agua de gran importancia en las microcuencas andinas porque son abundantes, de distribución dispersa y mejor calidad de agua. Se usan con propósitos múltiples: abastecer los sistemas de agua potable, en actividades agrícolas y pecuarias. El agua de ríos, quebradas o arroyos permanentes se conduce hacia los lugares de uso a través de canales, que son de diferente caudal (Q), longitud (L) y material de construcción. Aunque generalmente se construyen para el riego, los canales son fuentes de

uso múltiple: agropecuario, doméstico, hidroenergético, etc. Existen además fuentes de agua no permanente, alimentadas por las lluvias estacionales. Esta porción de agua, por ser muy abundante en la época de lluvias, generalmente no puede ser aprovechada en su totalidad. Constituye un componente importante en el balance hídrico y es preciso utilizarla. El recuadro 1 ilustra sobre el volumen de oferta de agua en el caso de la microcuenca Muyoc. Recuadro 1 Oferta de agua en la microcuenca Muyoc • Precipitación total media anual (P) = 800 milímetros (mm) • Área total (A)= 23.000 hectáreas (ha) • Volumen bruto anual de precipitaciones (Vp,a) = 184 millones de m3 (MMC) • Coeficiente de escorrentía (Ce) superficial promedio = 0,40 (40%) • Volumen anual de escorrentía superficial (Vp,a x Ce) = 74 MMC • Caudal medio total (Qm, t) de aguas de manantial = 380 litros por segundo (l/s) • Volumen total anual de afloramiento por manantiales (Qm,t) x 3.600 x 24 x 365/1.000 = 12 MMC • Volumen anual disponible para satisfacer las demandas de agua en la microcuenca Muyoc = 74 MMC + 12 MMC = 86 MMC.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

4. Balance hídrico de la cuenca

La demanda de agua es la cantidad requerida para abastecer las necesidades sociales, económicas y ambientales de un determinado territorio. La demanda de agua para uso ambiental es la que se necesita para sostener los ecosistemas en el largo plazo: regeneración natural, reproducción de flora y fauna silvestre, formación de capa orgánica del suelo y mantenimiento de los sistemas acuáticos, entre otros. La conservación de los ecosistemas es

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fundamental para que también la actividad humana pueda desarrollarse en un ambiente saludable y productivo. En ello debe considerarse no solo la cantidad sino la calidad y el régimen de variación del flujo de agua que necesitan los ecosistemas.7 Un término muy utilizado en relación con los flujos permanentes de agua es el «caudal ecológico», definido como el caudal mínimo necesario para que un curso de agua mantenga sus ecosistemas acuáticos originales, lo que condiciona la cantidad de agua que puede desviarse de un determinado cauce para otros usos. La demanda de agua para uso social es la que se necesita para uso doméstico y para mantener la calidad del hábitat. Se usa en el consumo doméstico (agua para consumo humano, sanidad, preparación de alimentos, lavado de ropa, etc.), evacuación de desechos, recreación (natación, deportes, pesca, etc.), consumo público (limpieza de calles, abastecimiento de fuentes públicas, ornamentación, riego de parques y jardines, otros usos de interés comunitario, etc.). La demanda de agua para uso productivo y económico es la que se requiere para producir bienes y servicios mediante la realización de actividades económicas como agricultura, ganadería, forestación, generación de hidroelectricidad, minería, industria, navegación, turismo, piscicultura o construcción de infraestructura. Cuando el balance hídrico entre oferta y demanda arroja un margen reducido de agua disponible, o peor, en caso de déficit de agua, no es recomendable gestionar proyectos «de desarrollo» cuyo efecto fuese el incremento de la demanda de agua (por ejemplo, ampliación de áreas regadas por gravedad). Lo que sin duda generaría tensiones y conflictos sociales entre grupos de usuarios, sea porque el proyecto crearía nuevos privilegios para algunos o 7

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River Symposium, Australia, septiembre de 2007.

porque afectaría la disponibilidad de agua de otros que ya tienen derechos formales o consuetudinarios sobre el recurso. En caso de detectar balances hídricos muy ajustados, particularmente en épocas de estiaje, que es la situación predominante en muchos territorios hoy en día, quedan básicamente cuatro caminos de desarrollo hídrico: • La opción de incrementar la oferta territorial-ambiental de agua. • La opción de construir obras de regulación que permitan ajustar mejor los volúmenes y los momentos de oferta, en relación con las demandas fluctuantes de agua. • La opción de desarrollar proyectos que permitan un uso más eficiente del agua disponible. • El reciclaje de aguas servidas. El incremento de la oferta territorial-ambiental de agua (zanjas de infiltración, cobertura vegetal, etc.) debe tener una proyección de mediano a largo plazo; no obstante, prácticas de esta índole ofrecen perspectivas interesantes. Las obras de regulación pueden traer beneficios más inmediatos al aprovechar «márgenes escondidos» en el balance hídrico. Por ejemplo, en muchas zonas del país se utiliza bastante menos agua durante horas de la noche y la madrugada que durante el día, lo que genera un superávit de agua en los ríos y los cauces que literalmente no se ve. En vez de perderse, estas aguas nocturnas podrían ser captadas en reservorios nocturnos y luego utilizadas durante el día para incrementar el caudal circulante hacia un determinado sistema de uso. Otro tipo de regulación son los reservorios estacionales (conservan el agua en el periodo de lluvia para la época de estiaje). Se puede distinguir entre microrreservorios ubicados en las parcelas familiares y represas mayores. Evidentemente, este manual se concentra en la primera opción: los microrreservorios prediales.

3. Cosecha de agua

temas de agua potable. Aquí existen amplias posibilidades de mejora, a través de una variedad de soluciones, tanto tecnológicas como, sobre todo, ¡de gestión!

Gráfico 13. Una de las múltiples formas de cosecha de agua: el sistema negarim.

«Cosecha de agua» (water harvesting, en inglés) es la recolección y el almacenamiento de agua para el abastecimiento doméstico, el riego de cultivos u otra actividad que necesita el recurso. La fuente de agua siempre es de origen local, como puede ser la escorrentía superficial de las lluvias en una ladera, el caudal de un pequeño arroyo, un canal, un manantial, o una combinación de estos tipos de fuente. Como sea, en gran medida todas estas fuentes dependen, directa o indirectamente, de un mismo proceso: la escorrentía y la concentración de aguas de lluvia desde un área de captación, también llamada área de impluvio o área colectora. La captación de aguas es una tecnología probada para aumentar la seguridad agroproductiva y alimentaria en zonas propensas a la sequía y la variabilidad climática. El control de la erosión y la recarga de agua subterránea son ventajas adicionales de esta práctica. El método de cosecha de agua puede ser extremadamente localizado, por ejemplo, mediante pequeños lomitos de tierra en forma de rombo, en dirección diagonal a la pendiente del terreno, que guíen la escorrentía hacia un hoyo de infiltración al lado de una planta, arbusto o árbol. Este sistema lleva el nombre de «negarim» (gráfico 13).

Pendiente del terreno

1. General

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Es importante reconocer que en muchos casos la «falta de agua» esconde un problema de tremenda ineficiencia de los sistemas de uso de agua. Es común encontrar una eficiencia total menor de 30% en los sistemas de riego y menor de 40% en los sis-

Sin embargo, los sistemas de cosecha de agua pueden asumir magnitudes que involucren gran parte o la totalidad del territorio de una microcuenca, una subcuenca o inclusive una cuenca hidrográfica, al emplazar embalses de mayor tamaño en estos espacios territoriales. Lamentablemente, en la práctica la construcción de grandes embalses raras veces se ve acompañada por medidas aguas arriba respecto del control y la conducción de las escorrentías

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

superficiales, por lo cual en estos casos el término «cosecha de agua» no resulta pertinente.

2. Métodos de cosecha de agua Las tecnologías de cosecha de agua se agrupan en dos tipos: las que utilizan el suelo como medio de captación y almacenamiento, y las que utilizan además un tipo de embalse para incrementar el volumen almacenado y facilitar el acceso a este. Entre las principales técnicas para la cosecha de agua están la cosecha de agua en el suelo y la cosecha de agua ampliada con embalses.

2.1. Cosecha de agua en el suelo Las técnicas de esta índole son las más promocionadas por las instituciones, tanto públicas como privadas, que desarrollan actividades relacionadas con el manejo de cuencas hidrográficas. Entre otras, se aplican prácticas vegetativas y mecánicoestructurales. Prácticas vegetativas • Protección de bosques y praderas naturales localizadas en zonas estratégicas de la cuenca para incrementar la retención de agua. De ser posible, esta protección debe contar con respaldo legal, mediante ordenanza del gobierno regional o local, previo acuerdo con los usuarios. • Plantaciones forestales en zonas montañosas de suelos superficiales para favorecer la formación del suelo y el almacenamiento de agua en este. Las especies forestales deben ser formadoras de suelo, acumuladoras de materia orgánica y de bajos requerimientos hídricos. Aparte de las mencionadas funciones ecosistémicas, este tipo de forestería puede resultar como una actividad económicamente atractiva. • Plantación de cercos vivos: divisiones perimetrales entre predios o chacras constituidas por determinados arbustos u otro tipo de vegetación plantada en línea; cumplen igual función que las

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terrazas o los bancales (ver prácticas mecánicoestructurales) y, además, sirven de rompevientos. • Instalación de pastos cultivados. Estas especies deben ser perennes y de bajo requerimiento hídrico. En general, en cualquier tipo de pastos debe evitarse el sobrepastoreo, pues esta práctica nociva contribuye a la denudación y compactación del suelo e incide negativamente en la infiltración del agua. El sobrepastoreo es una de las causas de la desertificación. Prácticas mecánico-estructurales Estas prácticas sirven para detener, almacenar o drenar el agua de escorrentía de manera segura, reduciendo la erosión al mínimo. Se trata de medidas muy relacionadas con el manejo de los predios de conducción familiar y comunal. Se pueden presentar como complementarias a las prácticas vegetativas pero han demostrado ser muy efectivas. Entre otras, se han comprobado las siguientes prácticas: • Instalación de terrazas o bancales. Son estructuras que dividen la ladera en plataformas con sentido perpendicular a la pendiente, trazadas en dirección de las curvas de nivel. La distancia entre los bordos está en función de la pendiente, la profundidad del suelo, la precipitación, el tipo de labranza y de cultivo. • Una variación de lo anterior son los ya mencionados negarim: pequeños lomitos de tierra en forma de rombo, diagonales a la pendiente, que guían la escorrentía hacia un hoyo de infiltración al lado de una planta, un arbusto o un árbol. • Construcción de acequias o zanjas de infiltración. Se excavan en suelos con aptitud forestal y pasturas. Son acequias de sección trapezoidal trazadas en forma perpendicular a la pendiente para captar el agua de las precipitaciones. Su función es dividir la longitud de la pendiente para interceptar la escorrentía superficial y favorecer la infiltración del agua en el suelo. • Habilitación de las denominadas «amunas». Se trata de un conjunto de acequias que capta las

2.2. Cosecha de agua ampliada con embalses La cosecha de agua en el suelo es beneficiosa para el crecimiento de las plantas, la recarga de acuíferos y el mejoramiento de manantiales y humedales. Pero para poder tener acceso directo a un volumen almacenado de agua, y regular los flujos de salida, se requiere además la existencia de estructuras de almacenamiento de agua: embalses. Los embalses son estructuras, naturales o artificiales, en las que se almacena el agua de escurrimiento o aquella proveniente de otro curso de agua (quebrada, canal de drenaje, etc.). Los embalses medianos y grandes se construyen aprovechando vasos naturales y los pequeños pueden excavarse en el suelo con maquinaria. Los embalses pueden ser construidos dentro del mismo lecho de una quebrada, río, etc. o en una zona fuera del curso natural de agua. En inglés se denominan on stream reservoir, en el primer caso, y, en el segundo, off stream reservoir (en castellano, reservorio dentro o fuera del cauce). Normalmen-

te, los del segundo tipo son de menor tamaño8 y menos vulnerables a la fuerza destructiva de las crecidas que se producen en la fuente aportante (quebrada o río). Para ser llenado, un reservorio «fuera de cauce» requiere un canal o una tubería de aducción que transporte las aguas desde la fuente de captación. En el caso de un canal de aducción, este puede cumplir a la vez la función de interceptor de aguas de escorrentía de la ladera que atraviesa o, inclusive, captar filtraciones que aparezcan en determinados puntos de su recorrido. Al almacenar volúmenes de agua, los reservorios permiten la regulación y la dosificación de los caudales salientes en función de las demandas de agua por parte de los usuarios que se producen en forma fluctuante durante determinados momentos o periodos. Además, cumplen una función de «cámara de carga», pues el nivel de agua en el reservorio acumula presión hidráulica. En represas hidroeléctricas esta presión es convertida, mediante turbinas, en energía hidromecánica y luego en energía eléctrica. En el caso de pequeños reservorios para la agricultura, la mayor altura o la presión del agua en el reservorio respecto de la ubicación de los cultivos son importantes para la utilización de métodos de riego presurizado (principalmente aspersión y riego por goteo).

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aguas de escorrentía y los flujos excedentes de las quebradas y las conduce hacia superficies de gran permeabilidad del suelo, donde el agua se esparce y se infiltra hacia los acuíferos, los que alimentan manantiales aguas abajo. Este sistema funciona bien en zonas con formación geológica particular (exposición de roca calcárea, etc.), por lo cual su aplicación no puede ser generalizada. Son conocidas las que existen en la provincia de Huarochirí, departamento de Lima. • Control de cárcavas. Son estructuras («diques») construidas en forma escalonada en las cárcavas profundas o torrenteras que se hayan producido en la ladera. Tienen como función retener el agua y el material erosionado procedentes de la escorrentía, al disminuir la fuerza erosiva del agua y facilitar su infiltración en el cauce del lecho erosionado.

3. Formas de aducción de agua La aducción de agua es el transporte de este fluido desde el lugar o el área de captación hacia el punto donde se quiere concentrarlo, normalmente un reservorio. Existen variadas formas de aducción para llenar un microrreservorio, las más usadas son: • Escorrentía superficial directa hacia la depresión de terreno donde se concentran y se almacenan los volúmenes de agua (gráfico 14). En este 8

No obstante, también se conocen off stream reservoirs de gran tamaño, como es el caso de la represa Tinajones en la cuenca del río Chancay-Lambayeque, departamento de Lambayeque, con una capacidad de embalse de 320 MMC.

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

•

•

•

•

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caso, las aguas discurren en forma difusa por la ladera y su recorrido lo determinada la morfología (forma) de la ladera, inclusive la existencia de drenes o quebradas naturales. Son a menudo las pequeñas lagunas naturales las que se alimentan de agua de esta manera. Construcción de zanjas o canales colectores que interceptan las aguas de escurrimiento de la ladera y las conducen a los reservorios. Dependiendo del tamaño el área de captación, las características del terreno y la capacidad de conducción del canal, muchas veces pocos aguaceros de alta intensidad durante el periodo de lluvias permiten colectar suficiente agua para la recarga de los reservorios. Una variante de lo anterior es el aprovechamiento de las aguas de drenaje que fluyen por la cuneta de un camino afirmado, trocha carrozable, etc. (gráfico 15). Es importante reconocer que la ampliación de la red de caminos de penetración en zonas rurales puede alterar significativamente el régimen hidrológico de una microcuenca por el incremento de la intercepción y el consiguiente drenaje momentáneo de aguas de escurrimiento superficial. Captación y conducción de aguas provenientes de filtraciones y manantiales hacia un recipiente (reservorio) cercano. Si bien estas filtraciones y manantiales a menudo producen solo un pequeño caudal, normalmente son de flujo permanente; debidamente encauzadas pueden aportar volúmenes significativos para dotar de agua potable a centros poblados y a la producción agrícola bajo riego. Derivación de turnos desde canales de riego. Dentro de un sistema de riego, cada usuario tiene normalmente asignado un determinado tiempo y volumen de agua, a través de su turno de riego. En vez de regar de inmediato su chacra con estas aguas, el usuario puede derivarlas hacia un reservorio, y determinar él mismo cuándo y cuánto regar. Sobre todo cuando los caudales son pequeños, los momentos y los tiempos de dotación son restringidos y los intervalos entre uno y otro riego

Gráfico 14. Escorrentía superficial directa hacia una depresión en el terreno.

Gráfico 15. Aguas de drenaje que fluyen por la cuneta de un camino afirmado.

son largos (15 días o más), la aducción de las aguas recibidas hacia un reservorio propio puede ser muy ventajosa para que el agricultor consiga aplicar riegos oportunos, casi con independencia de los turnos de riego fijados para el canal; sobre todo cuando el productor está en la posibilidad de usar métodos de riego presurizado que son de alta eficiencia en el uso del agua. • Formas mixtas de aducción. En este caso los microrreservorios pueden ser recargados alter-

Gráfico 17. Régimen pluvial en las zonas de Cajamarca y Cusco. Elaboración propia con datos de las estaciones meteorológicas A. Weberbauer, Cajamarca, y Granja K´ayra, Cusco, del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrografía (Senamhi). Precipitación media mensual en Cajamarca y Cusco

400

Fuentes de captación de agua

338

Fuentes de captación de agua

0 TO

Canal Escorrentía / Escorrentía / Manantial Escorrentía/ Manantial / de riego canal / canal canal manantial propio manantial

40 50

OS

Escorrentía

3

EM BR E OC TU BR NO E VI EM BR DI E CI EM BR E

0

14

JU LI O

29

Cusco estación Granja K´ayra, 1931 - 1990)

60

AG

38

50

80

TI

86

SE

107 100

100

AY O

150

Cajamarca estación A. Weberbauer, 1933-2008

120

JU NI O

200

140

AB RI L

250

M

300

Precipitación media mensual (mm)

140

EN ER O FE BR ER O M AR ZO

Sistemas instalados (n°)

350

Mes

nativamente con agua de escorrentía (directa o mediante uno o más colectores), pequeños manantiales o filtraciones y aprovechando el turno de riego de un canal. En la realidad de Cajamarca (provincias de Cajabamba, San Marcos y Cajamarca) estas combinaciones de captación existen, aunque no son las más comunes (gráfico 16).

4. Cálculo del volumen potencial de captación En la sierra norte del Perú la época de lluvias se presenta entre los meses de octubre y mayo, periodo en el cual se producen precipitaciones abundantes y el consiguiente escurrimiento por los cauces naturales hacia las zonas bajas. En el caso de Cajamarca, más de 85% del total anual de precipitaciones (700 mm) cae en este periodo; lo que equivale a casi 600 litros de agua por metro cuadrado de superficie. Como se aprecia en el gráfico 17, el régimen pluvial en la sierra sur (zona del Cusco) presenta una situación similar, aunque tiene una época de estiaje algo más acentuada y prolongada.

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Gráfico 16. Tipo de captación de agua usado en los sistemas instalados en las provincias de Cajabamba, San Marcos y Cajamarca. Fuente: Estudio citado de Ravines y Sánchez.

El volumen de la escorrentía depende de la intensidad de las precipitaciones, la pendiente, el tipo de suelo, la cobertura vegetal y, por supuesto, el tamaño del área colectora. Precipitaciones de igual intensidad y duración producirán mayores volúmenes de agua de escorrentía en suelos desnudos y compactados que en aquellos cultivados y con cobertura vegetal densa. El agua de escorrentía puede arrastrar mayor volumen de sedimentos en suelos que están sueltos y sin cobertura vegetal, ocasionando la colmatación de las obras de infraestructura y la disminución de la capacidad productiva de los suelos. Para captar el agua se requiere disponer de un área de colección, o superficie de escurrimiento, y de acequias que concentren el flujo y lo conduzcan al reservorio. Las áreas de colección pueden ser de dos tipos: 1. Las que tienen una configuración hidrográfica natural definida, por lo general cuencas de pequeña extensión cuyas aguas se concentran en colectores o torrenteras naturales definidas. 2. Las que no tienen una configuración hidrográfica definida y, por lo tanto, producen escurrimientos

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dispersos («erráticos») sobre la superficie. Se trata de terrenos en laderas que no tienen una morfología aparente de cursos de drenaje. En estos casos se requiere la construcción de zanjas o canales de aducción, el aprovechamiento de cunetas de carreteras o canales de irrigación que atraviesen las laderas. En áreas con hidrografía definida la aducción del agua hacia los reservorios se realiza mediante bocatomas y canales que captan y conducen el agua de escurrimiento de las torrenteras. Su diseño corresponde a secciones para captar escorrentías máximas en periodos cortos. En áreas sin hidrografía definida, como laderas cortas, la aducción del agua se realiza mediante canales colectores. Las dimensiones de los canales colectores se diseñan en función de la extensión del área de escorrentía del terreno y la intensidad de las precipitaciones. En un ciclo hidrológico, generalmente pocos aguaceros tienen la capacidad de producir escurrimientos para recargar los reservorios, por lo tanto, los canales de aducción deben tener la capacidad para captar los escurrimientos máximos.

4.1. Cálculo de volúmenes de escurrimiento El volumen de escurrimiento puede calcularse mediante el método empírico,9 aplicable a zonas con poca disponibilidad de datos y superficies menores a 50 hectáreas. Estos cálculos permiten conocer de manera aproximada el volumen potencial de escurrimiento de agua, en función del cual luego se puede calcular la capacidad que debe tener el reservorio y pronosticar la disponibilidad de agua con fines de planificación de los cultivos. Se sabe que una parte de la precipitación infiltra y humedece el suelo y otra parte se evapora; el resto se convierte en escurrimiento superficial que discurre por la ladera. Por lo tanto, el método de cálculo plantea que el volumen de agua mensual escurrido de una superficie determinada es igual a la superficie, multiplicada por la precipitación mensual y por el coeficiente de escorrentía (Ce) que está en función al tipo de suelo, su topografía y su cobertura vegetal (cuadro 3). 9

Fórmula racional mejorada por el Soil Conservation Service de Estados Unidos 1974.

Cuadro 3. Valores del coeficiente de escorrentía (Ce). Franco arenoso

Franco arcilloso Franco limoso

Arcilloso

Bosque Plano (m = 0-5%) Ondulado (m = 5-10%) Montañoso (m = 10-30%)

0,10 0,25 0,30

0,30 0,35 0,50

0,40 0,50 0,60

Pasto Plano (m = 0-5%) Ondulado (m = 5-10%) Montañoso (m = 10-30%)

0,10 0,16 0,22

0,30 0,36 0,42

0,40 0,50 0,60

Tierra agrícola Plano (m = 0-5%) Ondulado (m = 5-10%) Montañoso (m = 10-30%)

0,30 0,40 0,53

0,50 0,60 0,72

0,60 0,70 0,82

Topografía y vegetación

Fuente: Schwab, Frevert y Barner 1996, citados por Villegas 2006. m = pendiente del suelo.

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medido en minutos (min) u horas (h). El cálculo del volumen aportado se realiza así:

Vm = Ce x A x Pm x 10 Vm = Qt x Tt x Fr x 0,06 Donde: Vm = Volumen potencial promedio de captación (m3/mes), respecto de determinado mes Ce = Coeficiente de escorrentía A = Área de colección (ha) Pm = Precipitación media mensual (mm/mes) En las condiciones pluviométricas de Cajamarca se ha encontrado que para embalses entre 2 y 3 mil m3 de capacidad el área de colección sin configuración hidrográfica definida puede variar de 1 a 5 hectáreas.

4.2. Cálculo del aporte hídrico de un manantial

Donde: Vm = Volumen mensual de aporte desde el canal (m3/mes) Qt = Caudal circulante en el canal de riego durante el turno (l/s) Tt = Tiempo de duración del turno de riego (min) Fr = Frecuencia de riego (turnos/mes)

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La fórmula aplicable es:

En el caso de manantiales, el volumen potencial de captación debe calcularse para el periodo más crítico; es decir, para el periodo de estiaje, cuando el caudal del manante es el más bajo (base flow). El volumen mensual de aporte se calcula mediante la siguiente fórmula:10

Vm = Qm x 3,6 x 24 x 30 Donde: Vm = Volumen mensual de captación (m3/mes) Qm = Caudal del manante (l/s)

4.3. Cálculo del aporte desde turnos de canal En el caso del llenado de un reservorio mediante los turnos que recibe un usuario desde un canal de riego es necesario conocer el caudal del canal de riego y el tiempo de duración del turno, este último 10 En esta fórmula se asume que el mes cuenta con 30 días en promedio. Si bien esto no es totalmente exacto, el margen de error producido por esta inexactitud no es significativo.

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4. Microrreservorios 1. Tipología de reservorios Existen varias maneras de clasificar los distintos tipos de represas, embalses, estanques o reservorios.11 Los criterios más usados son: • Según su propósito (multipropósito o para un solo sector de uso). • Según los materiales de construcción usados (tierra, geomembrana, enrocado, concreto, etc.). • Según la estructura de su represa (presa de gravedad, presa de arco o de bóveda). • Según su tamaño (embalses o represas grandes, pequeños reservorios, microrreservorios). • Según el número de usuarios (familiar, multifamiliar, poblacional). • Según su ubicación (on stream reservoir u off stream reservoir). • Según las características de su función. Para nuestro caso, el criterio más importante es el de las distintas funciones que puede cumplir un reservorio o un embalse, razón por la cual se presenta aquí la siguiente tipología: • Reservorios (multi)estacionales: almacenan volúmenes de agua durante la(s) época(s) de lluvias, de tal manera que estas reservas puedan ser utilizadas posteriormente durante la otra estación del año, es decir, durante la época de estiaje. Existen ejemplos de reservorios estacionales cuya operación se hace en función de pronósticos multianuales respecto de la oferta y la demanda de agua. • Reservorios intraestacionales: almacenan volúmenes de agua para poder atender demandas de agua durante cortos periodos de escasez que puedan ocurrir dentro de una misma estación del 11 Los términos «embalse», «presa» o «represa» no necesariamente responden al mismo concepto que la palabra «reservorio». Por ejemplo, «embalse» se puede referir al volumen de agua almacenada. A menudo se entiende por «presa» o «represa» la barrera (muro o dique) de contención detrás de la cual se represan las aguas. El uso de los términos puede variar entre países; por ejemplo, en Chile los reservorios a menudo son denominados «estanques».

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año (por ejemplo, durante los veranillos). • Reservorios nocturnos: almacenan agua de noche (cuando es difícil regar) para su uso durante el día. Son una forma de incrementar significativamente la eficiencia de distribución y aplicación del agua. • Reservorios de regulación diaria: con una función de regulación nocturna, pero no limitados a este lapso de tiempo. Sirven para almacenar agua durante cualquier parte del día o la noche, y soltarla en la misma fecha o el día después. Normalmente, la capacidad máxima de este tipo de reservorios equivale al volumen de agua que se acumula dentro de las 24 horas con el caudal promedio disponible. • Reservorios de regulación momentánea: aquellos que tienen una limitada pero suficiente capacidad para responder al instante a fluctuaciones súbitas en la demanda de agua; por ejemplo, en las horas punta de producción energética en una central hidroeléctrica. • Reservorios que incrementan el caudal: sirven principalmente para almacenar caudales que son demasiado pequeños para ser manejados o usados en forma directa; por lo tanto, se almacena el pequeño flujo en el reservorio durante algunas horas o días para luego soltar dichas aguas con un caudal significativamente mayor, de tal manera que produzca el suficiente «golpe de agua». Este principio se aplica, entre otros, en sistemas de riego cuya fuente dispone de muy poco caudal. • Reservorios de turno: para almacenar el que el usuario recibe durante su turno de riego en vez de tener que regar al instante. Al contar con este tipo de reservorio, el agricultor es mucho más libre de escoger el momento más oportuno para regar sus cultivos. • Reservorios de tipo cámara de carga: aquellos cuya principal función es establecer y mantener el suficiente nivel (altura de presión) de agua en la cabecera del sistema; por ejemplo, para contar con la suficiente presión de agua en sistemas de riego por aspersión.

•

2. Emplazamiento del microrreservorio Al escoger el sitio más apropiado para emplazar un microrreservorio debe tomarse en cuenta una serie de factores. En primer lugar, cuáles son las condiciones de cosecha de agua, sean aquellas por escurrimiento superficial o las posibilidades de aporte hídrico que brinden una torrentera, un manantial, un canal de riego cercano, etc. En caso de fuentes compartidas con otros usuarios es de primera importancia ponerse de acuerdo con dichos vecinos sobre el sistema de reparto del agua y, en todo caso, reafirmar con ellos las reglas eventualmente ya existentes al respecto. Como es obvio, deben considerarse las posibilidades de hacer un mejor manejo de la ladera adyacente superior al sitio propuesto para el microrreservorio; en términos de cobertura vegetal, en cuanto a la construcción de zanjas de infiltración y aducción, mejoramiento del suelo, reducción de la intensidad de la erosión, etc. Por otro lado, debe tomarse en cuenta que una reforestación de alto consumo de agua y la construcción de acequias de infiltración pueden reducir demasiado el escurrimiento de agua y, por lo tanto, afectar negativamente el volumen de escurrimiento disponible para el microrreservorio. El microrreservorio debe construirse de preferencia en la cabecera más alta del predio o la chacra que se quiere dotar con sistema de riego por aspersión (gráfico 18). Específicamente, el lugar debe reunir las siguientes características: • Elevación del nivel de agua en el microrreservorio respecto de la ubicación del área de cultivo: se

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•

•

debe generar la suficiente presión hidráulica en la tubería, las mangueras y los aspersores. Los implementos para riego por goteo requieren de una presión mínima de 6 m de altura piezométrica y en el caso de riego por aspersión deben ser 12 m o más, dependiendo del tipo de aspersores que se empleará. Estabilidad de área: suelos geológicamente estables, sin huellas de deslizamientos, sin demasiada saturación de humedad (evitar suelos pantanosos) o afloramientos de agua en arena suelta que pudieran desestabilizar el lugar. Pendiente del terreno de preferencia menor a 15% para lograr un vaso semienterrado; las pendientes en el orden de 5 a 10 % son óptimas. La ventaja de un microrreservorio semienterrado es que requiere menor movimiento de tierra y por eso es menos costoso. Además, tiene mayor estabilidad estructural que aquellos cuyos taludes estén formados en gran parte como terraplenes (material de relleno). Extensión suficiente del área para el emplazamiento del vaso: ya existe la equivalencia entre el volumen de diseño y el área, en metros cuadrados (m2) necesaria (cuadro 4). Profundidad de suelo suficiente antes de llegar a estratos más rocosos. De preferencia, la profundidad de la parte no rocosa (suelo, sedimentos, material desintegrado, etc.) en el sitio debe ser no menor de 1,5 m para lograr un microrreservorio que tenga vaso semienterrado, con las ventajas ya mencionadas. Textura de suelo adecuada: técnicamente, los microrreservorios en tierra se pueden construir en todo tipo de suelos, pues siempre es posible impermeabilizar el vaso con arcilla. De todas maneras, conviene que el microrreservorio se emplace en suelos de textura arcillosa para reducir riesgos de filtraciones o mayores gastos de impermeabilización. Distancia: inmediatamente aguas abajo de los vasos no deben existir construcciones (edificaciones, establos, residencias, etc.) y preferiblemente tampoco otro microrreservorio muy cercano. En

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Evidentemente, en muchos casos un reservorio puede combinar varias funciones. Esto también ocurre en los sistemas de riego predial regulados por microrreservorios, en cuyo caso la función reguladora puede referirse a un almacenamiento de tipo estacional, intraestacional (veranillos), diario, interturno, aumentador de caudal y cámara de carga.

39

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

general, es preferible que el microrreservorio se ubique a distancia prudencial de lugares de mayor concurrencia de personas, particularmente niños, para minimizar el riesgo de accidentes. Es necesario también apartar a los animales del área del reservorio. Cuadro 4. Área requerida para el emplazamiento del microrreservorio. Volumen de diseño del microrreservorio (m3)

Área de emplazamiento (m2)

1.000

1.300

1.300

1.525

1.500

1.675

2.000

2.050

2.500

2.400

3.000

2.750

Elaboración propia con datos de referencia del Instituto Cuencas para microrreservorios con altura máxima de 3 m, ancho de coronamiento de 1,5 m y pendiente del terreno de 15%. Gráfico 18. Emplazamiento del microrreservorio en el predio. Microrreservorio en cabecera de predio, caserío La Colmena, distrito de Gregorio Pita.

3. Dimensionamiento del microrreservorio Para el dimensionamiento de un sistema de riego predial regulado por microrreservorio se requiere tomar en consideración varios aspectos, entre los cuales los más importantes son: • El potencial de agua disponible en el lugar (oferta de agua). • Las pérdidas de agua por infiltración y evaporación. • La demanda de agua de riego en el predio. • La factibilidad técnica del sistema para el sitio. • La capacidad de financiamiento y emprendimiento de la familia. • Las condiciones agroproductivas y de mercado.

3.1. Oferta de agua Tal como fue explicado antes, la oferta de agua para microrreservorios puede estar constituida por aguas de escorrentía directa, manantiales o filtraciones propias del predio, las dotaciones de canales o la combinación de estas fuentes. En este sentido, debe calcularse la posible oferta de agua de cada una de estas y luego sumarlas, mes a mes, para tener una idea del volumen total disponible para un determinado predio. Este cálculo de la oferta se debe realizar a través de la medición del caudal (aforos) de las distintas fuentes de agua, en diferentes momentos del año. El ejercicio permite obtener una referencia para establecer la dimensión específica del vaso del microrreservorio.

3.2. Pérdidas de agua por infiltración y evaporación En microrreservorios construidos en tierra se producen ciertas pérdidas de agua por infiltración en el lecho y a través de los taludes, y por evaporación desde el espejo de agua. Taludes bien compactados presentarán menos pérdidas de agua, sobre todo cuando los sucesivos llenados del vaso con agua de escorrentía (u otra fuente) traen partículas en suspensión que se sedimentan y, por lo tanto, cum-

40

Debe tomarse en cuenta, además, que las familias pueden tener requerimientos de agua para otras actividades; por ejemplo, elaboración de ladrillos, tejas, piscicultura, etc.

Las pérdidas por evaporación desde el espejo de agua de un microrreservorio constituyen un factor de merma considerable. Se estima que durante la época de estiaje se puede perder fácilmente hasta 1 m de altura de agua por esta razón. No se cuenta con información concluyente al respecto y se requiere de mayor investigación, y buscar medidas para ayudar a reducir estas pérdidas.

En función de esta variación en la oferta y la demanda de agua se realiza el cálculo de balance hídrico del predio, tanto para la producción durante la campaña grande como en la campaña chica, para cultivos permanentes o mixtos. Mayores detalles sobre este cálculo se presentan en el capítulo 6.

3.3. Demanda de agua de riego en el predio La demanda de agua del predio está determinada principalmente por cuatro factores: la extensión del área regada, el tipo de (combinación de) cultivos, el método de riego y la época de producción. Es evidente que un área agrícola de mayor tamaño demanda proporcionalmente más agua que una superficie pequeña. Por otro lado, no todos los cultivos tienen similares requerimientos hídricos; por ejemplo, el cultivo de papa tiene mayores requerimientos que la alverja. La implementación del riego por aspersión, aspecto clave en la propuesta del sistema predial de riego regulado, es de fundamental importancia, ya que es un método mucho más eficiente que el riego por gravedad. Durante la época de campaña grande los cultivos aprovechan la mayor ocurrencia de lluvias, por lo cual el déficit de agua para las plantas se limita a los periodos de veranillos; por lo tanto, la demanda de agua de riego tiene un carácter complementario. Distinta es la situación durante la campaña chica, en plena época de estiaje, cuando casi todo requerimiento de agua en el cultivo debe suplirse con agua de riego, sin aportes de lluvia; en esta época el riego tiene un carácter totalmente suplementario, por lo cual una misma cantidad de agua almacenada alcanza para menos área agrícola que dentro o alrededor de la época de lluvias.

3.4. Factibilidad técnica Los sistemas de riego predial regulados por microrreservorio se pueden construir en cualquier predio en zonas planas o en ladera; en este último caso, el terreno en el cual se emplaza el microrreservorio debe tener una pendiente no mayor de 15%, aproximadamente. En términos generales, casi siempre es factible encontrar un sitio adecuado para el emplazamiento del vaso y posibles fuentes de agua cercanas (cunetas, torrenteras, drenaje de laderas, filtraciones, manantiales, etc.). Los diseños son modulares y simples. Las excavaciones se pueden realizar con tractor de oruga, excavadora, mano de obra o de manera mixta. La red de riego puede ser de tubería de policloruro de vinilo (PVC) y mangueras. Cada vez hay mayor disponibilidad en el mercado de implementos y accesorios de riego (aspersores, cintas de goteo, etc.).

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plen una función selladora. Por esta razón, al cabo de aproximadamente un año después de construido el reservorio las filtraciones desaparecen en la gran mayoría de los casos (gráfico 2).

La experiencia en Cajamarca indica que en condiciones de ladera moderada la dimensión máxima del vaso excavado en tierra (microrreservorio) no debe superar un volumen de 3 mil m3 , para que sea técnica y económicamente viable para una pequeña explotación agrícola. En caso de disponer de recursos económicos y capacidad familiar suficiente para aspirar a un mayor volumen de almacenamiento se recomienda la construcción de un reservorio adicional, en lugar de ampliar la capacidad de un solo reservorio. Estos dos vasos pueden emplazarse cerca o dentro del predio, en sitios separados

41

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

pero cercanos, para funcionar de manera interconectada o independiente.

Pregunta

4. Ejercicios de cálculo

Solución El volumen mensual de agua captado por escorrentía se calcula aplicando la fórmula racional:

4.1. Ejercicio 1. Captación de agua de escurrimiento

Vm = Ce x A x Pm x 10 Un agricultor tiene un predio de 2 hectáreas al que quiere dotar de riego por aspersión, para lo cual ha pensado construir un microrreservorio de tierra compactada en la parte superior de su predio, el cual captará aguas de escorrentía provenientes de un área de colección de 3 hectáreas de pastos naturales y 2 hectáreas de bosques. Las características del área y la precipitación promedio en la zona se indican en las siguientes hojas de cálculo.

Tipo de vegetación

Área (ha)

Textura del suelo

Pastos

3

Arcilloso

8

Bosques

2

Arcilloso

20

Pendiente (%)

Promedio de precipitación (mm/mes) Enero 83,5 Febrero 102,0 Marzo 121,1 Abril 80,3 Mayo 33,3 Junio 11,7 Julio 5,7 Agosto 7,7 Septiembre 30,9 Octubre 69,7 Noviembre 61,1 Diciembre 75,3 Fuente: Estación meteorológica A. Weberbauer, Senamhi-Cajamarca, 1933-2008. Meses

42

¿Qué volumen de agua de escorrentía total podrá captar durante los meses de lluvias?

El agua escurrirá de dos terrenos distintos, para lo cual se requiere establecer el Ce promedio del terreno: • El primer terreno tiene cobertura de pastos, la pendiente es de 8% y la textura del suelo es arcillosa; entonces, según el cuadro 3 el coeficiente Ce = 0,50. • El segundo terreno tiene cobertura de bosque, la pendiente es de 20% y la textura del suelo es arcillosa; según el cuadro 3 el coeficiente Ce = 0,60. • Atendiendo a la diferencia de superficie entre pastos (2 ha) y bosque (3 ha), se pondera el factor Ce : Ce = 0,50 x 2 + 0,60 x 3 = 0,56 (2 + 3) En la hoja de cálculo se muestran los datos de área, precipitación mensual, coeficiente de escorrentía y consiguiente volumen de agua superficial que puede ser captada. Se toma los meses en que las precipitaciones son mayores a 70 mm (diciembre a abril), considerando que en los meses de menor abundancia de lluvia la baja intensidad de precipitación, combinada con suelos más secos, producirá poco escurrimiento.

Área de captación (ha)

Promedio de precipitación (mm/mes)

Ce

Factor de conversión

Volumen captable (m3)

Enero

5

83,5

0,56

10

2.338

Febrero

5

102,0

0,56

10

2.856

Marzo

5

121,1

0,56

10

3.391

Abril

5

80,3

0,56

10

2.248

0,56

10

2.108

Mayo

33,3

Junio

11,7

Julio

5,7

Agosto

7,7

Septiembre

30,9

Octubre

69,7

Noviembre

61,1

Diciembre

5

75,3

Total

12.941

Respuesta

Preguntas

Durante los cinco meses de mayor precipitación el volumen potencial de agua que se podrá captar por escorrentía es de 12.941 m3. De modo práctico podemos recomendar la construcción de un reservorio de un volumen de 3 mil m3 o algo inferior, para almacenar agua en dos y hasta cuatro recargas destinadas al riego complementario en los veranillos de la campaña grande y al riego suplementario en la campaña chica, ello con las aguas de la última recarga efectuada en época de lluvias. Alternativamente, el volumen potencialmente captable podría usarse para llenar al menos unos tres reservorios que se empleen exclusivamente para el riego suplementario en época de estiaje.

¿Qué volumen anual de agua podrá producir esta fuente? Si el manantial solamente se usa para riego durante el estiaje, ¿cuánta agua regresa al sistema natural en la época de lluvia? ¿Qué capacidad debería tener el reservorio en caso de regar cada 15 días con las aguas del manante?

4.2. Ejercicio 2. Captación de agua de un manantial

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Meses

Solución El volumen de agua que produce la fuente mensualmente se calcula mediante la siguiente expresión:

Vm = Qm x 3,6 x 24 x 30 Donde: Qm = 0,40 l/s

Respuestas Un agricultor posee un predio de 3 ha de extensión en el que nace un manantial de un caudal promedio anual de 0,40 litros por segundo (l/s).

1.

El volumen de agua que produce el manantial cada mes teóricamente es Vm = 0,40 x 3,6 x 24 x 30 = 1.040 m3 aproximadamente. Por lo

43

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

2.

3.

tanto, la producción anual está en el orden de los 1.040 x 12 meses = 12.480 m3 . Si la época de lluvias dura alrededor de 5 meses al año, y no se usa el manantial en este periodo, entonces se perdería para uso de riego la cantidad de 5 x 1.040 = 5.200 m3 (aguas que revertirían al sistema natural). En un lapso de 15 días el manante aporta el equivalente a la mitad de un mes, es decir, ½ x 1.040 = 520 m3. Un reservorio de aproximadamente 600 m3 de capacidad sería suficiente para regar una vez cada 15 días con las aguas del manante, sin pérdida de agua de la fuente.

Un agricultor tiene un microrreservorio de 2 mil m3. Recibe un turno de riego con un caudal de 12 l/s por un lapso de 2 h cada 10 días.

Preguntas

2. 3.

¿Cuál es el volumen de almacenamiento que se requiere para guardar las aguas provenientes de cada turno de riego? ¿Cuántos turnos de riego necesita el agricultor para llenar su reservorio? ¿En caso de regar durante cada intervalo con toda el agua recibida por el turno de riego, qué volumen adicional en forma de aguas de escurrimiento debería procurar captar el agricultor para aprovechar al máximo la capacidad total del reservorio?

Solución En el caso del llenado de un reservorio con aguas del turno que recibe un usuario desde un canal de riego, el cálculo del volumen mensual asignado se realiza de la siguiente manera:

Vm = Qt x Tt x Fr x 0,06 Los datos por usar en este caso son: Qt = 12 l/s

= 2 h = 120 min = Cada 10 días = 3 x por mes

Respuestas 1.

2.

3.

4.3. Ejercicio 3. Captación de agua de un canal

1.

44

Tt Fr

El volumen de almacenamiento requerido para cada turno de riego es: 12 x 120 x 3 x 0,06 = 260 m3 aproximadamente, es decir, una muy pequeña parte de la capacidad total disponible en el reservorio (2 mil m3 ). Por lo tanto, el agricultor necesitará 2.000 / 260 = casi 8 turnos de riego, en el caso de no usarlos en el entretanto, para llenar su reservorio, es decir, demorará casi 3 meses. Evidentemente, el almacenamiento de los respectivos turnos de riego no justifica tener un reservorio de 2 mil m3 de capacidad. Se sugiere que el agricultor procure implementar prácticas de aducción de aguas de escurrimiento superficial que le permiten captar un adicional de, al menos, 1.700 m3 durante el periodo de lluvias. Así, podrá usar el agua proveniente de los turnos de riego para cubrir los déficits durante los veranillos y guardar la mayor parte del volumen del agua almacenada para el riego durante la época de estiaje. Todo ello permitirá al agricultor alcanzar una mayor seguridad y productividad en los cultivos y, además, ampliar el área agrícola regada.

5. El predio y su sistema de producción En el contexto de este manual se entiende por «predio» una finca administrada de manera familiar, caracterizada por el desarrollo combinado e interrelacionado de actividades agrícolas, pecuarias, acuícolas, forestales, artesanales y otras. En este sentido, un predio agrícola constituye una «explotación rural familiar», por lo que es un concepto inclusive más amplio que «explotación agropecuaria» o «unidad agrícola».12 En este contexto, se entiende que no necesariamente es sinónimo de «chacra», pues el predio familiar puede incluir varias chacras separadas en distintas partes del territorio aledaño a la casa familiar. En este último caso, de ubicarse estas chacras a altitudes distintas, la familia podrá realizar un manejo ecológicamente zonificado, diversificar la producción y reducir la vulnerabilidad de la economía familiar ante adversidades climáticas y otros riesgos. En la sierra, los predios son a menudo unidades de producción con fuerte orientación al autoconsumo. Para las familias rurales que se encuentran en esta situación este hecho plantea retos particulares en cuanto a las perspectivas de incremento de la productividad y la especialización para lograr articulaciones rentables con el mercado. En las condiciones actuales de las cuencas del país, muy parceladas y densamente ocupadas, los predios se convierten en unidades básicas para el manejo de los recursos naturales (suelo, agua, vegetación). El tipo de manejo que se realice en un conjunto de predios genera una transformación positiva o negativa del territorio. Es positiva cuando a través de este manejo se conserva y potencia el espacio natural, al mejorar la calidad del suelo, retener e infiltrar el agua, etc.; en cambio, es negativa cuando lo degrada al provocar erosión, deforestación y pérdida de la biodiversidad.

12 El Diccionario de la lengua española de la Real Academia Española (RAE) define la palabra «predio» como «heredad, hacienda, tierra o posesión inmueble» (edición 22.ª).

El agua constituye el elemento central, articulador, del manejo de los ecosistemas y la conservación de los otros recursos naturales. Desde esta perspectiva, los predios configuran unidades de fundamental importancia en términos hidrológicos, particularmente en términos de conservación, regulación y consumo de agua en muchos espacios de la microcuenca. El ordenamiento territorial y el ordenamiento predial son conceptos estrechamente relacionados (gráfico 19), pues un ordenamiento territorial local no podrá ser muy efectivo cuando las prácticas y las medidas de acondicionamiento en los distintos predios difieren de los criterios y los lineamientos establecidos para un ordenamiento mayor. Por ejemplo, si un plan de ordenamiento dispone que los suelos ligeros por sobre, por ejemplo, el 45% de pendiente deben considerarse como áreas de protección con cobertura vegetal permanente, sería muy nocivo que en este espacio algún agricultor continuase arando sus tierras en dirección de la pendiente. La erosión que este agricultor provocaría no solo afectaría su propio terreno, sino también las áreas colindantes donde los vecinos sí cumplieron la pauta del plan de ordenamiento.

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1. El concepto de predio

Gráfico 19. Relación entre ordenamiento predial y ordenamiento territorial en el espacio de una cuenca hidrográfica.

Espacio en la cuenca hidrográfica Ordenamiento territorial

Ordenamiento predial

Ordenamiento predial

Ordenamiento predial

45

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Este ejemplo refleja que los predios deben considerarse como unidades básicas cuyas delimitaciones y particularidades internas determinan significativamente el tipo de medidas que demanda el ordenamiento territorial y sus efectos sobre el medio rural. Por esta razón, las características de los predios y de sus sistemas productivos deben ser tomadas en cuenta en los estudios y los procesos de Zonificación Ecológico-Económica (ZEE) de los territorios en que se localizan. En el ordenamiento a escala micro, las propuestas de acondicionamiento se conocen también como «diseño predial»; entendido como el proceso mediante el cual se analizan y optimizan sistemas e interrelaciones entre los recursos naturales (capital natural), los miembros de la familia (capital humano), las organizaciones (capital social) y la infraestructura (capital físico) para el desarrollo sostenible de los predios, la zona y la comunidad. Los predios se pueden clasificar en función de varios parámetros: • Por su tamaño de superficie: en pequeños, medianos y grandes 1. Pequeños: entre 0,5 y 5 ha 2. Medianos: entre 6 y 10 ha 3. Grandes: más de 10 ha • Por el objetivo de su producción: orientado al autoconsumo, el mercado o mixto. Los predios pequeños y los alejados de los mercados orientan su producción principalmente al autoconsumo y los predios con especialización productiva destinan una mayor parte de su producción al mercado. Asimismo, los predios que combinan

46

•

•

•

la producción para el autoconsumo con aquella para el mercado se denominan de régimen mixto. Por el tipo de producción: agrícola, pecuario, forestal o mixto, esta diferenciación productiva depende de la zona agroecológica y de la aptitud y el potencial de los recursos naturales presentes en el predio. Por su localización en los pisos ecológicos de la cuenca se diferencian predios cuyas tierras se ubican mayormente en zonas de puna, jalca o páramo, quechua, yunga o valle, respectivamente. Cada una de estas zonas confiere a los predios características diferentes, principalmente relacionadas con el predominio de especies o tipos de producción. En la puna y la jalca tienden a predominar pastos naturales y tubérculos andinos; en las laderas de zonas quechua y yunga, cereales, maíz, menestras y tubérculos; y en los valles, pastos cultivados, frutales, maíz, etc. Por la disponibilidad de agua en el predio: régimen de secano, bajo riego o mixto. Los predios son de secano cuando los cultivos son conducidos solamente en la época de precipitaciones; bajo riego cuando la producción agrícola del predio no depende exclusivamente de las lluvias sino que se surten con agua de otras fuentes (manantiales, quebradas, canales). Son de régimen mixto cuando una parte del predio es de conducción en secano y otra parte bajo riego.

En su definición coloquial, el capital es el conjunto de factores de producción constituido por inmuebles, maquinaria o instalaciones de cualquier género los cuales, en colaboración con otros factores, principalmente el trabajo, se destinan a la producción de bienes.13 Sin embargo, en la ciencia económica contemporánea se reconoce cada vez más también como capital los factores no físicos que inciden en la generación de riqueza y bienestar, por ejemplo, las capacidades humanas, sociales y organizacionales. Por lo tanto, en este manual se denomina capital a todo tipo de potencialidades existentes en los territorios prediales capaces de producir bienes y servicios para satisfacer las necesidades socioeconómicas de las familias. A continuación se presentan los principales factores de capital.

2.1. Capital natural Este concepto tiene una connotación más amplia que solo los recursos naturales, pues está constituido por todos los recursos de la naturaleza disponibles en el predio que las familias pueden convertir en útiles para satisfacer sus necesidades. Esto incluye los siguientes elementos: clima, suelo, agua, flora (cultivada y silvestre), fauna y paisaje.

El clima Desde el punto de vista del manejo predial es importante entender la ocurrencia de fenómenos microclimáticos, es decir, las interacciones entre atmósfera y superficie terrestre; la temperatura, la humedad relativa y la velocidad de la capa de aire más cercana a la superficie son producto de esta interacción. La superficie del suelo y la cobertura vegetal son elementos intermediarios en la transferencia de energía entre el aire y la tierra; el microclima a uno o dos metros por encima del suelo varía según la 13 Adaptado a partir de la definición dada por la RAE.

temperatura local, la humedad y otras variables. Por ejemplo, una temperatura de 3 °C registrada a 1,5 m de altura sobre el terreno horas antes del amanecer puede indicar helada al nivel del suelo o al nivel de las hojas de las plantas. Las heladas son fenómenos microclimáticos característicos en la sierra, sobre todo en periodos de estiaje cuando la nubosidad es escasa. Según Earls (2006), los ambientes andinos están sujetos a bruscas fluctuaciones climáticas que se presentan en el corto y el largo plazo. Así, la intensidad de la radiación solar aumenta con la altitud, mientras que la presión atmosférica y la tensión de vapor (punto de ebullición del agua) disminuyen con esta. Diferentes características de la superficie del terreno, como la cobertura del suelo, su color y textura, humedad, tipo y tamaño de roca, exposición al sol y los vientos, entre otros, dan lugar a una gama de microclimas con zonas de transición, en cortas distancias y en forma abrupta.

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2. Capitales concurrentes en el predio

Por la naturaleza heterogénea de la región andina es extremadamente difícil influir en el clima en grandes extensiones, básicamente por la gran diversidad ecoclimática existente que se manifiesta incluso en pequeñas extensiones de terreno. El manejo de determinadas condiciones prediales da cierta posibilidad de alcanzar mayor estabilidad ambiental para el desarrollo de actividades productivas y otras: cercos vivos contra el viento; humo y humedad contra las heladas nocturnas, etc.

El agua El agua es un factor de producción, parte del capital natural, de gran importancia; sin ella no existiría vida ni crecimiento de cultivos. Es importante tener una visión amplia sobre la presencia de recursos hídricos, más allá de los cursos superficiales de agua que destacan a primera vista (ríos, canales). Pues existe una gran gama de fuentes hídricas que permite el riego de predios localizados en laderas: agua de escorrentía, vertientes temporales de que-

47

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

bradas, manantiales, lagunas, etc. Las fuentes de flujo permanente son generalmente de bajo caudal y atienden a un mayor número de usuarios, por lo cual es muy importancia que todos ellos, individual y colectivamente, sigan buenas prácticas de manejo y gestión organizacional en torno a este recurso. La herramienta más importante para dar estabilidad hídrica a predios y cuencas es la regulación del agua mediante la construcción de embalses de diferentes tamaños: multicomunal (grandes), comunal (medianos) y familiar (pequeños).

El suelo Junto con el agua, el suelo constituye el capital natural más importante para la producción agropecuaria. Los suelos en la región andina presentan frecuentemente pedregosidad y rocosidad, tanto en la superficie como en la profundidad de su perfil, características que se derivan de las condiciones geológicas y geomorfológicas típicas de la región y que a menudo dificultan las prácticas agrícolas. En la sierra predominan los suelos de vertiente, los cuales tienen pendientes de medianas a fuertes, y son escasas las áreas de suelos profundos o de relieve plano. Los suelos de vertiente tienen pendientes mayores a 15%, generalmente son pedregosos, con drenaje interno y escurrimiento superficial muy rápido, y variados niveles de erosión. En el departamento de Cajamarca el 93% de los suelos explotados por predios agrícolas está localizado en terrenos de vertiente, con pendientes de diferente magnitud. Los suelos de valle son planos, generalmente poco pedregosos, tienen buen drenaje interno y escurrimiento superficial moderadamente rápido.

En la sierra se encuentra una gran diversidad de fauna terrestre y acuática, silvestre y doméstica. Muchas de estas especies están en riesgo debido a la fragmentación o la destrucción de los ecosistemas que son su hábitat natural, particularmente la pérdida de vegetación natural. Los predios, de manera aislada o en conjunto, conservan aún espacios que son parte del hábitat de la fauna nativa; un manejo adecuado con perspectiva de biodiversidad puede contribuir a la conservación de este capital natural.

2.2. Recursos humanos o capital humano El capital humano consiste en el conjunto de conocimientos, habilidades o destrezas y actitudes que tienen o adquieren las personas para crear, producir, organizar y transmitir información, entre otros aspectos. El capital humano en el medio rural lo constituyen los campesinos y las campesinas agricultores, los promotores de desarrollo rural de las instituciones públicas y privadas, los funcionarios públicos, los trabajadores de las empresas rurales, etc.

El país presenta vegetación natural de gran variabilidad, adaptada a condiciones de temperatura, precipitación, suelos y otros factores externos.

Los agricultores deben encontrar medios para conducir adecuadamente sus fundos o chacras, disminuir los riesgos ambientales, aumentar la productividad y abastecer la demanda (autoconsumo y mercado) con productos de calidad; por lo tanto, necesitan mejorar o desarrollar permanentemente sus capacidades de acuerdo con los avances tecnológicos, las oportunidades de mercado, etc.

En la sierra existe abundante vegetación de porte arbustivo, además de otras formaciones de tipo bos-

Los procesos relacionados con la gestión del capital humano tienen que ver básicamente con la capa-

La flora

48

coso, natural y artificial; esta vegetación se utiliza como madera, leña y para la protección de determinadas zonas (cuencas y otras). Parte de ella se puede encontrar en los predios como rodales, sistemas de producción agroforestal y relictos, entre otros. Los predios constituyen espacios menores para el manejo y la conservación de estas especies. La fauna

Las competencias se ejercen a través de roles de trabajo. Cada rol, puesto o función tiene sus objetivos dentro del sistema de producción y de la organización, los cuales deben ser explicitados en el perfil de competencias. Un perfil de competencias es una descripción de conocimientos, destrezas y otras características requeridas para desempeñar un puesto o una actividad en el máximo nivel de rendimiento. El perfil de un líder se define basado en tres criterios: saber, saber hacer y ser. El saber está referido a los conocimientos teóricos o prácticos que los miembros de la familia, promotores de desarrollo y otros deben manejar, en este caso, para conducir el predio y gestionar los recursos de capital, dentro los cuales se encuentra el agua. El saber hacer se refiere a las habilidades o las destrezas que las personas responsables deben poseer o desarrollar para efectuar bien las prácticas de manejo predial. El ser se refiere a las características personales positivas que deben tener quienes lideran las acciones de manejo predial y los espacios y los recursos naturales en general.

2.3. Recursos organizacionales o capital social El capital social está constituido por el conjunto de normas y vínculos que permiten la acción social co-

lectiva. Por lo tanto, según señala el Banco Mundial, el capital social no es solo la suma de personas e instituciones que apuntala una sociedad, sino sobre todo los valores, los criterios y las reglas que las mantienen unidas con base en objetivos y jerarquías establecidos. El capital social aborda una amplia variedad de condiciones y beneficios que van desde la confianza, la reciprocidad y la información hasta la cooperación en comunidad, generando valor para la gente que está asociada a él y para quienes están en su entorno.14 Actualmente el capital social del medio rural lo constituyen la familia nuclear y ampliada, las rondas campesinas, las asociaciones de productores, las empresas, las instituciones privadas de desarrollo, etc.

2.4. Recursos de infraestructura o capital físico

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citación y el desarrollo personal, y con una permanente evaluación del desempeño. Los especialistas consideran que el modelo apropiado para la gestión del capital humano es la denominada «gestión por competencias», definida como el factor clave que permite a las personas desempeñarse con éxito en sus labores. Ernst y Young, citado por Hoshi (2003), define la competencia como «la característica de una persona, ya sea innata o adquirida que está relacionada con una actuación orientada al éxito en el trabajo».

El capital físico es la masa de recursos materiales existentes y utilizados como insumos para la producción de bienes y servicios. Las principales categorías de capital físico son: edificaciones (casa, establo, almacén, etc.), infraestructura productiva (caminos, canales de riego, etc.), equipos, maquinaria, etc.

3. Diagnóstico predial de la zona Para entender las potencialidades y las limitaciones de desarrollo de los predios es necesario realizar un diagnóstico de los sistemas prediales y los respectivos capitales concurrentes en una determinada zona (caserío, comunidad, microcuenca, etc.). Este diagnóstico debe entenderse como un proceso participativo, reflexivo y analítico basado en información cuantitativa y cualitativa de suficiente cantidad y calidad. Para tal efecto se requiere seguir los pasos que se señalan a continuación, para establecer una línea base de conocimiento: 14 Véase <www.bowlingalone.com> y <www.worldbank.org/ poverty/scapital>.

49

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

1. 2. 3.

4.

Evaluar los recursos naturales presentes en la zona (capital natural). Evaluar la infraestructura rural existente (capital físico). Evaluar el potencial de las familias en cuanto a su disposición y capacidad para un mayor desarrollo de sus predios (capital humano). Evaluar las capacidades de fortalecimiento organizacional de las redes sociales y las instituciones locales (públicas y privadas) en cuanto a su disposición y potencial para una mayor planificación y el ordenamiento territorial en la zona, particularmente en términos de acondicionamiento de los predios (capital social).

3.1. Evaluación de los recursos naturales locales (capital natural) Esta tarea se realiza mediante las siguientes acciones: • Preparación de instrumentos (formularios, etc.) para el levantamiento de información sobre suelo, agua, clima, flora y fauna. • Elaboración de un croquis catastral de los respectivos predios acerca de ubicación, altitud, orientación (respecto del sol), tamaño, forma, vías de acceso. • Recorrido por la zona para: • Mapear e inventariar los distintos tipos de uso del espacio predial según áreas agrícolas, forestales, suelos eriazos, etc. • Mapear e inventariar el potencial de agua (escorrentía, flujo permanente) y demanda para diversos usos (doméstico, riego, recreación). • Mapear e inventariar los tipos de suelos por su relieve, profundidad, material madre (material parental), textura, especificidad productiva; todo ello considerando que los suelos de los predios no son homogéneos. • Registrar e inventariar zonas de riesgo por erosión, heladas, inundaciones, deslizamientos. • Mapear e inventariar sitios para la construc-

50

•

ción de pequeños embalses (para riego, uso doméstico, etc.). • Mapear e inventariar las principales especies vegetales, cultivadas y silvestres, para tener una aproximación a la diversidad de la flora. • Mapear e inventariar animales silvestres que tienen particular valor ambiental, ornamental o alimenticio. Registrar rendimientos promedio de los cultivos e inventariar el número y la productividad de especies de animales domésticos (carne, leche).

Basado en la información así obtenida y ordenada se realiza un análisis integrado de las principales limitaciones y potencialidades de los recursos en la zona, a partir de los elementos diagnosticados.

3.2. Evaluación de la infraestructura rural (capital físico) Los principales elementos a ser mapeados e inventariados son: • Edificaciones, tanto en los predios como aquellas que tienen un carácter más urbano (centros poblados) dentro del medio rural: ubicación, número, área ocupada, tipo de material de construcción, estado de conservación. • Infraestructura productiva: canales de riego, caminos de penetración, etc. • Equipos agrícolas y otros: tractores, yuntas, equipos de fumigación, vehículos de transporte, presencia y calidad de instalaciones de telecomunicaciones (teléfono, Internet, etc.).

3.3. Evaluación de los recursos humanos (capital humano) Este análisis permite tener una apreciación respecto de los conocimientos, las habilidades o las destrezas y las actitudes que los miembros de las familias poseen o deben obtener para emprender acertadamente el desarrollo de sus fincas. Para ello se debe elaborar un perfil de las competencias requeridas para la planificación y la implementación del desa-

Saber Conocimiento de las personas sobre: • Estructura, funcionamiento y potencial de sistemas productivos. • Tipificación de predios por capacidad productiva. • Factores de degradación de recursos naturales: • Erosión de suelos • Deforestación • Agotamiento y contaminación de las aguas • Economía agrícola y comercial, mercados. • Vulnerabilidad y riesgos.

Saber hacer Habilidades o destrezas de las personas respecto de: • Acciones de acondicionamiento territorial. • Técnicas de manejo y conservación de suelos. • Propagación de plantas y plantaciones forestales. • Gestión del agua en zonas de montaña. • Tecnologías de riego predial. • Gestión agrocomercial.

Ser Actitudes de las personas como: • Facilitador de procesos de crecimiento individual y social. • Flexibilidad en la gestión y el liderazgo. • Alta motivación frente al trabajo y la capacidad para estimular a otros. En función de esta u otra matriz similar de competencias se podrá evaluar participativamente la disposición y el estado actual de capacidad de las personas y las familias en relación con las perspectivas de desarrollo predial en la zona. A partir de este

análisis es posible delinear de manera participativa un plan de desarrollo de capacidades adecuado a las necesidades detectadas y que tome en cuenta el calendario agrícola y festivo de cada localidad.

3.4. Evaluación de los recursos organizacionales (capital social) Uno de los ejercicios más difíciles es obtener una apreciación acertada sobre las capacidades organizacionales e institucionales. Plantea un reto metodológico y además involucra valoraciones que resultan a veces aún más sensibles que las evaluaciones de carácter personal. Las siguientes pautas pueden ayudar a diseñar la evaluación del capital social: • Mapeo de las organizaciones que son oriundas de la zona y cumplen una misión social, de servicios productivos o de comercialización, gremial, etc. • Mapeo de las instituciones ligadas a la ejecución y la promoción de acciones de desarrollo rural en la zona y apreciación sobre la medida en que cada una incorpora enfoques y acciones de conservación de recursos naturales, ordenamiento territorial y gestión del agua con enfoque de cuenca. • Análisis de las fortalezas y las debilidades que caracterizan las relaciones y los espacios de encuentro entre organizaciones, entre instituciones de apoyo al desarrollo y entre estos dos estamentos. • Análisis de las funciones organizacionales e institucionales que son débilmente ejercidas en la zona, en particular en relación con el desarrollo predial y la conservación de los recursos naturales.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

rrollo predial en las tres competencias generales. Por ejemplo:

A partir de estos análisis, los distintos actores podrán acordar un programa acertado de acompañamiento, capacitación e intercambio para el fortalecimiento de las organizaciones y las instituciones que realizan acciones de desarrollo en la zona, con particular énfasis en aquellas funciones organizacionales e institucionales que son importantes para el desa-

51

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

rrollo predial, el ordenamiento territorial y la gestión de recursos hídricos con enfoque de cuenca.

4. Microzonificación y acondicionamiento predial La microzonificación es la identificación y la delimitación de las distintas áreas específicas al interior de un predio, a partir del análisis técnico-participativo de los recursos naturales y las aptitudes detectadas; incluye la adecuada localización de nuevas obras de infraestructura predial y la eventual modificación de las existentes. De esta manera se puede proyectar un mejor acondicionamiento del predio para conservar y aprovechar los recursos naturales, reducir en forma focalizada determinadas limitaciones del medio (por ejemplo, «limpiar» la pedregosidad del suelo) y ubicar y dimensionar adecuadamente los espacios productivos dentro del predio. En función de la información generada en el diagnóstico se delimitan gráficamente las microzonas existentes en el predio, de acuerdo con las características de uso: áreas de riego y en secano, áreas de pastoreo, cultivos menores, frutales, bosques, áreas de protección, etc. Por cada microzona predial se analiza el tipo de manejo realizado, los problemas que ha tenido y los resultados alcanzados (erosión del suelo, productividad de cultivos, etc.). A partir de este análisis se elaboran las pautas para un mejor acondicionamiento de cada microzona dentro del predio, considerando las perspectivas y las limitaciones de la familia, sus conocimientos y actitudes, posibilidades de inversión, fuerza de trabajo, etc. Una vez que se haya identificado y evaluado las técnicas que maneja la familia en su espacio predial y con sus recursos (particularmente suelo y agua), se debe confeccionar una matriz en la que se describe el diseño global y las características de cada una de las intervenciones y las prácticas de manejo que

52

deben efectuarse para fines de conservación y desarrollo del predio. Las propuestas de acondicionamiento se dibujan en un croquis o un mapa descriptivo, en el cual se muestra la visión de futuro para el desarrollo predial a través del acondicionamiento de cada una de las microzonas. Posteriormente se elabora una programación para la ejecución de las intervenciones y la introducción de prácticas mejoradas de acondicionamiento para el corto, el mediano y el largo plazo, y se da inicio a su puesta en práctica de acuerdo con la disponibilidad de recursos de la familia y de las instituciones de apoyo. Tal como se ha indicado, a partir de este ordenamiento y acondicionamiento de cada predio se puede proyectar el ordenamiento de un espacio mayor, como una ladera, un caserío o una microcuenca; mediante acciones colectivas a ser realizadas a través de organizaciones locales y en estrecha coordinación con las autoridades locales y las instituciones de apoyo.

5. Planificación agropecuaria a partir de microrreservorios Los sistemas de riego predial regulados por microrreservorio generan la posibilidad de programar mejor la cédula de cultivos que se instale en el predio y flexibilizar los momentos de siembra y cosecha, entre otros aspectos, tomando en cuenta la demanda de productos agrícolas en el mercado y la posibilidad de obtener mejores precios. De no ocurrir heladas nocturnas, permite además cultivar tanto durante de la campaña grande como durante la campaña chica (fuera de la época de lluvias) y obtener más de una cosecha al año en un mismo terreno. Durante la campaña grande, en época de lluvias, conviene poder disponer de facilidades para el riego complementario. Esto permite cubrir el déficit de agua en los cultivos en los periodos de inte-

Durante la campaña chica, en plena época de estiaje cuando el aporte de las precipitaciones es mínimo, el principal sustento hídrico de los cultivos es el agua proveniente de los sistemas de riego. En estas condiciones, el riego no es complementario a las lluvias sino que tiene un carácter casi absolutamente suplementario, es decir, suple a las lluvias. Si en época de estiaje los sistemas de riego regulado son abastecidos con agua de escorrentía es preferible programar un cultivo de corto periodo vegetativo y baja demanda de agua. En caso de disponer de una fuente permanente se debe hacer un cálculo para cada caso, porque los reservorios pueden tener más de una recarga. Los cultivos permanentes ya instalados requieren solo de riego de mantenimiento fuera de la época de lluvias. En la planificación agrícola debe descontarse la correspondiente demanda permanente de agua de estos cultivos del volumen almacenado en el microrreservorio, para tener una apreciación correcta de la cantidad neta de agua de riego con que se puede programar los otros cultivos. Los pasos básicos para la planificación de los cultivos regados son los siguientes: 1. Calcular el potencial de almacenamiento y régimen de recarga de los reservorios en función de su fuente de abastecimiento: escorrentía o fuente permanente. 2. Realizar una primera aproximación de la posible

3.

4.

combinación de cultivos a ser regados dentro del predio, en función de la disponibilidad de recursos económicos, mano de obra, conocimiento de las prácticas de cultivo, posibles rangos de rendimiento, seguridad alimentaria, perspectivas de mercado, etc. Determinar la superficie por sembrar de cada cultivo en función del régimen de oferta de agua y los requerimientos hídricos de los cultivos propuestos. Efectuar posibles ajustes en las superficies por sembrar en cada tipo de cultivo y en los momentos de siembra en función de los recursos disponibles (agua, dinero, mano de obra, etc.) y analizando nuevamente las condiciones de mercado.

El riego, especialmente en los sistemas abastecidos con flujos de agua permanente, permite a los pequeños agricultores conducir cultivos de pastos permanentes, como el rye grass con trébol y la alfalfa, así como otros forrajes de corto ciclo vegetativo (avena vicia, etc.). A partir de estos cultivos se dispone de alimentos para la crianza de vacunos de leche y carne, pero también de animales menores como cuyes. Con media hectárea de rye grass con trébol puede sostenerse la alimentación de hasta dos vacas productoras de leche, o con media hectárea de alfalfa se alimentan 750 cuyes de manera permanente.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

rrupción de lluvias. Estos veranillos pueden prolongarse hasta inclusive por un mes o más. Generalmente no se presentan más de dos veranillos fuertes por campaña, lo cual demanda hasta un máximo de cuatro riegos complementarios durante la campaña grande. Esta demanda puntual y poco sostenida hace que en sistemas regulados por microrreservorio con capacidad de almacenamiento del orden de los 2 mil m3 el área potencial de riego pueda ser superior a dos hectáreas durante toda la campaña grande.

6. Seguridad agrícola y reducción de vulnerabilidad Los sistemas prediales de riego regulado por microrreservorio aumentan considerablemente la seguridad con que la familia puede conducir su predio agrícola, mejorar sus ingresos económicos y condiciones de trabajo y, en general, gozar de bienestar, fortalecer sus medios de vida y reducir su nivel de vulnerabilidad ante adversidades climáticas y de mercado. En seguida se presenta un resumen de sus principales ventajas:

53

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

1.

2.

3.

54

Disminución de pérdidas por sequías y heladas: El riego oportuno y las acciones de acondicionamiento de los predios mejoran las condiciones para el crecimiento de los cultivos, tanto por razones microclimáticas como por otros factores. Permite que la humedad en el suelo sea más constante y que la temperatura y la humedad relativa del aire sean localmente más estables en comparación con el ambiente externo. El riego disminuye los cambios extremos y bruscos de estos parámetros, lo que reduce la probabilidad de daños y pérdidas en la producción y la productividad por efecto de sequías y heladas. Mejores posibilidades de recuperación de la inversión: El riego y el acondicionamiento predial, al disminuir el riesgo ante fenómenos climáticos, incrementar la productividad de los cultivos y cosechar en periodos de mejores precios de mercado, permite a los agricultores mayores ingresos y oportunidades y, por lo tanto, aumentar sus inversiones en semillas de mejor calidad, insumos y labores culturales adecuadas. Todo esto con la confianza de poder recuperar su inversión al contar con condiciones de mayor seguridad en la producción y la venta. Posibilidades de encadenamiento comercial: El aumento en la productividad agrícola y la producción relativamente continua, como consecuencia del riego oportuno, permiten un abastecimiento más sostenido a los mercados. Esto abre posibilidades de mejores condiciones de negociación y menores costos de transacción, inicialmente en relación con el mercado local y posteriormente mediante el desarrollo de for-

4.

5.

6.

mas asociativas de comercialización entre productores para ofrecer volúmenes y calidades en función de la demanda de mercados mayores. Mejores condiciones para ser sujeto de crédito: La estabilización y el aumento de la producción, la productividad y los ingresos, así como la asociatividad de las familias conductoras de predios con riego regulado, garantizan seguridad y sostenibilidad de su medio de vida que las convierte en sujeto de crédito, tanto para la banca de promoción como para la banca comercial. Incremento de la biodiversidad agrícola y pecuaria: El riego, el acondicionamiento predial y el mejoramiento de la fertilidad de los suelos generan condiciones adecuadas para que el predio albergue nuevas especies y variedades de cultivo para el consumo humano y de crianzas, permitiendo mejorar la alimentación y la nutrición de las familias, lo que significa mayor bienestar social. En la experiencia de los sistemas de riego regulados por microrreservorio en Cajamarca debe mencionarse en particular el incremento en la producción y el consumo de hortalizas en forma general y con mayor variedad. Incremento del empleo: El riego y el acondicionamiento predial generan condiciones para el desarrollo de actividades agrícolas y pecuarias dinámicas de conducción intensiva, que a menudo incrementan la demanda por mano de obra mayor a la disponible en las familias. En el caso de Cajamarca, la implementación de múltiples sistemas de riego regulados por microrreservorio ha tenido como efecto un incremento del empleo rural, tanto temporal como permanente.

6. Riego

Existen numerosas formas de cálculo para responder estas preguntas, desde lo más científico y complejo hasta métodos y pautas muy sencillos. En este capítulo trataremos de abordar los distintos conceptos y aproximaciones de cálculo de la manera más simple posible.

1. Riego complementario y suplementario Ya hemos indicado que la sierra peruana presenta dos estaciones de clima muy diferenciadas: una época lluviosa y una estación seca, de estiaje, con escasas precipitaciones. Este comportamiento climático determina una periodicidad agrícola en la cual durante la época húmeda se desarrolla la denominada «campaña grande» y en la época de estiaje, la «campaña chica». Teniendo en cuenta estas dos campañas agrícolas se distinguen dos tipos de riego según sus épocas de aplicación: el riego complementario y el suplementario.

1.1. Riego complementario Es el riego que se aplica en la campaña grande, entre octubre y abril, cuando en medio de una mayor presencia de lluvias aparecen periodos intermitentes de sequía o veranillos. Este tipo de riego se realiza

con la finalidad de complementar el agua que aportan las lluvias, de tal manera que el cultivo en ningún momento sufra de escasez de agua. Normalmente, los riegos complementarios en lo posible deben ser ligeros y frecuentes. En la campaña grande los principales cultivos estacionales para la zona de la sierra norte son papa, oca, olluco, maíz, trigo, cebada, habas, chocho, lenteja, avena y hortalizas.

1.2. Riego suplementario Es el riego que se aplica en la campaña chica, entre mayo y septiembre, época en la cual se presenta una fuerte escasez de agua de lluvias en la sierra. En este periodo seco el riego suple casi totalmente la ausencia de precipitaciones para satisfacer la demanda de agua de los cultivos. En otras palabras: en la estación de estiaje la producción de cultivos depende casi exclusivamente del agua de riego. La cantidad de agua a aplicar en cada riego y su frecuencia dependen mucho del tipo de suelo y su capacidad de retención de la humedad, el tipo de cultivo y la etapa de desarrollo de este.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

El riego tiene como objetivo cubrir las necesidades de agua de las plantas en la cantidad, la calidad y el momento adecuados, de tal manera que la humedad del suelo en la zona de las raíces permita óptimas condiciones para el crecimiento del cultivo. El riego es importante cuando las lluvias son insuficientes para crear este ambiente de humedad para las plantas. Preguntas claves para dimensionar un sistema de riego son: • ¿Con cuánta agua regar? • ¿Cuándo regar? • ¿Cómo regar? (con qué método de riego)

En la campaña chica los principales cultivos estacionales para la zona de la sierra norte son papa, alverja, avena vicia y hortalizas, entre otros. Pero también los cultivos perennes (permanentes) deben mantenerse bajo riego durante toda la época seca: pastos como rye grass, trébol y alfalfa, y frutales como el tomate de árbol («berenjena»), durazno, tomatillo y manzana. Otras especies pueden ser cultivadas en cualquier estación del año, siempre y cuando el clima lo permita, por ejemplo, hortalizas como el rocoto y la cebolla de hoja; y flores como la rosa, el clavel, el gladiolo, el pompón, etc. Evidentemente, estos cultivos se benefician tanto del riego complementario como del suplementario.

55

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

2. Métodos de riego Existen múltiples formas, métodos, con los cuales se puede aplicar el agua de riego a las plantas. Se distinguen dos categorías en especial: riego por gravedad y riego presurizado.

1. 2. 3. 4.

2.1. Riego por gravedad

El riego por gravedad es adecuado para zonas en las que existe una abundante disponibilidad de agua, por lo cual la eficiencia de riego no constituye un factor crítico para que las plantas reciban la suficiente humedad. Normalmente, la eficiencia de aplicación en los métodos de riego por gravedad no supera el 45% (recuadro 2).

En este tipo de riego el agua fluye superficialmente y por fuerza de gravedad en dirección de la pendiente del terreno (siempre y cuando exista el suficiente desnivel topográfico). Dentro de la categoría «riego por gravedad» se conocen los siguientes métodos: Recuadro 2 Métodos de riego por gravedad. Ventajas

Desventajas

Bajo costo de instalación (no requiere mayor equipamiento ni accesorios caros).

Requiere de mayor número y presencia permanente de mano de obra para controlar los flujos de agua. La distribución del agua no es uniforme y es difícil de regular, lo que ocasiona pérdidas considerables de agua por desigual infiltración. En zonas de ladera origina erosión y arrastre de nutrientes del suelo. Requiere caudales mayores para que el flujo de agua avance en el terreno cultivado.

Gráfico 20. Riego por melgas. Muy bien manejado

56

Riego tendido, a flujo libre (wild flooding) Riego por surcos Riego por melgas (ver gráfico 20) Riego por inundación

De baja eficiencia

En este tipo de riego el agua fluye a cierta presión por conductos cerrados (tuberías, mangueras, cintas, etc.) y, por lo tanto, no necesita un terreno con un determinado desnivel topográfico. Son la presión del agua y la longitud del conducto las que determinan hasta dónde puede llegar el agua. Aunque incorrecto, a menudo se denomina esta categoría de riego como «riego tecnificado»; pues la tecnificación del riego puede (y debe) practicarse en todo tipo de método, indistintamente de si se trata de riego por gravedad o presurizado. Dentro de la categoría

«riego presurizado» se conocen los siguientes métodos: • Riego por goteo • Riego por aspersión • Riego por microaspersión • Riego por exudación En el caso del riego por goteo, el agua se conduce a través de delgadas cintas o mangueras de polietileno y se aplica por medio de goteros, únicamente en la zona de raíces del cultivo y sin humedecer toda la superficie del terreno (gráfico 21), técnica que tiene ventajas y desventajas (recuadro 3).

Recuadro 3 Métodos de riego por goteo. Ventajas

Desventajas

Considerable ahorro de agua con respecto de otros métodos de riego (alta eficiencia de riego). Se puede usar en terrenos de cultivo que tengan una mala nivelación y también en suelos pedregosos. En zonas de ladera funciona con la presión originada por el desnivel de la pendiente y, por lo tanto, no involucra costos de energía. Reduce considerablemente los problemas de malezas. Posibilita la aplicación focalizada de fertilizantes y pesticidas directamente al cultivo. Mejora la productividad y la calidad de las cosechas. Reduce la demanda de mano de obra para su operación, en comparación con el riego por gravedad. Funciona con presiones menores a las del riego por aspersión.

Elevada inversión de instalación en equipo «cabezal», matrices y accesorios. Mayores costos de mantenimiento y adquisición de repuestos. Requerimiento de personal adiestrado para su manejo. Se requiere usar agua filtrada para evitar la obstrucción de los goteros. Son frecuentes los daños ocasionados por pájaros y roedores en las tuberías y las cintas de riego. No es indicado para cultivos herbáceos sembrados al voleo.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

2.2. Riego presurizado

Gráfico 21. Riego por goteo.

57

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

En el caso del riego por aspersión se conduce el agua a través de tubería de PVC o manguera plástica y se aplica a través de aspersores que simulan una lluvia natural (ver gráfico 22). De manera geneRecuadro 4 Métodos de riego por aspersión. Ventajas

Desventajas

En zonas de ladera funciona con la presión originada por el desnivel de la pendiente y, por lo tanto, no involucra costos de energía. Se adapta a una gran variedad de cultivos. Es posible aplicar pequeñas cantidades de agua en función del consumo diario del cultivo. Se puede alcanzar una eficiencia de riego de regular a alta. Menor riesgo de erosión de suelos. De fácil operación y sencillo de aprender. Esto es importante, sobre todo, para promover la participación de niños y mujeres en labores de riego. Reduce la demanda de mano de obra para su operación, en comparación con el riego por gravedad. Disminuye el daño por heladas leves en los cultivos, si se aplica a la misma hora que cae la helada. El impacto de las gotas de agua controla mecánicamente ciertas plagas (pulgones, pulga saltona, o «shipe», en el follaje de la papa).

Costo de inversión inicial elevado. Los vientos fuertes alteran la uniformidad del riego y, por lo tanto, bajan la eficiencia. Hay riesgo de caída de flores en frutales y pudrición de granos en cultivos sensibles. Puede favorecer la proliferación de hongos fitopatógenos (caso de la rancha en la papa) si se riega en horario de alta temperatura ambiental (mediodía).

Gráfico 22. Riego por aspersión.

58

ral, casi todos los cultivos se adaptan al riego por aspersión, siendo los pastos los que ofrecen mayores facilidades (recuadro 4).

Las plantas consumen cierta cantidad de agua para formar su materia orgánica («materia verde») y para la transpiración; además, el suelo en donde crece un cultivo pierde una cantidad de agua por evaporación. Esta cantidad de agua diariamente extraída del suelo se llama evapotranspiración. La demanda hídrica de un cultivo es la cantidad de agua necesaria para compensar el déficit de agua en el suelo durante el periodo vegetativo. Esta demanda de agua debe ser compensada por las lluvias o, en su defecto, por la aplicación de riego. Conocer la demanda de agua del cultivo es un paso previo indispensable para establecer los volúmenes de riego con que se debe complementar o suplir las lluvias. Este procedimiento forma la base para la planificación del riego y la formulación de los proyectos de riego. La evapotranspiración real de un cultivo se calcula a partir de un parámetro de referencia denominado evapotranspiración potencial (ETP). Se define como la lámina de agua (en milímetros de espesor) consumida por un campo de grass verde y sano, en crecimiento activo, de altura uniforme (8 a 15 cm) y que cubra totalmente el suelo, sin presentarse ningún déficit de agua (Doorenbos y Pruitt 1977). La intensidad de la ETP depende básicamente del clima. Existen al menos cuatro métodos generalmente aceptados para calcular la ETP a partir de determinados datos meteorológicos: los modelos de Hargreaves, Penman, Blaney-Criddle y Thornthwaite. Normalmente, las estaciones meteorológicas de cierta importancia registran y procesan datos respecto de la ETP. El cuadro 5 presenta una aproximación de esta información para el caso de Cajamarca. Existe una relación entre la intensidad de la ETP en un determinado lugar y su altitud sobre el nivel del mar. Una estimación de esta variación para el caso del departamento de Cajamarca se presenta en el cuadro 6.

Cuadro 5. Datos de referencia de la evapotranspiración potencial en Cajamarca, calculados según el método de Hargreaves, 1933-2008. Fuente: Elaboración propia, con datos de la Estación Meteorológica. Método de cálculo: Hargreaves; periodo de registro: 1933 - 2008 Elaboración propia con datos de la estación meteorológica A. Weberbauer, Senamhi-Cajamarca. Altitud 2.625 m. s. n. m. Método de cálculo: Hargreaves; periodo de registro: 1933-2008.

ETP

Mes

mm/día

mm/mes

Enero

4,3

134

Febrero

4,1

115

Marzo

3,9

120

Abril

3,6

107

Mayo

3,4

105

Junio

3,3

100

Julio

3,4

107

Agosto

3,9

119

SepƟembre

4,3

129

Octubre

4,5

139

Noviembre

4,7

140

Diciembre

4,5

140

Total

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

3. Demanda de agua de los cultivos

1 456 mm/año

Cuadro 6. Valores estimados de evapotranspiración potencial para las condiciones de Cajamarca, en función de la altitud sobre el nivel del mar. Altitud (m. s. n. m.)

ETP (mm/día)

1 500

4,5

2 500

3,5

3 500

2,5

Fuente: Anten y Willet 2000.

59

El periodo vegetativo depende de factores como la variedad cultivada, el clima, la estación, etc. El crecimiento del cultivo se puede dividir en las siguientes fases: • Fase inicial: desde la siembra hasta lograr un 10% de cobertura del suelo. • Fase de desarrollo (o de crecimiento): desde el 10% de cobertura vegetal hasta llegar a una cobertura casi total; o, en su defecto, haber alcanzado de70 a 80% del tamaño máximo de la planta. • Fase de media estación (o de floración): va desde la floración hasta el inicio de la maduración. • Fase de última estación o maduración: desde el inicio de la maduración hasta la cosecha. Estas sucesivas fases constituyen la curva de crecimiento de un cultivo, cuyos valores Kc en cada etapa se ilustran en el gráfico 23.

Caña de azúcar, algodón, maíz repollo, cebollas, manzanas

1,0 Frecuentes

0,8 Eventos humedecimiento

0,6 0,4

co

Donde: ETR = Evapotranspiración real del cultivo (mm/mes) ETP = Evapotranspiración potencial (mm/mes) Kc = Coeficiente de cultivo

1,2

Se

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Kc

Infrecuentes

0,2

ETR = Kc x ETP

El Kc refleja las variaciones en el consumo de agua de las plantas en sus distintos estados de desarrollo, desde la siembra hasta la cosecha. Es decir, cada cultivo (especie y variedad) tiene coeficientes diferentes de consumo de agua en cada fase de su periodo vegetativo.

60

Gráfico 23. Rangos típicos del valor del coeficiente de cultivo para las cuatro etapas de crecimiento.

do ha o sec esc Co fr

En la práctica, la evapotranspiración real (ETR) de un cultivo difiere de la ETP, entre otros, por el «estrés hídrico» en el suelo, el tipo de cultivo, su estado de crecimiento, etc. Para conocer la demanda de agua por ETR a partir de los datos de referencia sobre la ETP se utiliza un coeficiente de cultivo (Kc). Este coeficiente es un factor que ha sido establecido experimentalmente y relaciona el requerimiento de agua de un cultivo en un determinado periodo con la ETP producto del clima en la zona. En fórmula:

..25 .40 60..% cobertura del suelo

Inicial

Desarrollo del cultivo

(corta) Final de temp. (larga)

Mediados de temporada

Factores principales que afectan Kc en las 4 etapas Evaporación del suelo

Cobertura del suelo

Tipo de cultivo (humedad, velocidad del viento)

Tipo de cultivo (fecha de cosecha)

Fuente: Allen et al. 2006. Cuadro 7. Coeficientes de cultivo estudiados para algunas variedades. Cultivo Algodón

Fase inicial

Fase de desarrollo

Fase de media estación

Fase de última estación

0,45

0,75

1,15

0,75

Avena

0,35

0,75

1,15

0,45

Berenjena

0,45

0,75

1,15

0,80

Cacahuete

0,45

0,75

1,05

0,70

Calabaza

0,45

0,70

0,90

0,75

Cebada

0,35

0,75

1,15

0,45

Cebolla verde

0,50

0,70

1,00

1,00

Cebola seca

0,50

0,75

1,05

0,85

Col

0,45

0,75

1,05

0,90

Espinaca

0,45

0,60

1,00

0,90

Girasol

0,35

0,75

1,15

0,55

Guisante

0,45

0,80

1,15

1,05

Judía verde

0,35

0,70

1,10

0,90

Judía seca

0,35

0,70

1,10

0,30

Lechuga

0,45

0,60

1,00

0,90

Lenteja

0,45

0,75

1,10

0,50

Lino

0,45

0,75

1,15

0,75

Maíz dulce

0,40

0,80

1,15

1,00

Maíz grano

0,40

0,80

1,15

0,70

Melón

0,45

0,75

1,00

0,75

Mijo

0,35

0,70

1,10

0,65

Papa

0,45

0,75

1,15

0,85

Pepino

0,45

0,70

0,90

0,75

Pequeñas semillas

0,35

0,75

1,10

Pimiento fresco

0,35

0,70

1,05

0,90

Rábano

0,45

0,60

0,90

0,90

0,65

Remolacha azucarera

0,45

0,80

1,15

0,80

Soja

0,35

0,75

1,10

0,60

Sorgo

0,35

0,75

1,10

0,65

Tabaco

0,35

0,75

1,10

0,90

Tomate

0,45

0,75

1,15

0,80

Trigo

0,35

0,75

1,15

0,45

Zanahoria

0,45

0,75

1,05

0,90

Fuente: Fuentes Yagüe 1992, a partir de C. Brouwer y M. Heibloem.

En el caso de los pastos, estos exhiben un Kc poco variable, una vez que el cultivo ha llegado a cubrir todo el suelo. Para el periodo de pleno crecimiento se puede asumir los siguientes valores: Alfalfa Kc = 0,9 Trébol Kc = 1,0 Rye grass Kc = 1,0 Cuando ocurren lluvias, el déficit de agua en el suelo a causa de la ETR del cultivo se compensa, parcial o totalmente, por esas precipitaciones. Debe tomarse en cuenta que no toda esta lluvia infiltra al suelo, sino que una parte escurre por la superficie hacia zonas más bajas de la ladera o la cuenca. Para efectos de disponibilidad de agua para el cultivo interesa conocer lo que se denomina la precipitación efectiva (Pe). Desde el punto de vista agrícola, la Pe es aquella parte de la lluvia que se almacena en la capa del suelo a la profundidad de las raíces y es consumida por la planta en el proceso de evapotranspiración, descontando las pérdidas por escorrentía superficial, percolación y evaporación del agua de lluvia. Este almacenamiento de agua en el suelo depende de varios factores como intensidad de la precipitación, velocidad de infiltración, humedad y otras características del suelo como inclinación del terreno.

Conociendo la ETR real del cultivo y la proporción de lluvia que alivia esta demanda de agua se puede calcular la demanda neta de agua que debe ser atendida mediante la aplicación de riego. Este requerimiento neto de riego se calcula mediante la siguiente expresión:

Rn = ETR – Pe Donde: Rn = Requerimiento neto de riego (mm/mes) ETR = Evapotranspiración real del cultivo (mm/mes) Pe = Precipitación efectiva (mm/mes) En la práctica se debe regar con más agua de lo que supuestamente indica el cálculo del requerimiento neto de riego, pues nunca se riega con tanta precisión para que toda el agua llegue al cultivo. Por lo tanto, considerando las pérdidas de agua que ocurrirán en el riego, se debe calcular el requerimiento bruto de agua (Rb) dividiendo el Rn por la eficiencia de aplicación (Ea) que se puede alcanzar con el método de riego escogido. Este Rb es la lámina de agua que debe aplicarse para que en todas partes de la parcela y en toda la zona radicular del suelo llegue la suficiente cantidad de agua para que el cultivo encuentre un óptimo nivel de humedad con el fin de garantizar un buen crecimiento. Se calcula mediante la siguiente expresión:

Rb = Rn / Ea x 100

Según el método descrito por el Water and Power Resources Services (WPRS) de Estados Unidos, la precipitación efectiva se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde: Rb = Requerimiento bruto de riego (mm/mes)15 Rn = Requerimiento neto de riego (mm/mes) Ea = Eficiencia de aplicación del riego (%)

Pe = [(1- Ce) x P75%]

La Ea del agua a los cultivos está en función del método de riego utilizado y, evidentemente, depen-

Donde: Pe = Precipitación efectiva (mm/mes) Ce = Coeficiente de escorrentía superficial P75% = Precipitación mensual al 75% de probabilidad (mm/mes)

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

El cuadro 7 presenta los Kc hallados para distintos cultivos aplicables a las cuatro fases de desarrollo mencionadas.

15 El Rb también puede expresarse en metros cúbicos por hectárea por mes (m3/ha/mes), en cuyo caso deberá aplicarse un factor de multiplicación por 10 respecto del valor Rb expresado en mm/mes.

61

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

de también de la destreza de la persona que riega. El cuadro 8 presenta algunos datos de referencia sobre los rangos de eficiencia de aplicación. Cuadro 8. Eficiencia de aplicación según el método de riego utilizado. Método de riego

Ea (%)

Riego por goteo

75-90

Riego por microaspersión

70-90

Riego por aspersión

65-85

Riego por surcos

50-70

Riego por inundación Fuente: Fuentes Yagüe 1992.

60-80

Esta forma de expresar la demanda bruta de riego se llama módulo de riego (MR) del cultivo y se expresa en litros por segundo por hectárea en forma continua (24 horas del día).16 Para estimarla se puede usar la siguiente fórmula aproximada:

MR = Rb x 0,004 Donde: MR = Módulo de riego (l/s/ha) Rb = Requerimiento bruto de riego (mm/mes)

La demanda bruta de riego, expresada en lámina de agua por mes (mm/mes), también puede calcularse en forma del flujo permanente (caudal fijo) que necesita una hectárea del cultivo bajo consideración.

16 Una definición alternativa del concepto «módulo de riego» se refiere al volumen total de requerimiento de agua por hectárea que un cultivo demanda durante todo su ciclo vegetativo, desde la preparación del suelo y la siembra hasta la cosecha. Esta definición alternativa se usa a menudo en la costa peruana. Por ejemplo, el cultivo de algodón tiene un MR del orden de los 12 mil m3 /ha/campaña y el maíz, de 8 mil m3 /ha/campaña, aproximadamente.

Cuadro 9. Procedimiento de cálculo del requerimiento de riego de una superficie de cultivo.

62

Datos y resultados de cálculo por mes

Paso

Parámetro por determinar

Fuente de dato u operación

Mes 1

Mes 2

Mes 3

Mes 4

1.

ETP (mm/mes)

Estación meteorológica

ETP1

ETP2

ETP3

ETP4

2.

Kc

Experimentación (ver cuadro 7)

Kc1

Kc2

Kc3

Kc4

3.

ETR (mm/mes)

= Kc x ETP

ETR1

ETR2

ETR3

ETR4

4.

P

Estación meteorológica

P

P

P

P4

5.

Pe (mm/mes)

6.

75%

(mm/mes)

1

2

3

= (1 – Ce) x P

Pe

1

Pe

2

Pe

3

Pe4

Rn (mm/mes)

= ETR – Pe

1

Rn

2

Rn

3

Rn

Rn4

7.

Ea

Observación (ver cuadro 8)

Ea1

Ea2

Ea3

Ea4

8a.

Rb (mm/mes)

= Rn / Ea x 100

Rb1

Rb2

Rb3

Rb4

8b.

Rb (m3/ha/mes)

Multiplicar resultados del paso 8a por un factor 10

Rb1

Rb2

Rb3

Rb4

75%

9.

MR (l/s/ha)

= Rb x 0,004

MR1

MR2

MR3

MR4

10.

A (ha)

Área de cultivo

A1

A2

A3

A4

11.

Qc (l/s)

= MR x A

Qc1

Qc2

Qc3

Qc4

Qc = MR x A Donde: Qc = Caudal continuo (l/s) MR = Módulo de riego (l/s/ha) A = Superficie del cultivo (ha) El Qc constituye solo un dato de cálculo, pues raras veces el agricultor regará continuamente día y noche; sin embargo, la ventaja de usar este parámetro es la facilidad con que puede ser convertido en un caudal de riego real al momento de calcular los turnos de riego. Basado en los conceptos y los pasos explicados en este acápite se puede realizar el procedimiento de cálculo usando el formato que se presenta en el cuadro 9.

4. El agua en el suelo El suelo constituye una especie de reservorio, el medio del cual las raíces de las plantas extraen agua con el fin de abastecerse para su crecimiento y para el proceso de evapotranspiración que implica. Por ello resulta importante conocer la capacidad de «reabastecimiento» que tiene el suelo, pues indica con cuánta agua regar y cada cuánto tiempo; es decir, con qué frecuencia. El contenido de agua en el suelo, su humedad, depende principalmente de sus propiedades físicas textura, estructura, porosidad y densidad aparente. Existen instrumentos para medir la humedad en el suelo, por ejemplo, los hidrómetros de bloques de yeso y los tensiómetros. En términos globales se

distinguen tres estados de humedad del suelo: • Estado de saturación • Estado de capacidad de campo • Estado de marchitez permanente Evidentemente, cada estado se refiere a un grado de humedad diferente, por lo cual la diferencia entre uno y otro refleja un determinado rango de cantidad de agua «de reserva» en el suelo, disponible para las plantas.

4.1. Estado de saturación En este estado el agua ocupa todos los poros del suelo (microporos y macroporos), desplazando todo el aire en estos medios. Esta situación ocurre en circunstancias de inundación permanente o inmediatamente después de un riego pesado o una lluvia intensa, cuando el contenido de humedad del suelo alcanza el 100% y el exceso de agua drena por gravedad hacia abajo, debido a que las partículas del suelo prácticamente no ejercen ninguna fuerza de retención sobre el agua. En este estado el potencial de retención del suelo sobre el agua es de una presión de 0 atmósferas.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

El módulo de riego (MR) es un caudal específico por unidad de superficie de cultivo (una hectárea). Este módulo debe multiplicarse por la cantidad de superficie de cultivo para hallar el caudal continuo (Qc), en litros por segundo, que en forma ininterrumpida debería llegar a la parcela para que el cultivo tenga siempre óptimas condiciones de humedad. En fórmula:

4.2. Capacidad de campo Este estado se produce cuando el suelo retiene todavía una máxima cantidad de agua en los microporos, a la vez de haberse recuperado espacio de aire en los macroporos. En esta situación el suelo está totalmente mojado pero no saturado. Esta condición se alcanza con un potencial de retención de 0,3 atmósferas en suelos francos, 0,5 en suelos arcillosos y 0,1 en suelos arenosos. Cuando está en capacidad de campo (CC) el agua se queda «colgada» en el suelo después de haberse drenado prácticamente todo exceso de agua gravitacional.

4.3. Punto de marchitez permanente La humedad del suelo entra en estado de marchitez permanente cuando la cantidad de agua retenida es

63

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

tan poca que no puede ser aprovechada por las raíces de las plantas, ocasionando un marchitamiento irreversible de las hojas y su muerte. Ocurre cuando la exigua cantidad de agua que queda en el suelo es retenida en los microporos por una fuerza de succión mayor a la capacidad de absorción que logren ejercer las raíces de la planta. La humedad en el suelo puede llegar a este punto extremo cuando el agua se va perdiendo por evapotranspiración y no es repuesta por riego o lluvia. El punto de marchitez permanente (PMP) no es un valor constante para un determinado suelo, pues varía con el tipo de cultivo y la velocidad con que este toma el agua del suelo. A menudo se usa como referencia para verificar su existencia el momento en el cual la tensión negativa del agua al interior de los microporos del suelo se ubica en el orden de las 16 atmósferas. Sin embargo, se ha podido determinar que algunos cultivos, como el trigo, pueden tomar agua del suelo en tensiones de succión que alcancen de 30 a 50 atmósferas. La gran mayoría de las plantas no pueden crecer, e inclusive se pudren, cuando el suelo está saturado de agua, sin que exista una mínima cantidad de aire alrededor de las raíces. Por otro lado, una planta también muere cuando la humedad en el suelo alcanza un déficit superior al punto de marchitez. De esto se puede deducir que las plantas se desarrollan cuando la humedad del suelo se ubica en el rango entre la capacidad de campo (CC) y el punto de marchitez permanente (PMP). Este rango se denomina humedad disponible (HD). En fórmula:

HD = CC – PMP Donde: HD = Humedad disponible (% volumétrico) CC = Capacidad de campo (% volumétrico) PMP = Punto de marchitez permanente (% volumétrico) A esta agua, humedad disponible, también se le denomina agua fácilmente aprovechable y constituye

64

el agua que está a disposición de las plantas. Esta disponibilidad depende también de los niveles de contenido de sales, el espesor y/o los estratos en el suelo, la relativa presencia de materia orgánica, la profundidad de las raíces, etc. El siguiente cuadro, elaborado por especialistas de la FAO, presenta algunos datos sobre los porcentajes de humedad en estado de capacidad de campo, punto de marchitez y humedad disponible para diferentes tipos de suelo. Cuadro 10. Índices de contenido de humedad en el suelo.

Tipo de suelo*

Características de la humedad del suelo CC (%)

PMP (%)

HD (%)

Arenoso

7-17

2-7

5-11

Arenoso franco

11-19

3-10

6-12

Franco arenoso

18-28

6-16

11-15

Franco

20-30

7-17

13-18

Franco limoso

22-36

9-21

13-19 16-20

Limoso

28-36

12-22

Franco arcillo limoso

30-37

17-24

13-18

Arcilloso limoso

30-42

17-29

13-19

Arcilloso

32-40

20-24

12-20

Fuente: Allen et al. 2006. * Clasificación de la textura del suelo del United States Department of Agriculture (USDA).

Es importante tomar en cuenta que el reabastecimiento del suelo con agua proveniente del riego o de las lluvias toma cierto tiempo. El agua en el suelo se mueve tanto por la fuerza de gravedad (hacia abajo) como por el fenómeno de capilaridad (desplazamiento por los poros desde abajo hacia arriba y en todas direcciones). La infiltración es el flujo vertical de agua desde la superficie hacia las capas más profundas, cuya velocidad depende de

Al regar más rápidamente, y con más agua de lo que puede infiltrar en el momento el suelo, esta se empoza o se pierde por escurrimiento superficial, lo que baja la eficiencia de riego e inclusive puede ocasionar daños a terrenos vecinos. Por lo tanto, la velocidad de infiltración condiciona el tiempo de riego, la intensidad de aplicación y, en general, constituye un importante parámetro para el diseño del sistema. La capacidad y la velocidad de infiltración dependen básicamente de la textura y la estructura del suelo, la lámina de agua aplicada y el contenido inicial de agua en el suelo al momento de empezar a regar. La velocidad de infiltración varía con el tiempo: es elevada al inicio cuando el suelo está seco y va disminuyendo a medida que se humedece, hasta saturarse. En ese punto la velocidad de infiltración se hace constante, y toma el nombre de infiltración básica. El cuadro 11 presenta algunos datos de referencia sobre la velocidad de infiltración básica en distintos tipos de suelo. Cuadro 11. Velocidad de infiltración básica según textura de los suelos. Textura

Velocidad de infiltración básica (mm/h)

Arcilloso, arcillo limoso, arcillo arenoso

2,5-7,5

Franco arcillo arenoso, franco arcilloso, franco arcillo limoso

6,5-19

Franco arenoso fino, franco, franco limoso

12,5-38

Franco arenoso

25-75

Arenoso franco

50-100

Arenoso

> 75

Fuente: XI Curso Internacional de Ingeniería de Regadíos 1982, basado en el USDA, citado en Olarte 2003.

5. Programación del riego El riego se planifica con base en la demanda de agua de los cultivos y la cantidad de agua libre que puede retener el suelo en la zona de las raíces. En ello hay dos aspectos principales por determinar: el volumen de agua a aplicar en cada riego y la frecuencia entre las sucesivas aplicaciones. Veamos primero la cantidad de agua con que se debe «reabastecer» el suelo: la lámina neta de riego (Ln). Esta lámina se refiere al espesor de agua requerido para humedecer el suelo hasta su capacidad de campo en la zona de las raíces de las plantas. Por ello es función de la profundidad de las raíces (Pr) y el factor de agotamiento (Fa).

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

la textura y la estructura del suelo. Esta velocidad de infiltración se expresa generalmente en milímetros por hora (mm/h).

No es recomendable que las raíces de la planta tengan que «exprimir» toda el agua del suelo hasta llegar al punto de marchitez. Es mucho mejor regar antes de llegar a este extremo, de tal manera que para el cultivo sea siempre fácil encontrar agua libremente disponible en el suelo. En este sentido, el Fa expresa la tolerancia del cultivo a la disminución de humedad en el suelo; es una proporción de la HD que es fácil de absorber por el cultivo antes de requerir una nueva aplicación de riego, se expresa en unidades de altura de agua (mm) y se calcula mediante la siguiente expresión:

Ln = HD x Pr x Fa x 10 Donde: Ln = Lámina neta de riego recomendada (mm) HD = Humedad disponible (CC – PMP) (% volumétrico) Pr = Profundidad de raíces (m) Fa = Factor de agotamiento La profundidad de las raíces depende del tipo de cultivo y de su estado de desarrollo. El cuadro 12 muestra los valores de Pr para algunos de los principales cultivos en estado de pleno desarrollo.

65

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Cuadro 12. Profundidad de raíces de algunos cultivos en pleno desarrollo. Cultivo

Profundidad de raíz (m)

Alverja

0,45-0,60

Alfalfa

0,90-1,80

Cebada

0,80-1,00

Cebolla

0,30-0,75

Zanahoria

0,45-0,60

Frijol

0,45-0,60

Lechuga

0,15-0,45

Maíz

0,75-1,60

Papa

0,30-0,75

Gramíneas y leguminosas

0,50-1,25

Pimiento

0,40-1,00

Trébol

0,80-1,20

Trigo

0,75-1,05

Es necesario tener en cuenta que el riego debe humedecer prioritariamente la zona donde se concentra el mayor porcentaje de raíces de un cultivo. De acuerdo con la distribución de las raíces en el perfil del suelo, la mitad superior de la zona radicular provee el 70% de agua para la planta y las raíces en la zona inferior únicamente el 30% (gráfico 24). Gráfico 24. Patrón de absorción de agua en la zona de raíces de un cultivo.

Volumen de raíces acƟvas y absorción de agua

Fuente: XI Curso Internacional de Ingeniería de Regadíos 1982, citado en Olarte 2003.

¼

40%

¼

30%

¼

20%

¼

10%

Zona de raíces

Mientras menos tolerante sea el cultivo a la falta de humedad, más pequeño será el factor Fa y más frecuente deberá ser el riego; por el contrario, cultivos más tolerantes a la falta de humedad tienen un factor más alto. En el cuadro 13 se presenta valores de Fa para algunos cultivos.

Cuadro 13. Factor de agotamiento de algunos cultivos. Cultivo

Fa

Cultivo

Fa

Cultivo

Fa

Cultivo

Alfalfa

0,60

Limonero

0,25

Fresa

0,10

Viñedo

0,55

Frutales de hoja caduca

0,40

Maíz grano

0,40

Palta

0,30

Zanahoria

0,40

Caña de azúcar

0,60

Naranjo

0,35

Alverja

0,50

Tomate

0,45

Cebolla

0,30

Papa

0,30

Lechuga

0,35

Pastos

0,35

Cebolla maduración

0,40

Platanera

0,30

Repollo

0,35

Brócoli

0,30

Fuente: Hidrología agrícola, XI Curso Internacional de Ingeniería de Regadíos 1982, citado por Olarte 2003.

66

Fa

Ir = Ln / Rn x [días del mes] Donde: Ir = Intervalo de riego (días) Ln = Lámina neta de riego recomendada (mm) Rn = Requerimiento neto de riego (mm/mes) Sin embargo, estas definiciones no tienen un carácter totalmente estático o rígido, puesto que las condiciones climáticas y las del cultivo pueden variar mucho al interior de un determinado mes. En este sentido, debe tomarse en cuenta que el intervalo de riego depende también de otros factores como la presencia momentánea de nubosidad, las precipitaciones pluviales repentinas y la ausencia de brillo solar, entre otros (Muña 1997). La frecuencia de riego (Fr) es el número de veces en que el agricultor debe regar durante un determinado periodo. Normalmente, se toma como periodo de referencia el lapso de tiempo de un mes. En fórmula:

Fr = [días del mes] / Ir Donde: Fr = Frecuencia de riego (riegos por mes) Ir = Intervalo de riego (días) Es necesario recalcar que la dotación de agua que un agricultor aplique al cultivo en cada riego debe ser mayor a la lámina neta de riego; pues debe con-

siderarse que en la práctica no existe un riego totalmente eficiente. Tomando en cuenta este hecho, la aplicación de un riego debe responder a una cantidad equivalente a la lámina bruta de riego (Lb):

Lb = Ln / Ea x 100 Donde: Lb = Lámina bruta de riego (mm) Ln = Lámina neta de riego (mm) Ea = Eficiencia de aplicación de riego (%) La Lb incluye las probables pérdidas de agua en la aplicación del riego en la parcela, por distribución desigual del agua hacia la zona de las raíces, diferencias de volumen aplicado en las distintas partes de la parcela, etc. La Lb no considera las pérdidas que se presentan al nivel del sistema global (captación, conducción y distribución del agua fuera de la parcela).

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Ahora que se ha establecido cómo calcular la lámina neta de agua recomendada con que se debe reabastecer el suelo, y habiéndose explicado anteriormente cuál es el requerimiento neto de riego de un cultivo en el mes, se puede estimar cada cuánto tiempo se debe regar; es decir, cuál es el intervalo de riego (Ir), entendido como el tiempo que puede transcurrir entre un riego y el siguiente. El riego debe aplicarse antes de que el cultivo empiece a sufrir estrés hídrico, por este motivo se calcula en función a la lámina neta de riego recomendada. En fórmula:

Finalmente, es importante saber cuánto tiempo debe durar una aplicación de riego: el tiempo de riego (TR). En el riego por gravedad, este tiempo depende del caudal disponible en el canal, en relación con el tamaño de superficie de cultivo por regar. No obstante, a menudo este tiempo se ve condicionado por la forma en que los turnos de riego estén organizados entre el conjunto de usuarios del sistema. En el riego por aspersión el tiempo de riego se refiere al lapso en que los aspersores regarán en una sola posición para proporcionar la dotación de agua necesaria para los cultivos. Este tiempo depende de la lámina bruta de agua por regar y de la intensidad de precipitación que produce el aspersor. Este último parámetro se denomina pluviometría del aspersor (PA). En fórmula:

TR = Lb / PA Donde: TR = Tiempo de riego (h) Lb = Lámina bruta de riego por aplicar (mm) PA = Pluviometría del aspersor (mm/h)

67

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

6. Área regable con un sistema de riego predial regulado En sistemas de riego predial regulados por microrreservorio el área regable está en función del método de riego utilizado, el volumen neto del microrreservorio y la demanda de agua de los cultivos que se siembren en cada campaña agrícola. Tal como se mencionó al inicio de este capítulo, la campaña grande requiere únicamente de riego complementario: riegos ligeros y frecuentes durante los veranillos. En cambio, en la campaña chica (periodo de estiaje) el riego suplementario implica proveer artificialmente, mediante riego, toda el agua que necesita el cultivo; razón por la cual durante ese periodo el sistema podrá abastecer de riego un área mucho más reducida que en el caso del riego complementario en campaña grande.

El cuadro 14 muestra los requerimientos de agua de algunos cultivos que se siembran en la sierra de Cajamarca durante la época de estiaje.17 En el caso del riego por aspersión esta demanda fluctúa entre 4 y 7 mil m3 de agua por hectárea, dependiendo del cultivo que se siembre en campaña chica. De las cifras presentadas se puede deducir que con un reservorio de 2 mil m3 de capacidad, llenado por aguas de escorrentía durante el periodo de lluvias, puede regarse en el orden de 0,3 a 0,5 hectáreas durante la época de estiaje. Si además el predio cuenta con agua de turno proveniente de un canal o un manantial, se podrá incrementar el volumen de reabastecimiento del reservorio, lo cual hace posible el riego de por los menos una hectárea o más de los cultivos mencionados. 17 Debe considerarse que estos requerimientos de agua de riego pueden ser sustancialmente mayores en condiciones climáticas más cálidas, menor altitud, etc.

Cuadro 14. Requerimiento hídrico estimado de algunos cultivos en época de estiaje para las condiciones de la sierra de Cajamarca.

Cultivo

Requerimiento neto de agua en campaña chica (m3 /ha)

Requerimiento bruto de agua (m3 /ha) de riego externo, aparte de la humedad remanente en el suelo, en campaña chica. Goteo (Ea=0,90)

Microaspiración (Ea=0,85)

Asperción (Ea=0,75)

Inundación (Ea=0,60)

Papa

3 247

3 608

3 820

4 329

5 412

Arveja verde

2 895

3 216

3 405

3 859

4 824

Avena forrajera

2 895

3 159

3 345

3 791

4 730

Cebola china

3 268

3 631

3 844

4 357

5 446

Zanahoria

3 199

3 555

3 764

4 266

5 332

Alfalfa

4 710

5 233

5 541

6 280

7 849

Rye grass - trébol

5 270

5 856

6 200

7 027

8 784

Elaboración propia con datos de la estación meteorológica A. Weberbauer, Senamhi-Cajarmarca. Periodo considerado: mayo-agosto.

68

7.1. Ejercicio 1 Pregunta Calcule la demanda de agua de riego (por aspersión) del cultivo de alverja (Pisum sativum L.) en un predio de la comunidad de Luichupucro Bajo, cuenca del río Chonta, distrito de Baños del Inca, Cajamarca, que tiene las siguientes características: • Cultivo: alverja • Variedad: usuy • Periodo vegetativo: 120 días • Fecha de siembra: 1 de mayo • Superficie sembrada: 0,25 hectáreas • Altitud: 2.850 m. s. n. m.

Solución En primer lugar, se necesita los datos sobre el clima de una estación meteorológica cercana, en este

caso, la estación Augusto Weberbauer en el valle de Cajamarca. Si bien está a menor altitud (2.625 m. s. n. m.) que la comunidad de Luichupucro, se usarán los datos del cuadro 5 y el gráfico 17 respecto de la evapotranspiración potencial y la precipitación, para el periodo vegetativo de cultivo de la alverja (120 días, de mayo a agosto). Como se registra en la hoja de cálculo: Rubros

Mayo

Junio

Julio

Agosto

ETP diaria (mm)

3,4

3,3

3,4

3,9

ETP mensual (mm/mes)

105

100

107

119

P promedio mensual (mm/mes)*

33

12

6

8

* Nota. No se consiguió datos sobre la precipitación al 75% de probabilidad (P75%), por lo cual se utilizará los datos de precipitación promedio mensual.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

7. Ejercicios de cálculo

69

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Luego se empleará el cuadro 9 del presente manual para elaborar la siguiente hoja de cálculo («Procedimiento de cálculo del requerimiento de riego de una superficie de cultivo»). Parámetro por determinar

Fuente de dato u operación

1.

Paso

Junio

Julio

Agosto

ETP (mm/mes)

Estación meteorológica A. Weberbauer

105

100

107

119

2.

Kc

Cuadro 7, bajo el nombre «guisante» (alverja = Pisum sativum L.)

0,45

0,80

1,15

1,05

3.

ETR (mm/mes)

= Kc x ETP

47

80

123

125

4.

P (mm/mes)

Estación meteorológica A. Weberbauer

33

12

6

8

5.

Pe (mm/mes)

= (1 – Ce) x P Ce = 0,5 aproximadamente.

16

6

3

4

6.

Rn (mm/mes)

= ETR – Pe

31

74

120

121

7.

Ea

Cuadro 8 (promedio entre 65 y 85%)

75

75

75

75

8a.

Rb (mm/mes)

= Rn / Ea x 100

41

99

160

161

8b.

Rb (m3/ha/mes)

Multiplicar resultados del paso 8a por un factor 10

410

990

1.600

1.610

9.

MR (l/s/ha)

= Rb x 0,004 (ver paso 8a)

0,16

0,40

0,64

0,64

10.

A (ha)

Área de cultivo

0,25

0,25

0,25

0,25

11.

Qc (l/s)

= MR x A

0,04

0,10

0,16

0,16

Respuesta Tal como se puede apreciar en los resultados encontrados en la hoja de cálculo, la demanda bruta de agua de 0,25 hectáreas de cultivo de alverja en campaña chica en este lugar de la sierra peruana es de (410 + 990 + 1.600 + 1.610) x 0,25 = 1.150 m3 .

ferente. Asuma una profundidad promedio de las raíces de 0,35 m y un factor de agotamiento de 0,40. El cultivo se regará por aspersión, con una eficiencia de 75%. Los aspersores utilizados son de ½ pulgada (”) y arrojan una pluviometría de 5,9 mm/h (caudal de 850 l/h). Están a una distancia de 12 x 12 m.

7.2. Ejercicio 2

Solución

Pregunta Realice la programación del riego del cultivo de alverja del ejercicio anterior para el mismo periodo, entre mayo y agosto, pero en suelos de textura di-

70

Datos y resultados del cálculo por mes Mayo

Se debe realizar el siguiente procedimiento de cálculo de la lámina neta y la lámina bruta de riego: se vuelcan los datos de humedad disponible, profundidad de raíces, factor de agotamiento y eficiencia de aplicación en la siguiente hoja de cálculo.

HD promedio (%)

Rango de HD (%)

Ln = HD x Pr x Fa x 10 (mm)

Ea

Lb recomendada (mm)

Arcilloso

12-20

16

22

0,75

29

Franco arcilloso

13-19

16

22

0,75

29

Franco

13-18

16

22

0,75

29

Franco arenoso

11-15

13

18

0,75

24

Arenoso

5-11

8

11

0,75

15

Cálculo del intervalo de riego: se usa la fórmula para determinar los intervalos de riego. Rubro

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Rn (mm/mes)

31

74

120

121

Número de días del mes

31

30

31

31

Tipo de suelo

Ln (mm)

Ir (días)

Ln (mm)

Ir (días)

Ln (mm)

Ir (días)

Ln (mm)

Ir (días)

Arcilloso

29

29

29

12

29

7

29

7

Franco arcilloso

29

29

29

12

29

7

29

7

Franco

29

29

29

12

29

7

29

7

Franco arenoso

24

24

24

10

24

6

24

6

Arenoso

15

15

15

6

15

4

15

4

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Tipo de suelo

Cálculo del tiempo de riego: tal como se ha visto, el tiempo que se debe regar es determinado por la lámina bruta de riego recomendada dividida por la intensidad de precipitación (pluviometría) que produce el aspersor: TR = Lb / PA. Nuevamente se usa una hoja de cálculo para presentar los resultados.

Respuesta Lb recomendada (mm)

PA (mm/hora)

TR (horas)

Arcilloso

29

5,9

5 (casi)

Franco arcilloso

29

5,9

5 (casi)

Franco

29

5,9

5 (casi)

Franco arenoso

24

5,9

4

Arenoso

15

5,9

2½

Tipo de suelo

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

7. Viabilidad social, organizacional e institucional La experiencia obtenida en Cajamarca con la instalación de sistemas de riego predial regulados por microrreservorios ha demostrado que varios factores sociales, organizacionales e institucionales resultan de mucha importancia para facilitar la difusión de esta propuesta tecnológica, así como para asegurar su sostenibilidad en el largo plazo. En el presente capítulo se analizarán algunos de estos aspectos.

1. Perfil de la familia que adopta exitosamente el sistema La propuesta de sistemas de riego predial regulados por microrreservorio ha despertado mucho interés en un gran número de pobladores de las provincias de Cajamarca, Cajabamba y San Marcos en el departamento de Cajamarca, donde hasta el año 2009 se han implementado cerca de 800 sistemas de este tipo. Sin embargo, no todas las familias reúnen las condiciones óptimas para poder instalar y aprovechar la propuesta en beneficio de su economía y su bienestar. Las familias que operan con éxito los sistemas de riego prediales regulados por microrreservorio tienen ciertas características que favorecen la rentabilidad y la sostenibilidad de su proyecto. Entre las principales se puede mencionar las siguientes: • La familia debe tener como actividad económica principal la agricultura. Sus integrantes deben conocer bien las prácticas agrícolas y trabajar activamente en ellas. • La familia vive en la misma zona donde se instala el sistema. En lo ideal, las familias que conducen los sistemas de riego tienen residencia en el predio o cercana a este, lo cual facilita el trabajo y el cuidado de los cultivos y la infraestructura, así como la operación y el mantenimiento del sistema de riego. • La extensión mínima del predio familiar es al menos de una hectárea. Extensiones menores no producen los beneficios suficientes para motivar una adecuada dedicación de la familia a

72

•

•

•

•

•

los sistemas productivos regulados por microrreservorio. La familia está dispuesta a invertir en el cofinanciamiento del sistema con dinero en efectivo, además de la mano de obra requerida. La voluntad y la capacidad de cofinanciamiento es un indicador de sostenibilidad del sistema. La familia cuenta con miembros emprendedores, motivados a mejorar la producción y la productividad del predio, con un espíritu de innovación. Las personas involucradas actúan con suficiente criterio económico, gozan de cierta vocación empresarial, con orientación al mercado. En la práctica, estas características han motivado que las familias en la zona hayan podido detectar con mayor claridad nuevos y mejores nichos de mercado (cuyes, ganado, flores, hortalizas, etc.). Los miembros de la familia tienen capacidad de trabajar asociadamente, entre ellos y en buena relación con los vecinos. El trabajo en asociación y/o de ayuda entre vecinos facilita la implementación de los sistemas y potencia con volúmenes apreciables la oferta de productos agrícolas al mercado. La familia pertenece a una o más organizaciones sociales o políticas, con lo cual pueden ejercer mayor influencia o presión para lograr el apoyo de autoridades e instituciones (gobiernos locales y otras entidades).

2. Organización local La organización local para el funcionamiento de los sistemas de riego predial regulados por microrreservorio es básicamente familiar; en este sentido, las capacidades de organización al interior de la familia, entre madre, padre e hijos, determinan en gran medida la calidad de conducción del predio. Sin embargo, esta organización local en torno a la instalación y la conducción de uno o más sistemas puede adquirir rasgos de organización multifamiliar

Por lo tanto, si bien cada sistema es instalado en el predio de una familia en forma particular, aparentemente esta propuesta tecnológica tiene cierto potencial de afianzar el grado de cohesión social entre familias vecinas, de tal modo que se facilite la cooperación mutua o la acción colectiva. Estas tendencias son importantes a la hora de realizar actividades de mantenimiento en los sistemas, compra y venta en asociación de productos e insumos agrícolas, y para llegar a ciertos acuerdos relacionados con el ordenamiento territorial local (áreas de protección en laderas, etc.). Por tener un carácter individual (familiar), la instalación de los sistemas de riego predial no depende de las decisiones de las organizaciones de usuarios de agua. No obstante, en caso de que el agua para el sistema provenga de un canal de riego u otra fuente compartida, obviamente los turnos de distribución y la asignación de volúmenes de agua se sujetan a las reglas y los acuerdos de la organización que esté a cargo de dicha fuente. Es probable que, en la medida que avance la masificación de los sistemas de riego predial regulados por microrreservorio, sea necesario que las organizaciones de usuarios de agua adquieran mayor injerencia en el planeamiento y el ordenamiento territorial de dichos sistemas. Sin embargo, en el ámbito andino de Cajamarca, como en muchas otras partes de la sierra peruana, el funcionamiento de las organizaciones de usuarios de agua encuentra serias limitaciones, al menos en términos formales y respecto de sus posibilidades de cumplimiento de las complejas normas naciona-

les en materia de recursos hídricos, las cuales tienen un claro sesgo costeño en su concepción. La mayoría de comités, comisiones y juntas de usuarios tiene un funcionamiento limitado que se restringe a funciones y ámbitos específicos, principalmente para la distribución de la dotación de riego, el mantenimiento de los canales de riego y, a veces también, para la defensa de los derechos de agua de los usuarios miembros de la organización. En este sentido, el uso de las aguas de escorrentía superficial en tiempo de lluvia y el empleo de los manantiales y las filtraciones que emergen de las montañas no encuentran aún un marco organizacional claro, por lo pequeño y localizado del recurso hídrico.

3. Marco legal e institucional

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

cuando familias emparentadas por lazos sanguíneos o sociales (compadrazgo, etc.) emprenden de mutuo acuerdo esta iniciativa. Inclusive, en varias localidades de las provincias de Cajamarca, Cajabamba y San Marcos se puede observar que los predios que cuentan con sistema de riego regulado por microrreservorio se concentran en una determinada vecindad, sin que necesariamente las familias tengan una relación de parentesco directo.

El uso del agua de fuentes muy locales (manantiales, etc.) por lo general solo es regulado si se trata de recursos abundantes, en tanto las pequeñas filtraciones que emergen en los predios usualmente las manejan los dueños según su propio criterio. Los propietarios, pero también ciertas comunidades, asumen que si el agua nace en su territorio ellos son dueños del agua. Sin embargo, la legislación peruana establece claramente: […] el agua constituye patrimonio de la Nación. El dominio sobre ella es inalienable e imprescriptible. Es un bien de uso público y su administración solo puede ser otorgada y ejercida en armonía con el bien común, la protección ambiental y el interés de la Nación. No hay propiedad privada sobre el agua (Artículo 2, Ley 29338, Ley de Recursos Hídricos promulgada el 30 de marzo de 2009). Esta ley reconoce los siguientes usos del agua: • Uso primario • Uso poblacional • Uso productivo

73

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

Los sistemas de riego predial regulados por microrreservorio hacen uso productivo del agua y, por lo tanto, se someten formalmente a las siguientes estipulaciones de la Ley de Recursos Hídricos: Artículo 42º.- Uso productivo del agua El uso productivo del agua consiste en la utilización de la misma en procesos de producción o previos a los mismos. Se ejerce mediante derechos de uso de agua otorgados por la Autoridad Nacional. Artículo 44º.- Derechos de uso de agua Para usar el recurso agua, salvo el uso primario, se requiere contar con un derecho de uso otorgado por la Autoridad Administrativa del Agua con participación del Consejo de Cuenca Regional o Interregional, según corresponda. Los derechos de uso de agua se otorgan, suspenden, modifican o extinguen por resolución administrativa de la Autoridad Nacional, conforme a ley. Artículo 45º.- Clases de derechos de uso de agua Los derechos de uso de agua son los siguientes: 1. Licencia de uso. 2. Permiso de uso. 3. Autorización de uso de agua. Artículo 51º.- Licencia de uso en bloque Se puede otorgar licencia de uso de agua en bloque para una organización de usuarios de agua reconocida, integrada por una pluralidad de personas naturales o jurídicas que usen una fuente de agua con punto de captación común. Las organizaciones titulares de licencias de uso de agua en bloque emiten certificados nominativos que representen la parte que corresponde de la licencia a cada uno de sus integrantes. Artículo 30º.- Los comités de usuarios Los comités de usuarios pueden ser de aguas superficiales, de aguas subterráneas y de aguas

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de filtración. Los comités de usuarios de aguas superficiales se organizan a nivel de canales menores, los de aguas subterráneas a nivel de pozo, y los de aguas de filtraciones a nivel de área de afloramiento superficial. La Ley de Recursos Hídricos establece el Sistema Nacional de Gestión de los Recursos Hídricos, cuya máxima autoridad técnico-normativa es la Autoridad Nacional del Agua (ANA). Como órganos desconcentrados se establecen las denominadas Autoridades Administrativas del Agua (AAA) y las Administraciones Locales de Agua (ALA),18 todas ellas de carácter multisectorial. La experiencia de instalación de los sistemas de riego predial regulados por microrreservorio en Cajamarca se ha realizado básicamente en tiempos de vigencia de la anterior Ley General de Aguas (Ley 17752) y, por lo tanto, no se requirió mayor atención administrativa-legal en materia hídrica. Mucho más importante para el desarrollo de la experiencia han sido las instituciones que colaboraron en términos técnicos y financieros. Aparte de las bondades de la propuesta en sí, un factor fundamental que explica la rápida expansión del número de sistemas de riego predial regulados por microrreservorio en las provincias de Cajabamba, San Marcos y Cajamarca ha sido la existencia de un programa de cooperación, en este caso entre los municipios y el Instituto Cuencas, al cual las familias han podido adherirse con aportes propios. El Instituto Cuencas ha brindado los servicios de asesoramiento, asistencia técnica, capacitación y aporte monetario para combustibles. Los municipios distritales y provinciales han contribuido con una herramienta clave: la maquinaria para la excavación de los reservorios (tractores D-6 o D-8). La inversión propia de la familia se ha dado en forma de mano 18 Durante la vigencia de la anterior Ley General de Aguas (Ley 17752) eran las Administraciones Técnicas de Distrito de Riego (ATDR) los órganos locales que en primera instancia debían resolver las cuestiones derivadas de la aplicación de la ley.

Sin embargo, debe señalarse que dentro del actual marco legal del Perú existen grandes limitaciones para que las instituciones públicas apoyen los esfuerzos de inversión en terrenos que sean de propiedad privada, como es el caso de la construcción de microrreservorios. A pesar de la gran relevancia en términos de desarrollo que tiene la propuesta tecnológica para ayudar a muchos agricultores a salir de la pobreza extrema, aparentemente hay restricciones en el Sistema Nacional de Inversión Pública (SNIP) para canalizar recursos financieros hacia inversiones que se realicen en estos predios privados. Ello en contraste con las grandes inversiones públicas que se han efectuado en proyectos de riego como Jequetepeque-Zaña, Chira-Piura, Olmos-Tinajones y Majes, entre otros; los cuales se han construido con dinero público en beneficio de predios privados. Los gobiernos locales (provinciales y distritales) en Cajamarca han encontrado formas de viabilizar su

apoyo efectivo para la implementación de la propuesta de sistemas de riego predial regulados por microrreservorio, en alianza con los propietarios de los predios y el Instituto Cuencas. El Gobierno Regional Cajamarca está decidido a buscar las vías legales y financieras con el fin de brindar un apoyo de carácter regional, a pesar de las dificultades legales mencionadas. Además de promover ciertos cambios en la legislación para facilitar que pequeños productores inviertan en sus predios con apoyo de recursos públicos, la solución apunta hacia la necesidad de constituir alianzas interinstitucionales que permitan agilizar la instalación de estos sistemas. Tales alianzas entre instituciones públicas y privadas (gobierno regional, municipios provinciales, municipios distritales, propietarios de predios, ONG) han sido fundamentales en la experiencia de Cajamarca. Han logrado que cada parte realice un trabajo especializado y que se complementen las acciones en función de las competencias institucionales. La estabilidad de las alianzas y el cumplimiento de los compromisos asumidos han determinado el éxito de los proyectos.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

de obra no calificada y la compra de materiales y accesorios (tubería, aspersores, etc.).

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

8. Riesgo y beneficios ambientales 1. El análisis del riesgo El análisis del riesgo es una metodología que permite identificar, analizar y evaluar probables daños y pérdidas como consecuencia de la manifestación de una amenaza que recae sobre un territorio, sus habitantes, recursos y/o actividades con cierta vulnerabilidad. Permite plantear medidas de carácter correctivo, prospectivo y reactivo para reducir el riesgo. Constituye la herramienta fundamental para la gestión del riesgo y facilita: • Identificar y analizar los fenómenos físicos que, al manifestarse en el territorio, podrían convertirse en amenazas (análisis de amenazas). • Analizar los factores que hacen susceptibiles a la población y sus medios de vida a sufrir posibles daños ante las amenazas identificadas (análisis de vulnerabilidad). • Pronosticar objetivamente los daños y las pérdidas que ocasionaría el impacto de las amenazas sobre una población vulnerable (análisis del riesgo). • Diseñar y evaluar las medidas que permitirán reducir los probables daños o pérdidas en la población y sus medios de vida (medidas prospectivas, correctivas o reactivas). Además, el análisis del riesgo: • Permite incrementar el grado de seguridad de la población, sus inversiones, actividades económicas y servicios. • Contribuye a la sensibilización de los actores respecto del riesgo existente (las amenazas y la vulnerabilidad ante estas). • Dota a las autoridades, las instituciones y las familias de elementos para planificar el uso adecuado del territorio como estrategia para lograr el desarrollo sostenible. Se puede afirmar que la seguridad humana y de la inversión depende de la calidad del análisis del riesgo, con impactos positivos para la reducción de la

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pobreza, la sostenibilidad de los medios de vida y de los procesos de desarrollo. El análisis del riesgo debe realizarse desde temprano en la etapa de planificación y diseño del sistema predial, para poder incorporar medidas de protección al momento de construir el sistema. En otras palabras, debe formar parte de la formulación del proyecto.

2. Reducir la vulnerabilidad: clave para la reducción de la pobreza La vulnerabilidad se conceptualiza como la susceptibilidad de los seres humanos y los grupos sociales, expuestos a una amenaza o peligro, a sufrir daños y pérdidas en sus medios y modos de vida. La magnitud de los daños que sufra una persona, una familia o un grupo está relacionada con el grado de fragilidad de sus elementos: vivienda, actividades productivas, grado de organización, sistemas de alerta y desarrollo político-institucional, entre otros. La vulnerabilidad puede ser analizada y explicada desde diferentes perspectivas: social, económica, física, estructural, institucional, organizacional, educativa, cultural y ambiental; aun cuando todos estos factores están relacionados de alguna manera en la realidad. Las causas de elevados niveles de vulnerabilidad en muchas partes de nuestro país son variadas y complejas. Sin duda, el patrón de desarrollo seguido por décadas, con alto grado de pobreza, exclusión socioeconómica y deterioro ambiental, constituye un factor importante en la generación de vulnerabilidad. En el territorio nacional y los espacios locales los pobres constituyen los segmentos de población más frágiles: viven en zonas de mayor riesgo, usan técnicas de cultivo poco sostenibles, trabajan en zonas de ladera o tierras marginales, tienen menos

Este mayor grado de vulnerabilidad también está asociado a condiciones de limitación o precariedad dentro del sistema político democrático, su fragilidad organizacional para la autoprotección y su escasa posibilidad de participar en los espacios de toma de decisiones para el desarrollo y la generación de políticas públicas para la protección social. De muchas formas, la pobreza cierra y exacerba el círculo vicioso de los desastres, pequeños y grandes. Es importante dejar claro que no basta con analizar la vulnerabilidad de las estructuras físicas y organizacionales que viabilizan el normal funcionamiento de las familias y comunidades, sino que es fundamental y más importante descifrar las causas estructurales de la vulnerabilidad: ¿qué o quién es vulnerable y por qué? En este sentido se requiere entender que la reducción de la vulnerabilidad es una inversión clave, no solamente para reducir los costos humanos y materiales de los desastres, sino también para alcanzar el desarrollo sostenible. Dicho de otra forma, se trata de una inversión de gran rentabilidad en términos sociales, económicos y políticos. Por tanto, la reducción de la vulnerabilidad debe ser incorporada de manera orgánica en una visión sistémica e integral del desarrollo.

3. Identificación de amenazas en un análisis del riesgo

y socionaturales (acción del hombre combinada con la acción de la naturaleza, por ejemplo, desestabilización de tierra en el talud de un reservorio).

Recuadro 5 Identificar y analizar las amenazas Fenómenos físicos que se pueden convertir en una amenaza para sistemas agrícolas familiares vulnerables en ámbitos rurales de la sierra son, por ejemplo: • Lluvias intensas, erosión o excesiva saturación del suelo • Deslizamientos • Heladas • Granizadas • Sequías En los últimos años, estos fenómenos se ven exacerbados por las alteraciones de la variabilidad climática como efecto del cambio climático y son cada vez más recurrentes e intensos. Las lluvias intensas, la erosión y los deslizamientos podrían poner en riesgo un sistema de microrreservorio. Probablemente las lluvias dañarían la infraestructura si no hay un buen diseño, operación y mantenimiento del reservorio; los deslizamientos destruirían la infraestructura si esta no fuese resistente y estuviese mal localizada en la ladera; la erosión colmataría la estructura. Estos aspectos deben considerarse en el análisis del riesgo.

Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

acceso a la información, los servicios básicos y la protección social. Todos estos factores elevan su nivel de vulnerabilidad.

Es necesario remarcar que una vez ocurrido el fenómeno físico no es una amenaza sino que se convierte en amenaza si encuentra elementos expuestos (personas, infraestructura, actividades económicas, etc.) que presentan un alto grado de vulnerabilidad.

Una amenaza o un peligro, es la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno físico potencialmente destructivo, capaz de ocasionar daños y pérdidas al encontrar pobladores, familias o grupos sociales expuestos y en condiciones de vulnerabilidad.

Reducir el riesgo que las familias o las comunidades pueden sufrir, es decir, reducir los probables daños y pérdidas que pueda ocasionar la manifestación de una amenaza requiere identificar y analizar el fenómeno físico latente en el territorio, así como el nivel de vulnerabilidad de la población expuesta y de sus medios de vida.

Las amenazas pueden ser de tipo natural (acción de la naturaleza, por ejemplo, lluvias intensas), antrópicas (acción del hombre, por ejemplo, deforestación)

En este sentido, garantizar la seguridad de microrreservorios construidos en predios de familias rurales que se encuentren en situación de pobreza requie-

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Sistemas de riego predial regulados por microreservorios

2.

re identificar y analizar las amenazas o los peligros que se presentan en su entorno (recuadro 5); con la finalidad de reducir sus niveles de vulnerabilidad y, en consecuencia, el riesgo para sus actividades productivas.

3.

El análisis de las amenazas se debe realizar desde tres dimensiones: 1. Análisis temporal: ¿en qué época o momento se podría presentar?, ¿cuál sería su duración?, ¿con qué frecuencia se presentaría?, ¿qué nivel de probabilidad presenta?

Análisis dimensional: ¿de qué magnitud sería el fenómeno físico?, ¿con qué intensidad se manifestaría? Análisis espacial: ¿dónde se manifestaría la amenaza?, ¿en qué extensión del territorio impactaría?

Este análisis necesariamente debe ser participativo e involucrar a las familias y los actores sociales y políticos que promueven su desarrollo. La aplicación de la matriz presentada en el recuadro 6 ayudará al análisis participativo de las amenazas.

Recuadro 6 : Matriz para análisis participativo de las amenazas. ¿Qué fenómenos destructivos se manifiestan en el predio, la comunidad o el distrito?

¿Cada cuánto tiempo y en qué época se manifiestan estos fenómenos?

¿Qué características presentan?

¿Qué zonas o qué lugares se ven afectados?

¿Qué elementos expuestos se podrían dañar?

Lluvias intensas

Anualmente En temporada de lluvias

Muy intensas Ocasionan desborde de ríos

Chupicaloma Baños Punta

Cultivos Microrreservorio

Deslizamientos Heladas Sequías

Si se trata de garantizar la seguridad de aquella infraestructura que brinda soporte a los medios de vida de las familias, como en este caso los microrreservorios, el análisis debe focalizarse en el ámbito donde están ubicados estos elementos. Identificadas las amenazas y el territorio donde se manifiestan, estas pueden ser representadas en el espacio mediante mapas o croquis elaborados por los participantes del análisis y también jerarquizadas por su dimensión.

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que hacen vulnerable a su comunidad; es decir, que la hacen susceptible de sufrir daños y pérdidas ante estas amenazas. En este caso se necesita identificar alternativas que reduzcan la probabilidad de daños y pérdidas en las familias por el posible deterioro o destrucción de los microrreservorios. El análisis de vulnerabilidad se debe efectuar tomando en cuenta dos aspectos: 1) el grado de exposición y 2) los factores de vulnerabilidad: fragilidad y resiliencia frente las amenazas que pesan sobre estas estructuras.

4. El análisis de vulnerabilidad

Grado de exposición

Identificadas y medidas las amenazas que se manifiestan en el territorio, las familias y los actores que participan del análisis podrán reconocer los factores

Se debe localizar los componentes del sistema en las zonas donde se pueden manifestar amenazas. Esto implica que en el momento de decidir la cons-