captacion de agua

of 24/24
Captación de agua de lluvia y producción en invernadero de hortalizas, plantas aromáticas y medicinales “Atlixcáyotl” Luis A. Villarreal-Manzo1 Resumen Se realizó el diseño de un sistema de captación, almacenamient o, distribución y aplicación de agua de lluvia para la producción en invernadero de hortalizas, plantas aromáticas y medicinales en la Unidad Académica Atlixco del Campus Puebla, Colegio de Postgraduados. El diseño consistió en el cálculo, determinación y estimación de los diferentes componentes del sistema de captación de agua de lluvia, ent re los que destacan el área de captación diseñada, el análisis de variables de precipitación, temperatura, viento y evaporación históricas con estadística descriptiva, el análisis de las condiciones físicas del suelo de acuerdo con la NOM-021-RECNA T-2000-31-2002, sus especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos , el análisis de las Fuentes de agua superficiales de acuerdo con procedimient os cartográficos , y el estudio del nivel freático superficial de acuerdo con el método de pozo de obs ervación. Se realizó el cálculo del volumen de agua de acuerdo con la demanda de la población o del proyecto en particular, el cálculo de la precipitación net a (Pn), la calidad del agua de lluvia de acuerdo con NOM -032-E COL- 1993. Producción agrícola de hortalizas y aromáticos en invernadero, el análisis de viabilidad del proyecto con base en el diagnóstico. Se realizó la estructura financiera del proyecto de inversión y la estimación de indicadores de rentabilidad financiera encont rándose que en términos del valor actual neto (VAN) del proyecto como el resultado fue positivo, y el criterio de acept ación es que si es positivo se logra un aument o al patrimonio, debe aceptarse, al igual que la tasa int erna de retorno (TIR), y la relación beneficio- costo (B/ C). Palabras clave: captación, agua de lluvia, producción, invernadero. Int rod uc ci ón La escasez del agua dulce está surgiendo como uno de los problemas más críticos de los recursos naturales que enfrenta la humanidad. El siglo XXI ha sido llamado el “Siglo del Agua”, unos 2,000 millones de habitantes en el mundo se enfrentan, hoy con escasez de agua, siendo esta la principal causa que un 15% de la población mundial esta desnutrida. Una de las soluciones para hacer frente a la escasez de agua potable se refiere al aprovechamiento eficiente de la precipitación pluvial, es decir, el agua de lluvia, ya que u n milímetro de lluvia equivale a un litro por metro cuadrado. A pesar de que existen técnicas sobre
  • date post

    30-Oct-2014
  • Category

    Documents

  • view

    54
  • download

    3

Embed Size (px)

description

captacion del agua en cuanto invernadero

Transcript of captacion de agua

Captacin de agua de lluvia y produccin en invernadero de hortalizas, plantas aromticas y medicinales AtlixcyotlLuis A. Villarreal-Manzo1

ResumenSe realiz el diseo de un sistema de captacin, almacenamient o, distribucin y aplicacin de agua de lluvia para la produccin en invernadero de hortalizas, plantas aromticas y medicinales en la Unidad Acadmica Atlixco del Campus Puebla, Colegio de Postgraduados. El diseo consisti en el clculo, determinacin y estimacin de los diferentes componentes del sistema de captacin de agua de lluvia, ent re los que destacan el rea de captacin diseada, el anlisis de variables de precipitacin, temperatura, viento y evaporacin histricas con estadstica descriptiva, el anlisis de las condiciones fsicas del suelo de acuerdo con la NOM-021-RECNA T-2000-31-2002, sus especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificacin de suelos , el anlisis de las Fuentes de agua superficiales de acuerdo con procedimient os cartogrficos , y el estudio del nivel fretico superficial de acuerdo con el mtodo de pozo de obs ervacin. Se realiz el clculo del volumen de agua de acuerdo con la demanda de la poblacin o del proyecto en particular, el clculo de la precipitacin net a (Pn), la calidad del agua de lluvia de acuerdo con NOM -032-E COL-1993. Produccin agrcola de hortalizas y aromticos en invernadero, el anlisis de viabilidad del proyecto con base en el diagnstico. Se realiz la estructura financiera del proyecto de inversin y la estimacin de indicadores de rentabilidad financiera encont rndose que en trminos del valor actual neto (VAN) del proyecto como el resultado fue positivo, y el criterio de acept acin es que si es positivo se logra un aument o al patrimonio, debe aceptarse, al igual que la tasa int erna de retorno (TIR), y la relacin beneficio-costo (B/ C).

Palabras clave: captacin, agua de lluvia, produccin, invernadero.

Int rod uc ci n La escasez del agua dulce est surgiendo como uno de los problemas ms crticos de los recursos naturales que enfrenta la humanidad. El siglo XXI ha sido llamado el Siglo del Agua, unos 2,000 millones de habitantes en el mundo se enfrentan, hoy con escasez de agua, siendo esta la principal causa que un 15% de la poblacin mundial esta desnutrida.

Una de las soluciones para hacer frente a la escasez de agua potable se refiere al aprovechamiento eficiente de la precipitacin pluvial, es decir, el agua de lluvia, ya que u n milmetro de lluvia equivale a un litro por metro cuadrado. A pesar de que existen tcnicas sobre captacin y aprovechamiento del agua de lluvias generadas hace ms de 4000 aos, estas no se aplican en forma masiva, lo cual conlleva a la reflexin de que no se ha rescatado y aplicado el conocimiento tradicional. ____________________________

1

Profesor Investigador Asociado. Campus Puebla del Colegio de Postgraduados. Km. 125.5 Carretera

Federal Mxico-Puebla. Santiago Momoxpan, Municipio de San Pedro Cholula, Puebla. C.P. 72760. Email: [email protected] Cerca de 1600 millones de habitantes en el mundo carecen de acceso al agua entubada, una de las metas del milenio se refiere a resolver este creciente problema; sin embargo, a la fecha no se encuentran soluciones adecuadas y rpidas. Lo anterior indica la urgente necesidad de considerar al agua de lluvia como una solucin para hacer frente al abastecimiento de agua a nivel de familia y a nivel de comunidad. Es posible captar, almacenar, purificar y envasar agua de lluvia.

Materiales y mtodos rea de captacin diseada El proyecto Captacin y produccin en invernadero de hortalizas, plantas aromticas y medicinales con agua de lluvia Atlixcyotl, se ubica en las instalaciones de la Unidad Acadmica del Campus Puebla del Colegio de Postgraduados en la ciudad de Atlixco, Puebla. Siendo sta un espacio concreto para desarrollar las actividades del Colegio y del propio Campus. Tiene el propsito de coadyuvar a las actividades sustantivas de enseanza e investigacin y vinculacin de la institucin y ser un medio formal experimental que ligue sta unidad con el Campus en acciones de vinculacin con el medio rural y sus actores.

La Unidad Acadmica se ubica en la ciudad de Atlixco, Pue. a escasos 25 kilmetros de la ciudad de Puebla capital del estado. Su direccin es Calle Carmen Serdn No. 3303, Colonia Valle Sur, Atlixco, Puebla.

Se localiza en la parte centro Oeste del estado de Puebla; tiene una altitud promedio de 1840 m sobre el nivel del mar. Sus coordenadas geogrficas son los paralelos 18 49` 30 y 18 58` 30 de latitud norte y los meridianos 98 18` 24 y 98 33` 36 de longitud occidental. Figura 1 y Figura 2.

Figura 1. Macro localizacin del Estado de Puebla en la Repblica Mexicana.

Figura 2. Macro localizacin del municipio de Atlixco en el Estado de Puebla.

El clima de la regin es semiclido subhmedo con lluvias en verano, se localiza al centro y sur ocupando la mayor parte del municipio de mismo nombre. En lo que se refiere a ecosistemas l a mayor parte predomina en su mayor parte los campos de cultivo temporal y de regado, de las zonas planas del municipio estn dedicadas a la agricultura del riego; se siembran tanto cultivos anuales como semipermanentes.

Al Noroeste, en las estribaciones de la Sierra Nevada, se ha introducido agricultura temporalera, es evidente la enorme deforestacin que se ha producido en esta zona, repitindose un proceso muy comn sustituir reas boscosas, en este caso pinos y cedros, para introducir una agricultura de subsistencia en los suelos no aptos para estas actividades y que tienden a agotarse por este mal uso. An subsisten pequeas reas al Norte y Noreste, ocupadas por cedros y pinos, testigos de la vegetacin natural. Finalmente, se pueden apreciar pequeas reas de pastizal inducido, as como matorrales encinosos al Sureste.

El municipio presenta una gran variedad de suelos, pero se pueden identificar 5 tipos principales: fluvisoles, regosoles, feozem, cambisoles y rendzinas.

La orografa del municipio se encuentra comprendido en dos unidades morfolgicas divididas por la cota 2,000 que atraviesa el Noroeste; hacia el Noroeste se encuentra el valle de Puebla, y de la cota hacia el este, el valle de Atlixco; ambos descienden de las faldas meridionales de la Sierra Nevada; mostrando su menor altura al sur con 1,700 metros sobre el nivel del mar; conforme se avanza el Noroeste, el nivel del terreno va ascendiendo suavemente, por ser estribaciones del Volcn Iztacchuatl; as, el extremo Noroeste alcanza la cota de 2,500 metros. Al Sureste, aparecen formaciones montaosas aisladas que culminan en los cerros de Zoapiltepec y Texistle, que alcanzan un nivel superior a los 2,100 metros sobre el nivel del mar; tambin existen unos cerros aislados al norte, como el Pochote, Tecuitlacuelo, loma La Calera, el Charro.

Recursos naturales. Al Noroeste, en las estribaciones de la Sierra Nevada, se ha introducido agricultura temporalera, es evidente la enorme deforestacin que se ha producido en esta zona, repitindose un proceso muy comn sustituir reas boscosas, en este caso pinos y- cedros, para introducir una agricultura de subsistencia en los suelos no aptos para estas actividades y que tienden a agotarse por este mal uso. An subsisten pequeas reas al Norte y Noreste, ocupadas por cedros y pinos, testigos de la vegetacin natural. Finalmente, se pueden apreciar pequeas reas de pastizal inducido, as como matorrales encinosos al Sureste.

La Unidad Acadmica cuenta con una superficie total de aproximadamente 7,900 m 2, de las cuales actualmente 700 m2 son edificaciones; entre stas 3 invernaderos con una superficie de aproximadamente 400 m2 y un rea de oficinas y almacn con 300 m 2 de construccin, 30 m de longitud por 10 m de ancho.

Es precisamente sobre el rea de oficinas y almacn que se planea realizar la captacin del agua de lluvia, toda vez que la superficie de invernaderos se encuentra a unos 45 m de distancia. Figura 3.

Figura 3. Micro localizacin del proyecto Captacin y produccin en invernadero de hortalizas, plantas aromticas y medicinales con agua de lluvia Atlixcyotl.

Variables de precipitacin, temperatura, viento y evaporacin histricas con estadstica descriptiva. Estado: Puebla Estacin: 00021012 Elemento: Precipitacin media mensual (mm) Periodo: 1991-2002 1990 0 6 6 49 62 156 260 168 146 106 0 8 967 826 1086 834 787 509 0 2 0 0 40 15 49 11 0 27 0 0 444 168 117 19 52 62 0 223 169 336 123 0 74 132 37 0 0 554 34 205 94 241 239 291 223 156 199 154 99 141 0 0 124 97 192 145 0 0 0 0 85 135 358 89 173 0 840 83 165 1 102 0 59 87 0 11 7 8 20 0 17 65 0 6 42 2 0 0 3 7 0 0 0 0 105 307 203 113 170 0 0 898 6 34 16 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5 0 0 3 0 0 0 2 0 0 225 200 94 244 206 40 0 2 1013 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 3 0 5 24 24 141 165 164 106 30 0 10 672 2002 38 6 5 71 15 240 168 61 260 73 25 0 962 Total 3.8 5.4 5.8 20.9 63.3 107.7 140.6 177.1 172.8 74.1 23.1 4.8 799.4

Mes/Ao

Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

Total

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Precipitacin media mensual en Atlixco, Puebla Periodo 1991-2002

Figura 4. Precipitacin media mensual en Atlixco, Puebla. Perodo 1991 2002

ESTADO DE: PUEBLA ESTACION: 00021012 ATLIXCO, ATLIXCO ELEVACION: 1840.0 msnm

(mm) Precipitacin media mensual Meses UNIDAD DEL SERVICIO METEOROLOGICO NACIONAL NORMALES CLIMATOLOGICAS 1961-1990 LATITUD: 18 55' N PRECIPITACION MEDIA (mm) LONGITUD: 098 27' W

PRECIPITACION 3.7 44.5 96.8 82.5 3.9 14.2

ENE 3.8

FEB 5.4

MAR 5.8

ABR 20.9

MAY 63.3 43.0 43.0 204.5

JUN 107.7 73.2 73.2 352.9

JUL 140.6 95.6 95.6 286.0

AGO 177.1 120.4 120.4 364.2

SEPT 172.8 117.5 117.5 328.0

OCT 74.1 50.4 50.4 245.8

NOV 23.1 15.7 60.0

DIC ANUAL 4.8 799.4 3.3 17.5 543.6 500.1 364.2

PN

2.6

PN ( 40 mm) PRECI. MAXIMA

71.0

Fuentes de agua superficiales de acuerdo con procedimientos cartogrficos Las fuentes de agua superficiales quedan enmarcadas en la descripcin de la hidrologa superficial de la regin definida por su ubicacin en la subcuenca del Ro Nexapa, afluente del Atoyac.; contando entre sus corrientes ms importantes: el Cuescomate que cruza la ciudad de Atlixco, el ro Molino y el ro Palomas. Las numerosas corrientes temporales, originadas por deshielos del volcn, forman una gran cantidad de barrancas al Noroeste. Cabe destacar que existe todo un sistema de canales de riego distribuidos por todo el territorio, como el Sifn, la Candelaria, los Molinos, Catecuxco, Moraleda, etc. Diversos son los recursos hidrogrficos del municipio, tanto para la agricultura como para el entretenimiento y la diversin.

No existen riesgos de desbordamientos o posibles eventos que afecten al rea de captacin.

Nivel fretico superficial de acuerdo con el mtodo de pozo de observacin Por tratarse el proyecto de produccin agrcola en invernadero utilizando el agua de lluvia, informacin referente a mediciones de niveles freticos superficiales en el rea de estudio no aplica.

Con respecto a acciones de preservacin y aprovechamiento sustentable del agua y suelo para el proyecto, actualmente se est llevando a cabo un diagnostico de la disponibilidad, usos y conservacin del agua en la regin, como parte del trabajo interdisciplinario del equipo tcnico de la Unidad Acadmica.

Resultados. Clculos, determinaciones y estimaciones Determinacin del volumen de agua de acuerdo con la demanda de la poblacin o del proyecto en particular = Donde: Dj = Demanda de agua en el mes j (m 3/mes/poblacin) Nu = Nmero de beneficiarios del sistema (superficie del invernadero) Dot = dotacin (l/m2) Nd = nmero de das del mes j

En nuestro caso para un invernadero con una superficie de 100 m 2, considerando una dotacin de agua de 5 litros/m 2 de invernadero y 156 das de riego en el ao (riego cada tercer da), resulta: = 100 0.005 156

= 78 Clculo de la precipitacin neta (Pn)

/

La precipitacin neta (Pn) es la cantidad de agua de lluvia que queda disponible para el sistema de captacin, sta se calcula con la siguiente ecuacin:

= Donde: PN = Precipitacin neta (m), p = precipitacin observada (m), captacin = eficiencia de la captacin.

=

Donde: ce = Coeficiente de escurrimiento, que de acuerdo al material del area de captacin (cemento) es igual a 0.80, Coeficiente de captacin = 0.85

= 0.80 0.85

= 0.68

En la siguiente tabla se muestran los resultados de los clculos de precipitacin neta obtenidos para la regin de Atlixco, Pue. Tabla 1.

Tabla 1. Clculo de la precipitacin neta. Estacin climatolgica Atlixco, Pue. Perodo 1960-1991.ANU AL 799. 4.8 4 543. 3.3 6 500. 1 364. 17.5 2

ENE PRECIPIT. PN PN ( 40 mm) PRECI. MAXIMA 3.8 2.6

FEB 5.4 3.7

MAR 5.8 3.9

ABR 20.9 14.2

MAY 63.3 43.0 43.0

JUN 107.7 73.2 73.2 352.9

JUL 140.6 95.6 95.6 286.0

AGO 177.1 120.4 120.4 364.2

SEP 172.8 117.5 117.5 328.0

OCT 74.1 50.4 50.4 245.8

NOV 23.1 15.7

DIC

71.0

44.5

96.8

82.5

204.5

60.0

Calidad del agua de lluvia de acuerdo con NOM-032-ECOL-1993. Produccin agrcola de hortalizas y aromticos en invernadero La Norma Oficial Mexicana NOM-032-ecol-1993, establece los lmites mximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales de origen urbano o municipal para su disposicin mediante riego agrcola, no aplica para nuestro proyecto de captacin, conduccin, almacenamiento y utilizacin para el riego en ambientes controlados (invernadero).

Diagrama de flujo del agua de lluvia captada de la azotea para su

filtrado y conduccin al invernadero (ambiente controlado)

Agua de lluvia

Invernadero para hortalizas, plantas aromticas y medicinales Lneas de riego por goteo

Azotea de oficinas y rea de almacn

Volumen almacenado y aprovechable

Figura 5. Diagrama de flujo del agua de lluvia captada en la azotea para su filtrado y conduccin al invernadero (ambiente controlado). Viabilidad del proyecto con base en el diagnstico El proyecto Captacin y produccin en invernadero de hortalizas, plantas aromticas y medicinales con agua de lluvia Atlixcyotl a realizarse en los terrenos de la Unidad Acadmica Atlixco del Campus Puebla, Colegio de Postgraduados, es viable de acuerdo al diagnstico realizado, ya que el mismo responder a una problemtica identificada que es la escasa disponibilidad de agua en la localidad y al alto precio que tendra que cubrirse por ella al disponerse de la red hidrulica domiciliaria.

Busca lograr el uso y aprovechamiento pleno del agua de lluvia, a fin de lograr la superacin de los rezagos en la produccin agrcola a travs del establecimiento de invernaderos en los que el agua de riego provenga de sistemas de captacin del agua de lluvia.

Busca promover la difusin de la tecnologa de captacin, uso y aprovechamiento del agua de lluvia, mediante apoyos complementarios a los productores que les permita mejorar su infraestructura productiva, as como su organizacin, atendiendo las principales cadenas agroalimentarias en ambientes controlados, su validacin,

transferencia, adopcin y multiplicacin, incrementando su competitividad y promoviendo un desarrollo sustentable local, regional y nacional.

Ubicacin del sistema de captacin de acuerdo con el diagnstico La siguiente figura sirve nicamente para ejemplificar la ubicacin del sistema de captacin de acuerdo con el diagnstico, aunque en la realidad el edificio del proyecto destinado como rea de captacin sea de una sola agua.

Figura 6. Ubicacin del sistema de acuerdo con el diagnstico.

rea de captacin con base en el levantamiento del rea o con procedimiento geomtrico Clculo del rea de captacin

= Donde: Aec = rea especfica de captacin, m 2,

Sustituyendo datos en la ecuacin anterior:

=

78 0.5436

= 143.5 Considerando que se tiene un rea de captacin de 200 m 2 y una precipitacin neta de 543.6 mm (0.5436 m) y despejando Danual de la ecuacin anterior, resulta:

=

Sustituyendo datos: = 200 0.5436

= 108.72

El rea total de la captacin del agua de lluvia es de 200 m 2 obtenindose un volumen anual disponible de 108.72 m 3, cuando la demanda anual es de slo 78 m 3, entonces se dispondr de un supervit de 30.72 m 3.

De igual forma, el rea de captacin efectiva (Aec) result de 143.5 m 2, menor al rea de captacin disponible (200 m 2), por lo que tambin en este caso existe un margen de 56.5 m2 de rea de captacin disponible extra.

Volumen de conduccin de acuerdo con especificaciones tcnicas del sistema Sistema de conduccin del agua de lluvia captada

Las canaletas usadas para la recoleccin del agua de lluvia sern de lmina galvanizada, por ser un material con mayor duracin y de fcil instalacin en las orillas de techos de diferentes materiales.

El caudal de conduccin en las tuberas o canaletas de conduccin, se obtiene con la siguiente ecuacin: = Donde: I(hr) = Intensidad mxima en una hora, 50 mm/hr (0.05 m/hr) Sustituyendo datos: = 5 18 (200 0.05 / ) 5 18 ( )

= 2.78

0.0028

/

Para determinar el tamao de la seccin de la canaleta que deber ser utilizada en el sistema para la conduccin del agua de lluvia del rea de captacin al tanque sedimentador y al de almacenamiento, se utiliza la ecuacin de continuidad.

= Donde: Q = Gasto hidrulico, m 3/seg

A = rea de la seccin transversal de la canaleta, m 2 v = velocidad con que es conducida el agua de lluvia, m/seg

Considerando como una primera iteracin unas dimensiones de la canaleta de lmina galvanizada de 0.1 m de base por 0.03 m de altura efectiva de agua (tirante), resulta un rea de la seccin transversal igual a:

= 0.10

0.03

= 0.003

El clculo de la velocidad del caudal se realiza aplicando la ecuacin de Manning.

=

1

Donde: v = velocidad del agua, m/seg, n = coeficiente de rugosidad de Manning, 0.014 para lmina galvanizada nueva, Rh = radio hidrulico, igual al rea de la seccin transversal sobre el permetro mojado de la canaleta, m S = pendiente de la canaleta, fraccin.

Sustituyendo datos para obtener Rh:

=

=

0.003 0.16

= 0.01875

Sustituyendo datos para obtener la velocidad de Manning:

=

1 0.014

(0.01875

) (0.02)

= 0.713 Entonces: = (0.003 = 0.0021

/

) (0.713 = 2.14

/

)

Como Qc (2.78 lps) > Q (2.14 lps) se debe recalcular.

Segunda iteracin. Considerando una seccin transversal de la canaleta de 0.15 m de base por una altura efectiva del tirante de agua de 0.03 m, resulta:

= (0.15

)(0.03

)

= 0.0045

2

= Luego: =

0.0045 0.21

= 0.021

1 0.014

(0.021

) (0.02)

= 0.7694 Finalmente: = (0.004

/

)(0.7694

/

)

= 0.0031

3.1

Ahora como Qc (2.78 lps) < Q (3.1 lps) se aceptan las nuevas dimensiones de la canaleta.

Sistema de retencin de slidos de acuerdo con los dispositivos existentes El sistema de trampas de slidos estar integrado por 5 trampas, colocadas a cada 4 m de la canaleta de bajadas construidas con malla galvanizada, calibre 28 y pegadas a las canaletas con pegamento especial de PVC. Con estas mallas se evita la introduccin a la red de basura, piedras, animales u objetos mayores.

Se instalar de igual manera un filtro modular de sedimentos a la entrada del sistema de almacenamiento (cisterna de ferrocemento).

Materiales y equipos de acuerdo con las especificaciones tcnicas del sistema Los materiales del sistema de conduccin del agua captada sern de lmina galvanizada (las canaletas), de malla galvanizada calibre 28 las trampas de basura, piedras, animales u otros objetos.

Volumen de almacenamiento de acuerdo con el diagnstico y la metodologa de regulacin de la demanda Almacenamiento del agua de lluvia

El Almacenamiento del agua de lluvia consiste en depositarla en cisternas u otros almacenamientos a fin de abastecer a una poblacin, proyecto o beneficiarios determinados, durante los meses de estiaje y los de temporal. El criterio principal en el diseo del almacenamiento del agua de lluvia consiste en considerar la demanda de agua mensual que requiere una poblacin durante el estiaje ms dos (coeficiente de seguridad) de acuerdo al CIDECALLI (2010) para satisfacer la demanda. = Donde: Vcisterna = Volumen de la cisterna, m 3, Msequa+2 = meses con estiaje + 2

Sustituyendo datos en la ecuacin anterior, resulta:

=6

8

= 48

Materiales y equipos de acuerdo con las especificaciones tcnicas del sistema El sistema de almacenamiento contar con una cisterna de ferrocemento con una capacidad de 48 m3. Vlvula de descarga de sedimentos. Tubera de suministro del agua de lluvia captada del rea de captacin y tubera de distribucin conectada a vlvula de mariposa y un filtro modular de sedimentos.

Ubicacin de la entrada y salida del agua de acuerdo con el levantamiento del depsito de almacenamiento El sistema de almacenamiento (cisterna de ferrocemento), contar con una obra de suministro (canaleta) conectada desde el rea de captacin, de igual manera una vlvula de descarga de sedimentos, colocada en la parte inferior del almacenamiento y una vlvula de paso conectada a la tubera de conduccin hacia el invernadero.

Volumen de conduccin y aplicacin del agua de lluvia mediante un sistema de riego por goteo en el invernadero de acuerdo con especificaciones tcnicas del sistema Clculo del dimetro de la tubera para conducir el volumen del agua almacenado en la cisterna

El diseo consiste en determinar el dimetro ptimo para conducir el agua almacenada en la cisterna al invernadero.

Informacin disponible:

L = 40 m I lluvia = 0.051 m/h hL = 4 m, el 10 % de la longitud total.

Entonces: = 5 18 ( )

Considerando un rea de 143.5 m 2 con la posibilidad de ampliarla a 200 m 2 en un futuro:

=

5 18

(143.5 = 2.03

0.051

/ )

Con la ecuacin de continuidad, sin considerar las prdidas de carga por friccin, el tipo de material y longitud de conduccin; conociendo el gasto de entrada (Q c) y una velocidad (v) propuesta para un flujo laminar (0.8 m/seg):

=

=

4

=

=

4(0.002 0.8

/

)

= 0.056

56

2"

Entonces el dimetro de la tubera de conduccin del almacenamiento hacia el invernadero ser de 2. Sistema de retencin de slidos de acuerdo con los dispositivos existentes El sistema de riego contar con un filtro de arena y grava instalado inmediatamente despus del equipo de bombeo, vlvulas y reguladores conectados a la cisterna de almacenamiento.

Materiales y equipos de acuerdo con las especificaciones tcnicas del sistema Se utilizar un sistema de riego por goteo para irrigar el invernadero. El agua se tomar del almacenamiento de agua de lluvia. La presin se regular con una bomba elctrica de HP y se filtrar con un filtro de arena y grava para prevenir taponamientos del los goteros del sistema de riego. (Figura 7). Los cultivos establecidos en el invernadero se regarn cada tercer da con un gasto de 5 l/m2. La bomba adicionar una presin de 25 psi (172.37 kPa) al agua de lluvia proveniente del almacenamiento. El sistema incluir un dispositivo inyector para clorinar el agua de riego y adicionar la solucin nutritiva.

Los componentes del sistema de riego por goteo sern:

-

Bomba de HP Filtro de arena y grava Regulador de presin de 15 PSI Vlvula check de resorte Vlvula de paso Inyector de cloro y fertilizante Tanque fertilizador Manmetros de presin Medidor volumtrico Vlvula aliviadora de presin

Figura 7. Componentes del sistema de bombeo y filtrado del sistema de riego por goteo.

Conclusiones

Los SCALL en la produccin agrcola de temporal permiten aumentar los rendimientos unitarios de los cultivos en forma significativa.

Los SCALL conllevan a modificar el microclima y el microambiente de las plantas, con la adicin de materia orgnica es posible duplicar los rendimientos de granos bsicos, de forrajes y de otras especies vegetales.

La inversin por hectrea es menor a 8,000 pesos considerando control de erosin, adicin de materia orgnica y mejoramiento del rgimen de la humedad del suelo.

Este tipo de proyectos son extrapolables y representan una alternativa viable y eficiente, ya que este sistema de captacin son una opcin que podra proporcionar agua de lluvia en cantidad y calidad a las 150 mil poblaciones del pas que no tienen el acceso de agua entubada y en especial a las comunidades marginadas, de esta manera coadyuvar a reducir las enfermedades gastrointestinales ocasionadas por el consumo de agua de mala calidad.

Con el establecimiento de sistemas de captacin de agua de lluvia a nivel comunitario, se puede solucionar el problema de la escasez de agua a las poblaciones alejadas de las grandes ciudades.

El sistema de captacin de agua de lluvia es una alternativa para disminuir la explotacin de los mantos acuferos.

Literatura consultada

Anaya, G. M. et al. 2010. Formacin de Gestores con Certificacin Laboral. Manual del participante. XI Diplomado Internacional Sistemas de captacin y aprovechamiento del agua de lluvia para consumo humano, produccin en traspatio, ambientes controlados, agricultura de temporal y recarga de acuferos. Colegio de Postgraduados. Montecillo, Texcoco, Edo. de Mxico. Campos, A. F. 2009. Intensidades mximas de lluvia para diseo hidrolgico urbano en la repblica mexicana. Ingeniera Investigacin y Tecnologa. Vol. XI Nm. 2 2010. 179-188, ISBN 1405-7743 FI-UNAM. CIDECALLI. 2007. Componentes del sistema de captacin del agua de lluvia. Montecillo, Texcoco, Edo. de Mxico. Documento pdf. CIDECALLI. 2007. Diseo de sistemas de captacin del agua de lluvia. Montecillo, Texcoco, Edo. de Mxico. Documento pdf. Eric II. 2010. Servicio Meteorolgico Nacional. Comisin Nacional del Agua. Mxico. Eric III. 2010. Servicio Meteorolgico Nacional. Comisin Nacional del Agua. Mxico. Garrido, H. S. et. al. 2006. Sistemas para la captacin y tratamiento de aguas pluviales para uso y consumo humano en comunidades rurales. Cumbre Infantil Morelense por el Medio Ambiente (CIMMA) 24, 25, 26 de mayo 2006. Presentacin en Power Point.

Martnez, G.J. 2008. Sustentabilidad del agua de lluvia en la cuenca del valle de Mxico, como fuente alterna de la zona Metropolitana de la ciudad de Mxico. XXXI Congreso Interamericano de Ingeniera Sanitaria y Ambiental. Chile, 2008. Presentacin en Power Point. Phillips, V.D. et al. 2009. Captacin de agua de lluvia como alternativa para afrontar la escasez del recurso. Global Environmental Managment. Education Center. Cuencas sanas y modos de vida sustentable. Series Manuales de Capacitacin.