Cmo transformar el nivel de vida en las comunidades rurales

de Mxico: El papel que juega la cosecha de agua de lluvia y el

riego por goteo.

Por: Marco A. Quiones

Julio 2009

CONTENIDO

Pgina

Lista de figuras ii

Lista de Tablas iv

Prefacio v

I Introduccin. 1

II Disponibilidad de agua. 2

III Cosechando agua de lluvia. 2

III.1 Cosechando agua de lluvia. En donde puede hacerse? 3

III.2 Cosechando agua de lluvia. Cual es su potencial. 4

III.3 Identificacin del sistema de almacenamiento para guardar

agua de lluvia.

4

III.4 Componentes a considerar para cosechar agua de lluvia. 6

III.4.1 rea para la colecta de agua. Puntos importantes que deben

de considerarse para su seleccin.

6

III.4.2 Canales de llamada 9

III.4.3 Trampa para atrapar sedimentos 11

III.4.4 Tanques para almacenar agua de lluvia 11

III.4.4.1 Consideraciones para el diseo de tanques para cosechar

agua de lluvia.

13

III.4.4.2 Seleccin del sitio y localizacin para construir tanque(s)

para almacenar agua de lluvia.

15

III.4.4.3 Estimando la demanda de agua. 16

III.4.4.4 Construccin del tanque(s) para almacenar agua. 16

IV Utilizacin del agua cosechada de la lluvia. 20

IV.1 Agua para uso domestico 20

IV.2 Agua para riego por goteo en cultivos en pequea escala. 22

V Conclusiones 31

ii

LISTA DE FIGURAS

Pgina

Fig. 1 rea excavada a cielo abierto para colectar agua de lluvia. Idealmente estas reas deberan de estar cubiertas con plstico para evitar perdidas por percolacin.

5

Fig. 2 Piso con cemento para cosechar agua de lluvia para uso domestico. Note en esquina inferior izquierda el sitio de acopio y bomba de extraccin.

7

Fig. 3 Piso con cemento para cosechar agua de lluvia para uso domestico. Note en esquina inferior izquierda el sitio de acopio y bomba de extraccin.

8

Fig. 4 Colinas/ reas con pendientes producen los mayores volmenes de drenaje. Note los dos tanques de almacenamiento de agua al centro y riego por goteo al frente.

8

Fig. 5 Canal de llamada y trampa con doble cmara para atrapar sedimentos gruesos antes de que el agua pase a tanques de almacenamiento.

9

Fig. 6 Invernaderos y construcciones similares proveen grandes volmenes de agua de lluvia que puede ser utilizada para regar cultivos en riego por goteo.

10

Fig. 7 Estanque cubierto con plstico para almacenar agua de lluvia cosechada de techos de invernadero

10

Fig. 8 Trampa para atrapar sedimentos con dos cmaras. 11

Fig. 9 Tanque hemisfrico. 12

Fig.10 Tanque en forma de botella 12

Fig.11 Tanque con domo 13

Fig.12 Agricultores inician la excavacin de un tanque hemisfrico para regar cultivos en el campo

17

Fig.13 Tanque casi terminado de excavarse con capacidad para 70,000 litros 18

Fig.14 Tanques para almacenar agua son reforzados con ferrocemento para evitar perdidas de agua

18

Fig.15 En ocasiones, las paredes de los tanques se refuerzan con piedra cuando abunda en la localidad abaratando costos. Note el conjunto de dos tanques con capacidad combinada

de 220,000litros y la trampa para sedimentos

19

Fig.16 El techado de los tanques es necesario para evitar que personas o animales puedan ahogarse al caer accidentalmente a su interior (profundidad de 4.0 mts).

19

Fig.17 Tanques subterrneos con capacidad combinada de 130,000 litros (izq.) conectados a un tanque arriba de la superficie del suelo (centro) el cual a su vez se conecta a un

sistema de riego por goteo por gravedad en la siembra de tomate.

20

Fig.18 Tanque subterrneo de 60,000 litros para cosechar agua de lluvia que drena de techo con lmina corrugada para uso domestico

21

Fig.19 Tanque arriba del piso con capacidad para 10,000 litros para cosechar agua de lluvia que drena de techo con lmina corrugada

21

Fig.20 Sistema familiar de riego por goteo utilizando agua de lluvia en operacin 22

Fig.21 Sistema familiar de riego por goteo fabricado con materiales locales 23

Fig.22 Produccin de tomate en riego por goteo usando agua de lluvia 24

Fig.23 Produccin de ajo en riego por goteo usando agua de lluvia 24

Fig.24 Produccin de aguacate en riego por goteo usando agua de lluvia 25

iii

Fig.25 En general, al establecer huertos familiares, ayuda a enriquecer con vitaminas la dieta de los nios en la familia

25

Figs.26

y 27

Produccin de maz para elote combinando la humedad proporcionada por las lluvias

con riego por goteo.

26

Fig.28 Despus de vender el elote, la biomasa de la planta se cosecha para ensilar verde y alimentar ganado lechero durante la poca de estiaje

27

Fig.29 La engorda de ganado se hace posible al contar con suficiente agua en los bebederos 28

Fig.30 La produccion de leche utilizando ganado mejorado es otra actividad rentable 28

Fig.31 La produccion de leche genera ingresos diarios adems de que ayuda a mejorar la dieta en la familia

29

Fig.32 Centro de acopio de leche para pequeos productores.

29

Fig.33 Produccin de forraje adicional dentro de la finca usando agua de lluvia.

30

Fig.34 Agricultores en pequea escala sembrando rboles de Moringa para su explotacin comercial.

30

iv

LISTA DE TABLAS

Pgina

Tabla 1 Valor del coeficiente de drenaje, K(%) de varias superficies bajo diferentes

regmenes de lluvia.

14

Tabla 2 Valor del coeficiente de drenaje K (%) de varias superficies y diferentes topografas y

uso del suelo.

15

v

Prefacio

Nuestro pas est enfrentando un gran reto ocasionado por el calentamiento global cuyos

efectos se presentan en un cambio climtico que se ha traducido en una disminucin

drstica en las precipitaciones pluviales en casi todo el territorio nacional. La tendencia a

largo plazo en las precipitaciones, muestran niveles hacia una reduccin tanto en la

frecuencia como en los volmenes de lluvias que en algunas reas se pueden clasificar

como catastrficas. Lo anterior, implica la necesidad de hacer cambios drsticos en la

manera en que la poblacin use los recursos agua y alimentos en el futuro, para poder

mitigar los efectos negativos de este cambio climtico.

Este trabajo se escribi con la intencin de alertar a los diferentes niveles del sector pblico

(Federal, Estatal, y Municipal) al igual que al sector privado, de diversas opciones que se

estn utilizando exitosamente en varias regiones del planeta, para explotar el recurso agua

proveniente de las lluvias. El autor ha colaborado y contina hacindolo, por ms de 20

aos en estos trabajos en varios pases del Africa al sur del Sahara. No se pretendi hacer

una publicacin formal, acadmica, donde el estilo en forma y fondo, en ste escrito,

hubiera sido otro. En su lugar, se prefiri enriquecer un texto simple, prctico, con

fotografas que pudieran transmitir el mensaje en forma visual. Para el interesado en

ahondar en el conocimiento, existen publicaciones especficas al respecto que pueden ser

consultadas en libreras y bibliotecas.

Mxico tiene amplias posibilidades de utilizar la tecnologa que aqu se presenta para

resolver en gran medida el reto de escasez de agua tanto para uso domstico en las reas

rurales y urbanas, as como para producir alimentos en forma significativa.

Marco A. Quiones (Dr)

Sevilla 2161. Col. Bella Vista

Ciudad Obregn, Sonora. 85130

Mexico

m.quinones@prodigy.net.mx

Cmo transformar el nivel de vida en las comunidades rurales:

El papel que juega la cosecha de agua de lluvia y el riego por

goteo.

Por: Marco A. Quiones (Dr)

m.quinones@prodigy.net.mx

Introduccin

La mayor parte de la poblacin en los pases pobres, en vas de desarrollo, vive en reas

rurales y se dedica a actividades agrcolas y/o pecuarias. La contribucin de ste sector a

la economa nacional flucta entre un 25 hasta un 60 por ciento del producto interno

bruto (PIB) dependiendo del grado de desarrollo de cada pas. Sin embargo, ste sector

aun se encuentra dominado por una agricultura de temporal que utiliza insumos en

cantidades mnimas para elevar la productividad y mantiene una economa orientada a

producir para el autoconsumo. Lograr la seguridad alimentaria y reducir la pobreza en

este amplio sector, son centrales en todas las estrategias y polticas de desarrollo en estos

pases pobres en vas de crecimiento. Mxico no es la excepcin y tanto el sector pblico

como el privado han enfocado diversas estrategias y fondos para atender programas que

de una u otra forma tocan la mdula de este desafo social. Sin embargo, la pregunta

clave en el desarrollo rural: Como podemos incrementar los ingresos en los hogares

rurales y aumentar la produccion de alimentos? permanece sin respuesta. ste modesto

documento pretende abordar algunas opciones en sta direccin.

Debido al cambio climtico en el planeta (que ha venido acelerndose en los ltimos

aos), los ciclos de lluvias son cada vez mas impredecibles y producen lluvias mas

escasas. Como resultado, muchos pases sufren por inseguridad alimentaria que preocupa

a sus gobiernos. Por ejemplo, durante los aos de 2001/02, el sur de Africa igual que el

cuerno de Africa (Somalia, Eritrea, Etiopa, Kenya) sufrieron sequas que produjeron

hambrunas a mas de 40 millones de personas. Durante 2005, el pas de Nger, en el Oeste

de Africa, recibi ayuda humanitaria para atender de emergencia a mas de 2.5 millones

de personas amenazadas por el hambre debido a sequas y ataques de langosta que

decimaron la cosecha de cultivos de granos alimenticios. En Mxico en 2009, ms de 50

millones de mexicanos son clasificados como patrimonialmente pobres (48% de la

poblacin nacional) y cerca de 20 millones de ellos (18.2% de la poblacin nacional)

sufren de inseguridad alimentaria crnica. Es importante subrayar la importancia que para

el futuro de Mxico estos sombros datos significan. Este segmento marginado de la

poblacin, no solo representa una carga financiera para el erario nacional en los rubros de

salud pblica, alimentacin, vivienda, educacin, etc.; ms importante aun, es un lastre en

el desarrollo futuro, pues es ampliamente conocido que las personas que sufren de

desnutricin desde la etapa infantil, se desarrollan como adultos con lento aprendizaje

dificultando su salida de la marginacin.

mailto:m.quinones@prodigy.net.mx

2

La agricultura en los pases pobres, incluyendo a Mxico, va a continuar por muchos aos

como el primer detonante para el crecimiento econmico. Sin embargo, una agricultura

productiva no solo necesita de suelos frtiles, y una provisin adecuada de humedad;

tambin necesita de un manejo agronmico correcto. En Mxico, la mayor parte de los

suelos que sostienen una agricultura de temporal, sufren de diversos grados de

degradacin, ya sea por erosin, perdida en su fertilidad por minado de nutrientes por

sobre explotacin, o por invasin de hierbas nocivas que afectan negativamente la

productividad, entre muchas otras causas. Las autoridades responsables del campo, y la

sociedad en general, en estos pases, deben de prestar atencin urgente a estos problemas

enfocndose a darle reversa a estos fenmenos de degradacin y baja productividad, ya

que la seguridad alimentaria es un reto que compete a todos los sectores sociales. Una

agricultura comercial productiva deber de ser el pilar para un crecimiento econmico

sostenido que puede llevar bienestar y desahogo a su poblacin. Dentro de este contexto,

el recurso agua y su manejo adecuado, pueden ayudar a desarrollar una agricultura

comercial pujante en manos de pequeos productores. Este escrito presenta algunas ideas

sobre la captura y uso del agua de lluvia por pequeos productores.

II. Disponibilidad de agua.

Muy pocos pases en el mundo (en Africa por ejemplo Botswana), reciben una

precipitacin escasa, y por lo tanto se dedican a otras actividades alejadas de la

agricultura (como la minera) de donde obtienen los recursos para importar comida. Sin

embargo, la mayora de los pases en el planeta reciben cantidades significativas de agua

en forma de lluvia. En Mxico, la mayor parte del territorio nacional recibe

precipitaciones anuales superiores a los 600 mm de lluvia. Cantidad ms que suficiente

para desarrollar una agricultura progresista. Los tecncratas en nuestro pas se pudieran

hacer dos preguntas claves: Cmo podemos utilizar el agua de lluvia para sembrar ms

rea? Y cmo podemos hacer el riego mas eficiente?

Debido a impedimentos geogrficos y necesidad de inversiones muy elevadas, el

desarrollo de grandes esquemas de riego en muchas regiones est por el momento fuera

de toda consideracin. Sin embargo, existen otras opciones que pueden utilizarse para

desarrollar sistemas de riego por goteo en manos de pequeos productores como lo son

por ejemplo: a) cosecha de agua de lluvia; b) bombeo de agua de arroyos que corren con

agua en forma permanente, o de lagos y ros; c) utilizar mantos acuferos superficiales

que tienen recarga natural. Este escrito describe la primer opcin (cosecha de agua de

lluvia) basada en experiencias del autor desarrolladas durante su estancia por mas de 20

aos asesorando gobiernos en Africa al sur del Sahara. Consideramos que una estrategia

similar puede ser validada y adaptada a las condiciones propias de las zonas marginadas,

de temporal, en todo el campo Mexicano.

III. Cosechando agua de lluvia.

El agua de lluvia despus de una precipitacin copiosa, puede producir grandes

volmenes de agua que drenan superficialmente en diferentes sitios, como pueden ser por

3

ejemplo, terrenos abiertos, arroyos estacionales, techos de casas y edificios etc... Esta

agua puede ser capturada y almacenada en reservorios artificiales como estanques,

represas, o cisternas bajo el suelo. Desde all, el agua puede ser dirigida a campos de

cultivo, o para proveer agua al ganado, o para establecer rboles y/o cultivos perennes,

para el consumo domestico, o cualquier otro uso productivo.

Este documento, solamente describe las tcnicas para capturar agua de lluvia que utiliza

cisternas o tanques subterrneos para colectar/almacenar agua de lluvia. Esta agua puede

ser utilizada para consumo domstico, en riego suplementario por goteo en la produccion

de cultivos, o en la siembra de rboles maderables, o en la explotacin ganadera, sobre

todo en la produccion de leche o de engorda de rumiantes pequeos o mayores (ganado

ovino, caprino y becerrada).

El cosechar el agua que drena producto de una lluvia, generalmente involucra la

construccin de un canal de llamada que conduzca stas corrientes al sitio deseado, donde

el agua va a ser almacenada para su uso futuro. La mini cuenca para sta cosecha

generalmente es mucho mas grande que el rea que se desea beneficiar y puede estar

localizada algunos cientos de metros alejada del centro de acopio.

Considerando que las tcnicas para almacenar grandes cantidades de agua son muy

especficas, es fcil cometer errores que hagan perder tiempo, dinero y prdida en la

credibilidad con las gentes locales. Se recomienda siempre buscar un asesoramiento

especializado cuando se decida usar los mtodos aqu descritos para cosechar agua de

lluvia.

III.1. Cosechando agua de lluvia. En donde puede hacerse?

Las tcnicas para cosechar agua de lluvia se pueden aplicar en todas las zonas agro-

ecolgicas en Mxico. Sin embargo, pueden ser ms apropiadas en las siguientes

circunstancias:

En reas donde otras fuentes permanentes de agua como ros, arroyos, o mantos acuferos subterrneos no existen, o no es econmico desarrollarlos.

En reas de escaso temporal, donde las precipitaciones no solo son bajas, pero tambin errticas y hacen de la produccion agrcola una actividad riesgosa.

Donde la provisin de agua de otras fuentes, para el consumo humano y del ganado no es suficiente.

En zonas semi-ridas donde el potencial productivo del recurso suelo ha sido afectado por erosin y otras formas de degradacin. El proveer agua a estos

suelos para desarrollar una cubierta vegetal a travs de programas de forestacin

puede ayudar a mejorar el entorno ambiental del ecosistema.

4

III.2. Cosechando agua de lluvia. Cual es su potencial

La cosecha de agua de lluvia es una de las opciones ms importantes para resolver el

desafo de la seguridad alimentaria en reas marginadas que son afectadas por sequas.

Las siguientes son las razones justificantes ms importantes:

En regiones con pocos das lluviosos, que sufren por sequa, la captura de agua de lluvia es relativamente el proceso ms sencillo para encontrar una fuente de

agua.

Cosechar agua de lluvia demanda el uso de bajos niveles de energa externa para su captura y/o transporte.

La tecnologa para cosechar agua de lluvia puede implementarse fcilmente utilizando mano de obra familiar y materiales locales.

La tecnologa es relativamente barata, con bajos costos iniciales, es fcil de manejar y en su mantenimiento.

La disponibilidad de agua, contribuye significativamente a aumentar la productividad en el trabajo y ayuda a crear nuevas fuentes de empleo en las

comunidades rurales, incluyendo actividades en agro procesamiento.

Terrenos marginales pueden convertirse en altamente productivos con el uso de agua.

La fertilidad del suelo puede ser restaurada y la erosin controlada.

III.3. Identificacin del sistema de almacenamiento para guardar el agua de lluvia.

Todos los sistemas de cosecha de agua de lluvia necesitan de un espacio en donde

almacenar el agua. ste puede ser excavado directamente en cielo abierto como en la

figura 1, en estanques, represas, el suelo mismo, o en tanques. Este escrito describe

primordialmente la construccin de tanques subterrneos para almacenar el agua que

drena libremente despus de una lluvia copiosa. Estos tanques pueden almacenar el agua

que se colecta y fluye por la superficie del suelo en espacios abiertos, en techos de casas

con lmina corrugada, de ladrillos o cemento, en invernaderos, en piso con cemento etc.

5

Fig.1. rea excavada a cielo abierto para colectar agua de lluvia. Idealmente estas reas deberan de

estar cubiertas con plstico para evitar perdidas por percolacin.

El agua almacenada puede ser utilizada para:

Proveer agua para las necesidades del hogar.

Riego por goteo a cultivos (como riego suplementario, riego completo o ambos).

Proveer agua para ganado. O cualquier combinacin de arriba.

De acuerdo al tamao y volumen de agua almacenada, estos contenedores pueden servir a

hogares individuales, a un grupo de familias, o a la comunidad entera. En general, los

tanques de mayor dimensin son ms costosos que las estructuras individuales, sin

embargo, resultan ms baratos por M3 de agua almacenada. Tanques de gran volumen

son ms difciles de construir y de manejar.

Antes de identificar el esquema a usarse para cosechar agua de lluvia, es necesario

realizar un anlisis previo de la situacin imperante en colaboracin con las personas de

la localidad. Es muy importante que los beneficiarios apoyen la idea del proyecto (deber

de ser de ellos desde el inicio). Los beneficiarios debern de entender claramente las

opciones disponibles a su alcance y decidir por una de ellas pues sern ellos al final los

responsables de su operacin y mantenimiento. Idealmente, ellos deberan de construir

los tanques por ellos mismos. Al hacerlo, la utilizacin de los recursos (capital, trabajo y

tiempo) se mejora notablemente evitando el despilfarro en gastos intiles.

Algunos puntos adicionales que deben de considerarse antes de iniciar un sistema de

cosecha de agua de lluvia:

6

La disponibilidad de fuentes alternas de agua, como lo son veneros, pozos, ros para usos domsticos, agua para ganado, y si es posible disponibilidad de agua

para riego.

El problema principal para acceder agua de esas fuentes (distancia de la fuente, calidad del agua).

Disponibilidad de un rea protegida para cosechar agua que drena despus de una lluvia.

Disponibilidad de un rea suficiente para construir el depsito(s) para almacenar el agua cosechada.

El propsito para el cual el agua va a ser destinada (uso domestico, para ganado, para regar cultivos o ambos).

Cuanta cantidad de agua va a necesitarse en un ao?

Disponibilidad de terreno para riego.

Si las familias y la comunidad estarn dispuestas a participar plenamente en la construccin del depsito(s) contribuyendo con trabajo, y provisin de materiales

locales.

La cantidad de mano de obra y de implementos disponibles para la construccin del sistema para cosecha de agua de lluvia.

Las especificaciones tcnicas para la construccin de tanques subterrneos para

almacenar agua de lluvia no se incluyen en este folleto. Sin embargo, existe un manual

(escrito en el idioma Ingls) que describe paso por paso sta actividad y se encuentra

disponible libre de costo, previa solicitud al autor de esta publicacin.

III.4. Componentes a considerar para cosechar agua de lluvia.

Un sistema completo abarca los siguientes componentes mayores:

rea para la colecta del agua que drena despus de una lluvia.

Canal de llamada o diversin.

Trampa para sedimentos.

Tanque o estructura para almacenar el agua.

III.4.1. rea para la colecta de agua. Puntos importantes que deben de considerarse

para su seleccin:

El rea que se destina para colectar el agua de lluvia puede ser natural o hecha por el hombre para drenar y dirigir el agua despus de una lluvia hacia un

punto de acopio. Figura 2 presenta el ejemplo de un rea recubierta con

cemento construida a propsito para cosechar agua de lluvia.

7

Fig.2. Piso con cemento para cosechar agua de lluvia para uso domestico. Note en esquina inferior

izquierda el sitio de acopio y bomba de extraccin.

Un rea de colecta deber de producir suficiente drenaje para poder satisfacer los volmenes requeridos por los tanques de almacenamiento, o las

necesidades del usuario. Algunos suelos como la arcilla o el limo, pueden

formar una capa superficial dura durante la lluvia y generar (al igual que

pendientes pronunciadas) grandes volmenes en su drenaje (Figs. 3 y 4). Si

los suelos son muy arenosos, busque otro sitio para generar drenaje durante

una lluvia.

El agua que drena despus de una lluvia, deber de ser fcilmente dirigida a travs de un canal de diversin hacia el (los) tanque de almacenamiento.

El rea de colecta deber de estar suficientemente alejada de fuentes de contaminacin (excusados, establos) y deber de estar protegida de la

contaminacin.

8

Fig. 3- En suelos arcillosos, suficiente agua drena y puede ser capturada despus de una lluvia.

Fig. 4. Colinas/ reas con pendientes pedregosas producen los mayores volmenes de drenaje. Note

los dos tanques de almacenamiento de agua al centro y riego por goteo al frente.

9

El rea de colecta deber de generar tan pocos sedimentos como sea posible. Utilice prcticas adecuadas de manejo y conservacin del suelo para reducir la

cantidad de sedimentos que se acarreen al tanque de almacenamiento.

III.4.2. Canales de llamada.

El canal(es) de llamada, tambin conocido como canal(es) de diversin conduce el agua

que drena desde el rea de colecta hasta el tanque de almacenamiento pasando antes por

la trampa para atrapar sedimentos. ste canal deber de estar reforzado con bordos

compactados o recubierto con plstico o cemento (Fig.5). Tambin deber de tener un

gradiente gentil para evitar ser daado por la erosin. Si el rea de colecta es un techo de

casa, edificio, o invernadero el agua se colecta a travs de un pequeo canal construido

con lmina en la periferia del techo y que conduce el agua hasta un tubo de drenaje

conectado directamente al canal de llamada. De all, el agua se transporta a la trampa de

sedimentacin y/o al tanque o represo de almacenamiento Fig. 6 y 7.

Fig.5. Canal de llamada y trampa con doble cmara para atrapar sedimentos gruesos antes de que el

agua pase a tanques de almacenamiento.

10

Fig.6. Invernaderos y construcciones similares proveen grandes volmenes de agua de lluvia que

puede ser utilizada para regar cultivos en riego por goteo.

Fig.7. Estanque cubierto con plstico para almacenar agua de lluvia cosechada de techos de

invernadero.

11

III.4.3 Trampa para atrapar sedimentos.

Una trampa para atrapar sedimentos generalmente consiste de un rea pequea, excavada

que sirve para retener los sedimentos gruesos que se acarrean con el agua de lluvia. Es

recomendado que las paredes de sta trampa sean reforzadas con piedra y cemento. Se

utiliza para prevenir que el tanque(s) de almacenamiento se llene de sedimentos en el

corto plazo. El tamao de la trampa depender del volumen de agua que drene despus de

una lluvia(s) y la cantidad de sedimentos que se generen (grandes volmenes de agua

requieren de trampas de mayor tamao). Cuando la cantidad de sedimento que se recoja

sea muy elevada, se recomienda que la trampa tenga dos cmaras; la primera para recoger

la arena y grava fina y la segunda para recoger el limo. Los tubos que se instalen para

llevar el agua de la trampa a los depsitos de almacenamiento, debern de estar cubiertos

con filtros para evitar que hojas, ramas y otros contaminantes entren al depsito de

almacenamiento. Estos filtros tambin ayudan para prevenir que sapos, ranas, ratas y

otros animales pequeos se introduzcan a los tanques con agua. La trampa para

sedimentos deber de excavarse por lo menos tres metros alejados de los tanques de

almacenamiento. Esto es para prevenir que durante una lluvia copiosa, la trampa se

desborde y dae las estructuras de los tanques (Fig. 8).

Fig. 8. Trampa para atrapar sedimentos con dos cmaras.

III.4.4. Tanques para almacenar agua de lluvia.

Existen formas diferentes de tanques subterrneos que se pueden construir para

almacenar agua de lluvia que puede ser utilizada para uso domestico o en riego por

12

goteo para reas restringidas. Figuras 9,10 y 11 muestran algunos diseos de tanques

subterrneos.

Fig. 9. Tanque hemisfrico.

Fig.10. Tanque en forma de botella.

13

Fig. 11. Tanque con domo.

III. 4.4.1 Consideraciones para el diseo de tanques para cosechar agua de lluvia.

Que volumen de agua se puede generar de un area escogida? El volumen de agua que

se puede colectar de un rea determinada, es clave para poder disear el tipo de

contenedor para su almacenamiento.

El rendimiento de agua de lluvia depende en gran parte de las dimensiones de la

superficie escogida para su colecta y del tipo, textura y pendiente del suelo. Un suelo sin

obstculos, limpio, con una capa superficial endurecida o impermeable, produce

volmenes mayores de drenaje. En general, los volmenes de drenaje que se generan,

dependen de los siguientes factores:

El tamao del rea de colecta. Areas grandes producen mayor drenaje.

Textura del suelo que recibe la lluvia. Suelos arenosos o con zacates absorben mas agua que suelos compactados o con superficies rocosas.

La intensidad de la lluvia. Una lluvia ligera tiene ms probabilidad de penetrar dentro del suelo. Una lluvia copiosa y continua, produce mayor drenaje,

especialmente ya entrada la temporada de lluvias cuando el suelo ya esta mojado.

14

La pendiente y distancia que el agua tiene que recorrer. Mayores pendientes y distancia cortas producen ms drenaje que pendientes ms suaves y largas

distancias. Areas muy planas producen menor drenaje.

En teora, si no se perdiera agua durante una lluvia, 1mm de lluvia producira un litro de

agua por cada M2 de rea de colecta. Sin embargo en la prctica, la cantidad de agua que

se puede colectar despus de una lluvia es mucho menor porque parte del agua penetra en

el suelo y parte se regresa a la atmsfera durante su transporte.

Para estimar la cantidad anual de agua de lluvia que se puede cosechar de un sitio de

colecta, se deber de conocer la superficie exacta de colecta, y el promedio mensual o

anual de lluvia que se designa como coeficiente de drenaje (K).

Drenaje total (mm) = K x promedio anual de lluvia (mm) x Superficie de colecta.

Tablas 1 y 2 que se presentan abajo muestran el valor del porcentaje total de lluvia (valor

de K) que puede ser cosechado de varias superficies. Estas figuras son solamente

indicativas pues en la prctica se pueden presentar variaciones debido a otros factores no

considerados.

Tabla 1. Valor del coeficiente de drenaje, K(%) de varias superficies bajo diferentes regmenes de

lluvia.

Tipo de superficie Valor K (%) segn precipitacin anual

250 a 500 mm 500 a 1000 mm 1000 a 1500 mm

Lamina corrugada de metal 85 85 85

Superficie rocosa 75 75 75

Techo de paja 20 20 20

Piso de concreto 80 82 85

Campo agrcola 20 30 45

Suelo compactado 45 50 55

Suelo o techo de plstico 88 88 88

Suelo con poco Zacate 10 20 40

Suelo con Zacate denso 10 20 35

Fuente: DTU, Warwick University, Technical code of practice for rainwater collection, storage and utilization in China.

15

Tabla 2. Valor del coeficiente de drenaje K (%) de varias superficies y diferentes topografas y uso

del suelo.

Topografa y uso del

suelo

Textura del suelo

Arenoso-limoso Arcillo-limoso o limoso arcilloso

Bosque

Plano (0-5%)

Ondulante (5-10%)

Escarpado (10-30%)

10

25

30

30

35

50

40

50

60

Pastizal

Plano

Ondulante

Escarpado

10

16

22

30

36

42

40

55

66

Cultivado

Plano

Ondulante

Escarpado

30

40

52

50

60

72

60

70

72

Urbano

Plano

Ondulante

30% del area es

impermeable

40

50

50% del area es

impermeable

55

62

70% del area es

impermeable

65

80

Fuente: Hudson (1981) (Tomado de Hune N. 2003)

III.4.4.2. Seleccin del sitio y localizacin para construir tanque(s) para almacenar

agua de lluvia.

Es muy importante poder seleccionar el sitio adecuado para construir un tanque para

almacenar agua ya que ser una construccin permanente. Se requiere de un estudio

preliminar antes de disear y construir el tanque. De ser posible, compare dos o ms

sitios antes de decidir el lugar ms prctico para la construccin.

Algunos puntos importantes que deben de ser considerados:

El tanque debe de estar localizado en el lugar donde se pueda almacenar la mayor cantidad de agua con la menor excavacin del suelo o relleno.

Si el agua en el tanque va a ser utilizada para dar de beber al ganado, su construccin deber de estar localizada cerca de los bebederos. Si es para riego de

cultivos, localice el tanque lo ms cerca posible del campo.

Para mantener el agua en el tanque libre de contaminacin, seleccione un sitio alejado de los establos, drenaje de desechos, y otros contaminantes.

16

Evite construir en suelos inestables propicios al derrumbe, o cercanos a rboles con races profundas. No plante rboles cerca del tanque.

No descarte la posibilidad de que el tanque pueda colapsarse sbitamente liberando toda el agua almacenada. Seleccione un rea segura y construya una

fundacin slida por debajo del tanque.

III.4.4.3. Estimando la demanda de agua.

Aun considerando que el agua va a ser destinada para fines agrcolas, lo mas frecuente es

que algn volumen de agua va a ser utilizada para usos domsticos. Por lo tanto, es

importante el poder considerar un volumen extra cuando se hagan las estimaciones sobre

necesidades de almacenamiento de agua.

Es difcil calcular las necesidades de agua para uso domstico ya que esto depende del

clima, nmero de individuos en el hogar y nivel de vida. La demanda de agua en el hogar

incluye necesidades de agua para beber, cocinar, bao, usos sanitarios, y demanda de

agua por mascotas y animales del hogar.

Existen amplias fluctuaciones en el uso del agua segn la estacin. Estas fluctuaciones

debern de ser estimadas para agregarse en el diseo de tanque(s). El volumen de agua

almacenada deber de considerar no solamente el coeficiente K de drenaje, pero tambin

el costo de almacenamiento.

Otras consideraciones importantes en el contexto de la demanda de agua para el hogar

son:

Duracin de la estacin de estiaje.

Nmero de miembros en la familia.

Nmero de animales alrededor del hogar.

Distancia al sitio de abastecimiento alterno ms cercano.

Actividades en el hogar que pueden incidir en la demanda de agua.

Cantidad y calidad de agua disponible en otros sitios.

Tiempo de desplazamiento y de espera en otro sitio de abastecimiento.

Estado de salud y edad de los miembros de la familia.

El propsito en el diseo de los tanques para almacenar agua es el de reducir la carga de

trabajo en los miembros de las familias rurales durante un nmero significativo de aos

de tal manera que el agricultor pueda obtener beneficios tangibles y pueda replicar el

sistema.

III. 4.4.4. Construccin del tanque(s) para almacenar agua.

Al planear la construccin de un tanque para almacenar agua, es importante saber cuanta

agua va a necesitarse para poder construirlo del tamao adecuado. El consumo del agua

depende de muchos factores, los datos siguientes han sido usados como una gua en

nuestra intervencin en el pas de Etiopia.

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Personas 15 litros por persona por da (incluyendo para baarse).

Ganado vacuno 30 litros por animal por da

Caballos y Burros 20 litros por animal por da

Ovejas y cabras 10 litros por animal por da

Aves 15 litros por cada 100 aves por da

Camellos 50 litros por animal por da

Para lograr el tamao correcto del tanque, agregue alrededor de 20% ms de la demanda

para compensar por prdidas en evaporacin, percolacion y exceso en el consumo.

Generalmente un fcil acceso favorece el consumo. Figuras 12 a 16 muestran diferentes

etapas en la construccin de un tanque hemisfrico subterrneo.

Fig. 12. Agricultores inician la excavacin de un tanque hemisfrico para regar cultivos en el campo.

18

Fig.13. Tanque casi terminado de excavarse con capacidad para 70,000 litros.

Fig.14. Tanques para almacenar agua son reforzados con ferrocemento para evitar perdidas de agua.

Tambin pueden ser recubiertos con plstico que se cambia cada 5 aos.

19

Fig. 15. En ocasiones, las paredes de los tanques se refuerzan con piedra cuando abunda en la

localidad abaratando costos. Note el conjunto de dos tanques con capacidad combinada de

220,000litros y la trampa para sedimentos.

Una vez que el tanque(s) ha sido terminado, deber de ser techado (Fi. 16).

Fig.16. El techado de los tanques es necesario para evitar que personas o animales puedan ahogarse

al caer accidentalmente a su interior (profundidad de 4.0 mts).

20

Una vez terminado el tanque(s) subterrneo, el siguiente paso es el de instalar un tanque

mas pequeo, de aproximadamente 1,500 a 2,000 lts. de capacidad localizado a unos 1.5

metros por arriba de la superficie del suelo y conectado a travs de una bomba de

extraccin de agua al tanque subterrneo. El propsito es el de poder bombear agua desde

el tanque subterrneo hasta el tanque por encima de la superficie del suelo. Al tanque por

arriba de la superficie del suelo se conecta a un sistema de riego por goteo que usa la

gravedad como fuente de energa para mover el agua al campo de cultivo. (Fig.17).

Fig. 17. Tanques subterrneos con capacidad combinada de 130,000 litros (izq.) conectados a un

tanque arriba de la superficie del suelo (centro) el cual a su vez se conecta a un sistema de riego por

goteo por gravedad en la siembra de tomate.

IV. Utilizacin del agua cosechada de la lluvia.

IV.1. Agua para uso domestico.

Tanto en las reas rurales como urbanas es posible cosechar agua suficiente para

satisfacer las necesidades domsticas para todo el ao. Por ejemplo, una familia con 6

miembros, considerando un gasto promedio de 15 litros por persona, requiere en total

32,850 litros al ao. Agregando necesidades para mascotas y otros usos (+20%) extras,

significa un consumo total de 39,420 litros anuales en el hogar. Un techo de cemento o de

lmina corrugada de metal de 80 M2

puede rendir bajo un rgimen de lluvia anual de 600

mm un volumen de 40,800 litros que pueden ser capturados. El tanque puede ser

subterrneo o arriba del piso segn las necesidades Fig. 18 y 19.

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Fig. 18. Tanque subterrneo de 60,000 litros para cosechar agua de lluvia que drena de techo con

lmina corrugada para uso domestico.

Fig. 19. Tanque arriba del piso con capacidad para 10,000 litros para cosechar agua de lluvia que

drena de techo con lmina corrugada.

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IV.2. Agua para riego por goteo en cultivos en pequea escala.

El riego por goteo o micro-irrigacin, se conoce desde 1965. Esta tecnologa fue

primeramente lanzada por Simha Blass en Israel y este pas hoy da se encuentra de lder

en el planeta en innovaciones sobre riego por goteo. El riego por goteo permite entregar

cantidades exactas de agua y nutrientes directamente al sistema radicular de las plantas.

El sistema de riego por goteo consiste en usar tubos capilares que mueven el agua desde

su fuente. El agua que viaja por esos tubos se deja descargar en forma de gotas a

intervalos escogidos de tal manera que pueda regar las races del cultivo. El riego por

goteo elimina el desperdicio de agua y puede aumentar los rendimientos en la mayora de

los cultivos. El riego por goteo puede incluir una gran variedad de opciones. Algunas son

sumamente sofisticadas, operadas por computadoras con tecnologa de punta para filtrar

el agua y moverla a grandes distancias en operaciones comerciales a mediana y gran

escala y otras son simples, de bajo costo y gran efectividad para reas pequeas, en donde

el agua se conduce por gravedad. Los equipos para reas pequeas pueden incluso ser

manufacturados en casa, usando materiales disponibles en la localidad (Figs. 20 y 21).

Fig. 20. Sistema familiar de riego por goteo utilizando agua de lluvia en operacin.

Con el afn de poder adaptar el riego por goteo para ser usado por pequeos productores,

se dise en Israel, un sistema conocido como Sistema Familiar de Riego por Goteo

(SFRG) que mueve el agua dentro del sistema utilizando la fuerza de la gravedad. Este

sistema es relativamente barato, fcil de operar y de simple mantenimiento.

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Fig. 21. Sistema familiar de riego por goteo fabricado con materiales locales.

El SFRG incluye todos los componentes de un sistema habitual de riego por goteo

incluyendo la bomba. El rea total que se puede irrigar por goteo, bsicamente depende

de la cantidad de agua disponible para atender las necesidades del cultivo. Aquellos

agricultores que gozan de la oportunidad de allegarse agua en volmenes ilimitados (por

ejemplo tomando agua de ros o arroyos permanentes) pueden combinar varias unidades

conectadas a la misma fuente de agua. Los componentes de un SFRG incluyen los

siguientes elementos:

Tanque(s) de agua (construido por el agricultor).

Vlvula.

Filtro.

Tubo o manguera principal de distribucin.

Tubos para gotear el agua.

Conectores.

El sistema de riego por goteo al que se refiere en sta publicacin, es un sistema que usa

la gravedad para mover el agua desde un tanque arriba de la superficie del suelo hasta

toda el rea de cultivo en un rango de 500-2000 M2. Los cultivos que se pueden sembrar

son las hortalizas (cebollas, ajo, chile, tomate), que se siembran en poca de sequa para

aprovechar los precios del mercado, tambin rboles frutales como aguacate;

ejemplificado en la composicin fotogrfica abajo (Figs. 22 a 28).

24

Fig.22. Produccin de tomate en riego por goteo usando agua de lluvia.

Fig. 23- Produccin de ajo en riego por goteo usando agua de lluvia.

25

Fig. 24. Produccin de aguacate en riego por goteo usando agua de lluvia.

Fig. 25. En general, al establecer huertos familiares, ayuda a enriquecer con vitaminas la dieta de los

nios en la familia.

26

Figs. 26 y 27. Produccin de maz para elote combinando la humedad proporcionada por las lluvias

con riego por goteo.

27

Fig.28. Despus de vender el elote, la biomasa de la planta se cosecha para ensilar verde y

alimentar ganado lechero durante la poca de estiaje.

Una vez que los miembros de una familia rural tienen acceso a una fuente permanente y

confiable de agua de lluvia, es muy comn observar como ellos desarrollan su capacidad

empresarial acorde a sus recursos y las oportunidades del mercado. Algunas familias

pueden emprender la cra de aves para el mercado (huevos y pollos), mientras que otras

prefieren la engorda de ganado menor (borregos y cabras) o mayor (vacuno) para la

produccion de carne para el mercado local. La produccion de leche y sus derivados

(queso, mantequilla) utilizando ganado lechero mejorado tambin es una prctica

preferida por algunas familias. (Fig. 29 a 32). Todas estas actividades no fueron posibles

realizarlas antes porque la mayor limitante fue la falta de agua en el hogar. La

produccion de alimento para el ganado no representa ningn problema insurmontable

pues la mayor parte del alimento o forraje puede ser producido localmente dentro de la

finca (Fig.33) y los minerales y otras sales, pueden ser compradas con el ingreso que los

mismos animales generan. Por ltimo pero no menos importante, la disponibilidad de

agua permite la siembra de rboles con valor econmico para el productor, o estratgico

en campaas de reforestacin (Fig 34).

Es necesario que el sector pblico en sus diferentes niveles, as como instituciones

financieras y sector privado interesado en promover el desarrollo rural (como Fundar y

organismos agrcolas), puedan brindar apoyos y orientacin tcnica a estos pequeos

agricultores que incursionan por primera vez en pequeas empresas con el propsito de

asegurar su rentabilidad y sustentabilidad.

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Fig.29- La engorda de ganado se hace posible al contar con suficiente agua en los bebederos.

Fig. 30. La produccion de leche utilizando ganado mejorado es otra actividad rentable. .

29

Fig.31. La produccion de leche genera ingresos diarios adems de que ayuda a mejorar la dieta en la

familia.

Fig. 32. Centro de acopio de leche para pequeos productores.

30

Fig.33. Produccin de forraje adicional dentro de la finca usando agua de lluvia.

Fig.34. Agricultores en pequea escala sembrando rboles de Moringa para su explotacin

comercial.

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V. Conclusiones

La cosecha y utilizacin del agua de lluvia ha permitido a innumerables familias en pases como Israel, China, India y varios pases de Africa a mejorar sus niveles

de vida de manera sustancial. En Mxico, existen grandes oportunidades para usar

la cosecha de agua de lluvia para rescatar a miles de familias rurales de su

pobreza extrema.

Es importante subrayar que las inversiones necesarias para establecer un programa para cosechar agua de lluvia, no requiere de ddivas o donativos de

ninguna especie. Lo que se necesita es el otorgamientos de crditos blandos a

mediano plazo (cinco aos), asesora profesional para la instalacin de estos

sistemas y capacitacin a los campesinos para su operacin y mantenimiento.

La mejora en el ingreso familiar, se refuerza con una mejor dieta y salud en las familias debido al consumo de leche y frutas que antes no fue posible.

El aumento en el ingreso se puede lograr a travs de la diversificacin en las actividades productivas que generan ventas de granos, vegetales, frutas, aves,

leche y sus productos, as como animales de engorda para el rastro.

Mayores ingresos tambin resultan en: o Mejoras en el hogar (tanto en la construccin de la casa como en muebles,

etc.)

o Mejora en el vestido y sanidad para la familia. o Mayor capacidad para enviar a los hijos a la escuela/colegios. o Seguridad alimentaria para la familia. o En general, una mejora en el standard de vida de la familia que se traduce

en que el Estado tenga menor presin para atender los problemas sociales

que se derivan de la pobreza, la ignorancia y la inseguridad alimentaria en

la poblacin rural.