Cita sugeridaGobierno 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 CajamarcaJr. Sta. Teresa de Journet 351 – Urb. La Alameda, Cajamarca

Instituto CuencasJr. Mateo Pumacahua N°261 – Colmena Baja, Cajamarca

Con el apoyo de:Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbHPrograma Desarrollo Rural Sostenible – PDRSAv. Los Incas 172, piso 6 – San Isidro, Lima

WelthungerhilfePrograma Promoción del Desarrollo Rural Andino - RURANDESJr. San Ignacio de Loyola Nº 247 - Miraflores, Lima

Corrección de estiloRosa Díaz_______________________________________________Diseño y diagramaciónYsidro Sullón, Alexis

FotografíasArchivos del Gobierno Regional de Cajamarca, Municipalidad Provincial de Cajamarca, Instituto Cuencas, ASOCAM / Intercooperation y PDRS-GIZ

ImpresiónGiacomotti Comunicación Gráfica SAC1ra. edición, 1ra. impresiónLima – Perú, enero 2011

AutorAntenor Floríndez Díaz

EdiciónMirella Gallardo Marticorena

Revisión generalJan Hendriks

ColaboradoresJaime PuicónCarlos RuízManuel EscalantePercy RodríguezJuan RavinesEmerson SánchezÁlex BonillaCésar VillarSamuel OsorioTulio SantoyoJorge Carrillo

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

Hecho el depósito legalen la Biblioteca Nacional del Perú N° 2011-05124

Cooperación Alemana al Desarrollo – Agencia de la GIZ en el PerúAv. Prolongación Arenales 801, Miraflores

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Contenido

Pág.Prólogo..........................................................................................................................................................................7

Presentación .............................................................................................................................................................9

PRIMERA PARTE ................................................................................................................................................11Marco 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. Antecedentes ............................................................................................................................................17 1. Sistemas prediales de riego regulado en países andinos ....................................................17 2. La experiencia del Instituto Cuencas en Cajamarca .............................................................18 3. La experiencia de la Municipalidad Provincial de Cajamarca ...............................................19 4. Dificultades y aprendizajes ....................................................................................................20

2. Hidrología ....................................................................................................................................................22 1. El ciclo del agua .....................................................................................................................22 2. La cuenca hidrográfica ..........................................................................................................23 3. Zonificación hidrológica de una cuenca ................................................................................25 4. Balance hídrico de la cuenca.................................................................................................29

3. 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

4. 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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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. 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

6. 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

7. 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

8. Riesgo y beneficios ambientales ...............................................................................................76 1. El análisis del riesgo ..............................................................................................................76

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2. Reducir la vulnerabilidad: clave para la disminución de la pobreza .....................................76 3. Identificación de amenazas en un análisis del riesgo ...........................................................77 4. El análisis de vulnerabilidad ...................................................................................................78 5. Análisis y cuantificación del riesgo ........................................................................................80 6. Reducción del riesgo y oportunidades ambientales .............................................................81

SEGUNDA PARTE ...............................................................................................................................................83Diseño 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

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10. Construcción del sistema de riego ........................................................................................109 1. Coordinaciones y permisos .................................................................................................109 2. Trazado y replanteo ..............................................................................................................110 3. Limpieza del terreno para el microrreservorio .....................................................................111 4. Instalación de la tubería de salida .......................................................................................111 5. Excavación, formación y compactación del vaso ...............................................................112

5.1. Excavación ....................................................................................................................112 5.2. Formación .....................................................................................................................113 5.3. Compactación ...............................................................................................................113

6. Acabado del microrreservorio ..............................................................................................114 7. 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

8. Impermeabilización del microrreservorio .............................................................................116 9. 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

11. Operación y mantenimiento del sistema de riego ......................................................119 1. Consolidación del microrreservorio .....................................................................................119 2. Operación del sistema .........................................................................................................122 3. Mantenimiento de los componentes ...................................................................................125 4. Manejo del área de colección ..............................................................................................126

12. Análisis económico del sistema de riego 1. Costos de inversión del sistema ..........................................................................................127 2. Costos de operación y mantenimiento del sistema ............................................................128 3. Beneficios económicos del sistema para la familia .............................................................129 4. Modalidades de financiamiento ...........................................................................................131

Bibliografía ...........................................................................................................................................................133

Abreviaciones ....................................................................................................................................................136

Anexos .....................................................................................................................................................................1371. Listado de símbolos ..................................................................................................................1372. Listado de cuadros ....................................................................................................................1383. Listado de gráficos ....................................................................................................................1394. Planos ........................................................................................................................................141

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Prólogo

El 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 micro-climas que hacen que la agricultura se desenvuelva en un contexto muy frágil y de alto riesgo.

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.

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 pro-ductivas, 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

El 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

Las principales características del sistema son su fácil construcción, su adaptabilidad a la agricultura fami-liar 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.

Los microrreservorios implementados son de distinta capacidad de almacenamiento, pero en su gran ma-yoría 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 pro-puesta 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 dise-ño y expone un conjunto de consideraciones para la implementación y la operación de los sistemas.

1 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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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 ingre-sos 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 adop-taron; 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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Marco Conceptual

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Introducción

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

La sierra del país y de manera particular el departa-mento 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 Agrope-cuario (Cenagro) de 1994 (INEI 1994), las tierras agrí-colas 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 agra-rias de Cajamarca se encuentra en situación de pobreza, entre otras razones porque la agricultura cajamarquina no permite generar los suficientes in-gresos (Zegarra y Calvelo 2006). La superación de este problema se ha convertido en uno de los retos principales para el gobierno central, el gobierno re-gional, los gobiernos locales y otras entidades, pú-blicas 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 Mo-rales 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 vi-viendas agrupadas en forma contigua o que, con más de 100 viviendas, estas se encuentren dispersas.

de montaña, tan importante en la sierra, se desarro-lle 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 re-currente de agua.

Esta situación cobra mayor importancia porque en el ámbito rural del departamento de Cajamarca, como sucede en extensas áreas de la sierra pe-ruana, la agricultura tiene una enorme importancia social y económica para sus habitantes. Aquí, las condiciones de bienestar y desarrollo de los po-bladores 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.

Los espacios territoriales de las cuencas albergan actividades productivas en todos sus niveles y es-tán 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 tie-nen diferencias muy pronunciadas, caracterizadas por altas descargas hídricas durante las épocas de lluvia, déficits cortos durante los denominados «ve-ranillos» y muy bajos caudales durante época de estiaje.

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Una buena gestión del territorio y sus recursos natu-rales 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 rea-lizarse 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 ac-tividad de índole individual o familiar, a menudo las laderas están pobladas de manera dispersa en tor-no 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 mi-crocuenca.

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 au-mentar 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 fun-damental 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.).

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

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 es-curren 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 lagu-nas, 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 te-rritorio 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 compro-bado éxito en generar una disponibilidad más opor-tuna 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 relacio-nadas 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 su-perficial 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 carac-terísticas fisiográficas y sociográficas de los espa-cios, 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 orde-namiento territorial (OT) que configure múltiples re-servorios de tamaño variable a lo largo y lo ancho de una cuenca, para así responder a las particulari-dades del territorio y las distintas características de las demandas de agua, el presente manual aborda específicamente la experiencia de pequeños em-balses o microrreservorios de localización predial, como parte o último eslabón de cosecha de agua para su uso con fines de desarrollo agrícola y pe-cuario.

La acción combinada de las tecnologías de cose-cha de agua en el suelo y la construcción de pe-queños embalses permite a los agricultores dispo-ner de mayores volúmenes de agua no solamente para consumo humano sino también para el riego de sus parcelas, afianzando así la producción agrí-cola y pecuaria. Todo ello en beneficio de la segu-ridad 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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predial regulado por microrreservorios es el agricul-tor 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.

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 aromáti-cas, 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 resul-ta tan apropiada para las familias campesinas con poca área agrícola.

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 in-crementar su área cultivada hasta en cuatro veces, en comparación con prácticas de riego por grave-dad. 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 co-sechas al año, o regar un área mayor, según el tipo

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 ocu-pado se compensa largamente por la ampliación del área regada y la mayor intensidad de uso de las tierras cultivadas.

La disponibilidad oportuna del agua de riego per-mite 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 micro-rreservorios también puedan incrementar la intensi-dad económica de la actividad agrícola a favor de la familia rural.

Sin riego la producción es estacional y depen-diente 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 regula-dos 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 pro-ductos con demanda de mercado; muchas veces se obtiene así mejores precios al poder cosechar y vender en épocas de estiaje.

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1. Antecedentes

1. Sistemas prediales de riego regulado en países andinos

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 se-miáridas.

En el pasado, los terratenientes construían gran-des reservorios estacionales en sus fundos. Hoy en día varios de estos embalses todavía funcionan como estanques comunales o multifamiliares; en-tre otros, en varias zonas altoandinas del depar-tamento de Cusco. Sin embargo, últimamente se encuentran más difundidos los microrreservorios familiares. Así por ejemplo, en el caso de Bolivia se han cons-truido hace aproximadamente una década más de 600 estanques prediales conocidos como «ataja-dos» (gráfico 2), entre otros, en convenio con la co-operación 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 co-munidades de Redención Pampa, departamento de Chuquisaca (Doornbos 2009).

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 tur-no de agua desde un canal de riego. La flexibiliza-ción de la disponibilidad de agua en sus predios así obtenida ha permitido a los pequeños agricultores optimizar sus técnicas de riego, inclusive con méto-dos de fertirrigación (uso de abonos químicos en el riego por goteo), y alcanzar una productividad sor-prendente en sus cultivos.

Gráfico 2. Un «atajado» en Bolivia.

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

Gráfico 4. Estanque predial en ChileValle de Azapa, región Arica.

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2. La experiencia del Instituto Cuencas en Cajamarca

El Instituto para la Conservación y el Desarrollo Sostenible Cuencas (Instituto Cuencas) es una or-ganización no gubernamental (ONG) con sede en Cajamarca que tiene por objetivo promover inicia-tivas de desarrollo rural con enfoque de cuencas hidrográficas. Su experiencia en el tema ha transi-tado por varias etapas. Las primeras experiencias fueron en torno a la puesta en práctica de técnicas para el almacenamiento de agua en pequeños po-zos 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 incorporan-do redes de tuberías para riego presurizado. Lue-go, en convenio con la Agencia Adventista para el Desarrollo y Recursos Asistenciales (ADRA)-Obra Filantrópica y de Asistencia Social Adventista (Ofa-sa), se construyeron alrededor de 60 pequeños sistemas de riego multifamiliares, para 3 o 4 fami-lias cada uno, que fueron dotados con un micro-rreservorio 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.

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

como económicamente no era recomendable cons-truirla manualmente.

La construcción de microrreservorios del tamaño señalado o superior requiere la utilización de má-quinas. Se dio la coincidencia de que los munici-pios 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 agricul-tor Juan Crisólogo Polo (La Esperanza, distrito de Condebamba, de 800 m3 ) y otro en el del agricultor Pedro Calderón Silva (Chupicaloma, distrito de Ba-ños del Inca, de 1.200 m3 ).

Los reservorios instalados sirvieron como áreas de-mostrativas para otros beneficiarios, quienes a través de pasantías conocieron y se convencieron de la propuesta tecnológica. Con el apoyo de los munici-pios, 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 pro-yecto Sistemas de Riego Predial Regulados por Mi-crorreservorios 2005-2008, financiado por Fondoem-pleo 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 muni-cipalidades han imitado esta tecnología, tanto en Ca-jamarca 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.

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3. La experiencia de la Municipalidad Provincial de Cajamarca

Durante los años 2007 y 2008 la Municipalidad Pro-vincial de Cajamarca ejecutó el proyecto Manejo Silvopastoril de la Cuenca del Cajamarquino (que incluía las microcuencas San Lucas, Porcón, Mas-hcón, Río Grande, Quinua, Chonta, Azufre y La En-cañada), 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 intro-ducidos 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 inter-estacional sino concentrar volúmenes de agua a partir de pequeños caudales y por turno de riego entre familias.Los sistemas atienden áreas de cultivo relativa-• mente 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 siste-mas nuevos y 2 sistemas mejorados, tanto los mi-crorreservorios 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 Mu-nicipalidad 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 denomi-nados «reservorios de cabecera», son de regulación diaria y, por lo tanto, pueden ser de menores dimen-siones: la mayoría tiene entre 30 y 45 m3 de capa-cidad 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 tur-no 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.

Constructivamente, los microrreservorios son de la-drillo 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 adelan-te, soles), y el segundo se ubica alrededor de 3 mil soles. Si se considera además el costo de los im-plementos 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 considera-blemente 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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ahora con el riego por aspersión se logra regar has-ta 2.800 m2 por familia.

En el marco del proyecto, el conjunto de las activi-dades de forestación, mejoramiento de pastos e introducción del riego por aspersión se promue-ve desde una óptica de manejo integrado de los microespacios territoriales. La aplicación de este enfoque se ve facilitado por el hecho que históri-camente 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

Evidentemente, como toda innovación, la introduc-ción y la difusión de los sistemas de riego regula-dos 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 des-aparezcan las mayores filtraciones (gráfico 6); de-bido 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.

Hoy en día la propuesta de sistemas de riego re-gulados por microrreservorios puede contar con un alto grado de confianza en los distritos y las provin-cias 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 5. Sistema de riego predial regulado por microrreservo-rio. Sistema de riego Uñigan, microcuenca San Lucas.

Gráfico 6. Duración del proceso de impermeabilización naturalen microrreservorios construidos en tierra.Fuente: Estudio citado de Ravines y Sánchez.

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 inno-vación no solo atañe al sistema de almacenamiento

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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 distin-tas. Considerando los pocos recursos financieros disponibles, el Instituto Cuencas y sus técnicos han realizado grandes esfuerzos en este campo.

El tercer y más decisivo cuello de botella es de orden legal y de política nacional y repercute sobre las po-sibilidades de financiamiento. Consiste en que, has-ta el momento, el sistema de inversión pública del Estado peruano no permite subsidiar o apoyar ac-ciones en propiedad privada que no sean de benefi-cio 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 posibilida-des 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 autori-dades locales han sido factores importantes en el apoyo brindado a la puesta en marcha de estos sis-temas, a pesar de las dificultades legales.

A partir de las experiencias obtenidas en la introduc-ción de sistemas de riego regulados por microrre-servorios 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-priva-• da) entre familias beneficiarias, municipios loca-les 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 provenien-• tes de distintos ámbitos territoriales (caseríos,

distritos, provincias) para conocer sistemas de riego regulado en otros lugares han sido un fac-tor 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 retroexcavado-ra) a bajo costo constituye una condición esen-cial para la construcción de los microrreservorios familiares. Ha quedado demostrado que los mu-nicipios 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 introduc-ción, la operación y el mantenimiento del sistema de riego regulado, así como para la introducción de nuevos cultivos que demandan prácticas agrí-colas 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 na-cionales en torno al actual sistema de inversión pública para que el apoyo del Estado pueda eje-cutarse abiertamente al interior de la propiedad de las familias interesadas, más allá de la convic-ción 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 profesio-nales en materia de gestión del agua, particu-larmente a las tecnologías de cosecha de agua comprobadas en la zona. Esto repercute sobre la predisposición y la capacidad profesional dis-ponible para la implementación de estas tecno-logías.

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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 compartimen-tos de la hidrósfera: continentes, mares, atmósfera (gráfico 7). El ser humano puede intervenir de distin-ta manera en este ciclo, positiva o negativamente. En este sentido, los sistemas de riego predial regu-lados 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, mi-límetros (mm) por día.4 La evaporación se pro-duce desde la superficie oceánica, la superficie terrestre y también en los organismos, a través de la transpiración en plantas y animales (sudo-ración). 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 territo-rio) 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

Precipitación

Evaporación Evaporación

Mar

Flujo subterráneo

Laguna

Río

Infiltración

Infiltración

Nivelfreático

Escorrentía superficial

Evapotranspiración

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características de los procesos de condensación en una región.Precipitación: al enfriarse las nubes presentes en • la atmósfera, el vapor se concentra en agua líqui-da, granizo o nieve que cae sobre los continentes y los océanos, proceso llamado precipitación. La precipitación se mide en altura de agua expre-sada en milímetros, mediante dispositivos espe-ciales 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 precipita-ción 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 ha-cia las quebradas y los ríos. El agua de escorren-tía superficial es aquella porción que fluye en for-ma 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 conser-vación (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 im-permeable 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

formar parte de los acuíferos y la parte que cir-cula 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-estruc-turales) 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 escorren-tía 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 circula-ción subterránea profunda pueden aflorar hacia la superficie, vía manantiales o en forma de aflo-ramientos más difusos; por ejemplo, bofedales, pantanos y otras zonas húmedas. Existen varias técnicas que permitan mejorar la recarga de acuí-feros y, por ende, el rendimiento de los puntos de afloramiento de agua.

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 atmos-férica). El cambio del estado sólido al estado líquido del agua se llama fusión. El cambio del estado líqui-do o gaseoso al estado de congelamiento se llama solidificación. La diferencia entre humedad atmos-férica y vapor es que la primera implica realmente un estado gaseoso (gas) invisible, mientras que el vapor consiste en una nube visible de ínfimas par-tículas 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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o río. Este drenaje puede ser a través de uno o más cursos de agua, confluyendo todos en un río princi-pal. Cada cuenca está separada de las vecinas por líneas divisorias de aguas, constituidas por elevacio-nes 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 des-truirla). Constituye una especie de «chacra hidroló-gica» 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 secto-res tienen que interactuar en beneficio de la cuenca y sus habitantes. Por lo tanto, es la escala más com-pleja 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 (co-lectivos) de uso, se localiza en determinadas par-tes de la cuenca. Así, por ejemplo, una comisión de usuarios o un comité de usuarios5 funcionan terri-torialmente 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 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 «comi-sión de regantes» o «comité de regantes».

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

Ges�ón del predio de cada usuario (nivel individual o familiar)

Ges�ón de cada sistema de uso (entre los usuarios que comparten un mismo sistema de uso)

Ges�ón sectorial del agua (entre los usuarios de un mismo sector de uso)

Ges�ón intersectorial del agua (entre todos los sectores y los actores de uso)

Espacio de la cuenca hidrográfica

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

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

Leyenda Divortium aquariumCauce principal

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complejas e interdependientes entre los seres vivos y su entorno físico o hábitat. Por lo tanto, las cuen-cas 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.

Al intervenir en el ecosistema cuenca es necesario analizar el papel que cumple cada uno de estos ele-mentos 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 produc-tividad. Las quemas de pastos naturales, frecuentes en • las jalcas, pueden producir la disminución o la extinción de la diversidad de flora y fauna exis-tente.Una agricultura basada en monocultivos propicia • la aparición de plagas y enfermedades.

Una intervención inadecuada puede producir la disminución progresiva de la capacidad de regula-ción 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 desertifica-ción. Los procesos de desertificación se están ge-neralizando en las cuencas andinas y para corre-girlos 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, capacita-ción y organización de la población, mejoramiento de la calidad educativa y otras medidas. La deser-tificación genera secuelas sociales en términos de pobreza, emigración, desnutrición, etc.

El Programa Nacional de Manejo de Cuencas Hidro-gráficas y Conservación de Suelos (Pronamachcs, hoy Agrorural) determinó en 1988 algunos criterios para la clasificación de cuencas o unidades hidro-gráficas. 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 alber-gan a una o más comunidades o caseríos, consti-tuyendo desde el punto de vista social una escala adecuada para la planificación y el manejo de los recursos naturales (Coordinadora de Ciencia y Tec-nología en los Andes [CCTA] et al. 1999).

Desde 2008 la delimitación y la codificación oficial de las unidades hidrográficas en el Perú6 ha sido es-tablecida conforme al estándar internacional Siste-ma de Codificación Pfafstetter, el cual considera tres clases de unidades de drenaje: cuenca, intercuenca y cuenca interna («cuenca endorreica»). Aunque for-malmente los términos «subcuenca» y «microcuen-ca» 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 regula-dos por microrreservorios propuestos.

3. Zonificación hidrológica de una cuenca

Por sus características geomorfológicas, con inde-pendencia 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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una cuenca, una subcuenca o una microcuenca pueden dividirse en zonas diferenciadas que cumplen distintas funciones hidrológicas (cuadro 1).

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 dis-pone de mayores inversiones en infraestructura de riego para el aprovechamiento del agua superficial y subterránea. Allí se concentran las ciudades me-dianas y grandes, que absorben cada vez más el reducido espacio rural de estos valles andinos.

Un buen ejemplo de lo diferenciado de las carac-terísticas entre las zonas alta, media y baja se pre-senta en la microcuenca del río Muyoc, que cubre los ámbitos de los distritos de Namora, provincia de Cajamarca, y Gregorio Pita y Pedro Gálvez, provin-cia de San Marcos (gráfico 10).

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. Cono de dispersión

Fuente: CCTA et al. 1999.

La parte alta de la cuenca, cuenca alta o zona de captación de agua, es generalmente de relieve sua-ve, con una topografía poco escarpada, característi-ca 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 altitu-des que van desde los 2 900 metros sobre el nivel del mar (m. s. n. m.) hasta la línea de nieves perpe-tuas a aproximadamente 5 mil m. s. n. m.

La parte media, cuenca media o zona de escurri-miento, es generalmente aquella en la que el cauce se hace más escarpado, se relaciona fundamental-mente 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.

Cuadro 1. Zonas de una cuenca.

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Gráfico 10. Microcuenca del río Muyoc.Elaboración propia.

Cuenca alta

Cuenca media

Cuenca baja

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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 longitu-dinal de cada una de las partes de la microcuenca Muyoc, se nota el declive más pronunciado de la parte media.

En el gráfico 12 se presentan los cortes transversa-les de las partes alta, media y baja, respectivamen-te. Se observa que la cuenca media es mucho más escarpada que la alta y la baja.

En el cuadro 2 se presentan algunos parámetros geofísicos y biofísicos de la microcuenca Muyoc. Se observa gran número de afloramientos de manan-tiales 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 di-ferentes 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

3600

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3200

3000

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2400

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Cuencabaja

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.s.n

.m.)

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2600

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2300

Cuenca baja

Cuenca media

Cuenca alta

Alti

tud

(m.s

.n.m

.)

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

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

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

Partes

Microcuenca Muyoc

Altitud(m. s. n. m.)

Precipitación(mm/año)

Temperatura mínima-máxima (°C)

Pendiente (%)

Manantiales(N.º) Vegetación

Alta 3.600-4.000 780-890 2,0-16,8 2,3 113Pastos naturales, cultivos andinos de secano, quinual.Ecorregión páramo o jalca.

Media 2.800-3.600 730-780 3,8-21,1 16,2 334Pastos 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 52Pastos cultivados, forrajes, cultivos per-manentes, frutales, árboles exóticos.Ecorregión yunga o valle.

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

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4. Balance hídrico de la cuenca

El balance hídrico de una unidad hidrográfica (cuen-ca, subcuenca, microcuenca) es el «saldo de ingre-sos 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 usua-rios, sistemas de uso y el ecosistema en general. Se debe aclarar que las lagunas, los embalses, los acuí-feros 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 normalmen-te 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 manantia-les, 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 im-portancia en las microcuencas andinas porque son abundantes, de distribución dispersa y mejor cali-dad de agua. Se usan con propósitos múltiples: abastecer los sistemas de agua potable, en activi-dades agrícolas y pecuarias.

El agua de ríos, quebradas o arroyos permanentes se conduce hacia los lugares de uso a través de ca-nales, 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, hidroener-gético, etc.

Existen además fuentes de agua no permanente, alimentadas por las lluvias estacionales. Esta por-ción de agua, por ser muy abundante en la época de lluvias, generalmente no puede ser aprovechada en su totalidad. Constituye un componente impor-tante 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 1Oferta 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 millo-• nes 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 MMCVolumen anual disponible para satisfacer las demandas de • agua en la microcuenca Muyoc = 74 MMC + 12 MMC = 86 MMC.

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 lar-go plazo: regeneración natural, reproducción de flo-ra 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 huma-na 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 ca-lidad 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, abaste-cimiento de fuentes públicas, ornamentación, riego de parques y jardines, otros usos de interés comu-nitario, etc.).

La demanda de agua para uso productivo y econó-mico es la que se requiere para producir bienes y servicios mediante la realización de actividades eco-nómicas 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 recomenda-ble gestionar proyectos «de desarrollo» cuyo efecto fuese el incremento de la demanda de agua (por ejemplo, ampliación de áreas regadas por grave-dad). Lo que sin duda generaría tensiones y conflic-tos sociales entre grupos de usuarios, sea porque el proyecto crearía nuevos privilegios para algunos o

7 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 ajusta-dos, particularmente en épocas de estiaje, que es la situación predominante en muchos territorios hoy en día, quedan básicamente cuatro caminos de de-sarrollo hídrico:

La opción de incrementar la oferta territorial-am-• biental de agua.La opción de construir obras de regulación que • permitan ajustar mejor los volúmenes y los mo-mentos 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 pla-zo; no obstante, prácticas de esta índole ofrecen perspectivas interesantes.

Las obras de regulación pueden traer beneficios más inmediatos al aprovechar «márgenes escondi-dos» en el balance hídrico. Por ejemplo, en muchas zonas del país se utiliza bastante menos agua du-rante 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 cap-tadas 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 estacio-nales (conservan el agua en el periodo de lluvia para la época de estiaje). Se puede distinguir entre mi-crorreservorios ubicados en las parcelas familiares y represas mayores. Evidentemente, este manual se concentra en la primera opción: los microrreservo-rios prediales.

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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 co-mún encontrar una eficiencia total menor de 30% en los sistemas de riego y menor de 40% en los sis-

3. Cosecha de agua

1. General

«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 ma-nantial, o una combinación de estos tipos de fuente. Como sea, en gran medida todas estas fuentes de-penden, directa o indirectamente, de un mismo pro-ceso: 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 ali-mentaria en zonas propensas a la sequía y la varia-bilidad 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 extrema-damente localizado, por ejemplo, mediante peque-ños lomitos de tierra en forma de rombo, en direc-ción 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).

temas de agua potable. Aquí existen amplias posi-bilidades 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.

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Sin embargo, los sistemas de cosecha de agua pue-den 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 es-pacios territoriales. Lamentablemente, en la práctica la construcción de grandes embalses raras veces se ve acompañada por medidas aguas arriba res-pecto del control y la conducción de las escorrentías

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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 vo-lumen almacenado y facilitar el acceso a este. Entre las principales técnicas para la cosecha de agua es-tán 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 promocio-nadas por las instituciones, tanto públicas como privadas, que desarrollan actividades relaciona-das con el manejo de cuencas hidrográficas. Entre otras, se aplican prácticas vegetativas y mecánico-estructurales.

Prácticas vegetativasProtección de bosques y praderas naturales loca-• lizadas en zonas estratégicas de la cuenca para incrementar la retención de agua. De ser posi-ble, 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 forma-ción del suelo y el almacenamiento de agua en este. Las especies forestales deben ser forma-doras de suelo, acumuladoras de materia orgá-nica 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 perime-• trales entre predios o chacras constituidas por determinados arbustos u otro tipo de vegetación plantada en línea; cumplen igual función que las

terrazas o los bancales (ver prácticas mecánico-estructurales) y, además, sirven de rompevien-tos.Instalación de pastos cultivados. Estas especies • deben ser perennes y de bajo requerimiento hí-drico. En general, en cualquier tipo de pastos debe evitarse el sobrepastoreo, pues esta prác-tica nociva contribuye a la denudación y com-pactación del suelo e incide negativamente en la infiltración del agua. El sobrepastoreo es una de las causas de la desertificación.

Prácticas mecánico-estructuralesEstas prácticas sirven para detener, almacenar o drenar el agua de escorrentía de manera segura, reduciendo la erosión al mínimo. Se trata de me-didas muy relacionadas con el manejo de los pre-dios de conducción familiar y comunal. Se pueden presentar como complementarias a las prácticas vegetativas pero han demostrado ser muy efecti-vas. Entre otras, se han comprobado las siguientes prácticas:

Instalación de terrazas o bancales. Son estruc-• turas 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 mencio-• nados 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 infiltra-• ción. 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 favo-recer la infiltración del agua en el suelo.Habilitación de las denominadas «amunas». Se • trata de un conjunto de acequias que capta las

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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 cal-cárea, 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 cárca-vas profundas o torrenteras que se hayan pro-ducido en la ladera. Tienen como función rete-ner 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.

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 acuífe-ros 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 pro-veniente 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 ma-quinaria.

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 cau-dales salientes en función de las demandas de agua por parte de los usuarios que se producen en forma fluctuante durante determinados momentos o pe-riodos. Además, cumplen una función de «cámara de carga», pues el nivel de agua en el reservorio acumula presión hidráulica. En represas hidroeléc-tricas esta presión es convertida, mediante turbinas, en energía hidromecánica y luego en energía eléc-trica. 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).

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 re-servorio. 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 almace-nan 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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caso, las aguas discurren en forma difusa por la ladera y su recorrido lo determinada la morfolo-gía (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 lade-ra y las conducen a los reservorios. Dependiendo del tamaño el área de captación, las característi-cas 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 re-servorios.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 am-pliación 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 peque-ño caudal, normalmente son de flujo permanente; debidamente encauzadas pueden aportar volú-menes 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 reser-vorio, y determinar él mismo cuándo y cuánto re-gar. Sobre todo cuando los caudales son peque-ños, 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-

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nativamente con agua de escorrentía (directa o mediante uno o más colectores), pequeños ma-nantiales o filtraciones y aprovechando el turno de riego de un canal. En la realidad de Caja-marca (provincias de Cajabamba, San Marcos y Cajamarca) estas combinaciones de captación existen, aunque no son las más comunes (grá-fico 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 me-tro 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.

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 Servi-cio Nacional de Meteorología e Hidrografía (Senamhi).

Fuentes de captación de agua

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350 338

Escorrentía Escorrentía/ Manantial /Escorrentía / Escorrentía / Manantial canal manantial propio canal /

manantialcanal

Canalde riego

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3829

14 3

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Precipitación media mensual en Cajamarca y Cuscou nt s d ca taci n d a ua

a ama castaci n A.

au1933 2008

uscstaci n an aa a

1931 1990)

140

A A AA

D

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

El volumen de la escorrentía depende de la inten-sidad 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 volúme-nes de agua de escorrentía en suelos desnudos y compactados que en aquellos cultivados y con co-bertura vegetal densa. El agua de escorrentía puede arrastrar mayor volumen de sedimentos en suelos que están sueltos y sin cobertura vegetal, ocasio-nando 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:

Las que tienen una configuración hidrográfica na-1. tural definida, por lo general cuencas de pequeña extensión cuyas aguas se concentran en colecto-res o torrenteras naturales definidas.Las que no tienen una configuración hidrográfica 2. 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 es-tos 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 bo-catomas y canales que captan y conducen el agua de escurrimiento de las torrenteras. Su diseño co-rresponde a secciones para captar escorrentías máximas en periodos cortos.

En áreas sin hidrografía definida, como laderas cor-tas, la aducción del agua se realiza mediante ca-nales 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, general-mente pocos aguaceros tienen la capacidad de pro-ducir 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 me-diante 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 escurri-miento 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 discu-rre 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 superfi-cie, multiplicada por la precipitación mensual y por el coeficiente de escorrentía (Ce) que está en fun-ción 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).

Topografía y vegetación Franco arenosoFranco arcillosoFranco limoso

Arcilloso

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

0,100,250,30

0,300,350,50

0,400,500,60

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

0,100,160,22

0,300,360,42

0,400,500,60

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

0,300,400,53

0,500,600,72

0,600,700,82

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

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La fórmula aplicable es:

Vm = Ce x A x Pm x 10

Donde:Vm = Volumen potencial promedio de captación

(m3/mes), respecto de determinado mesCe = Coeficiente de escorrentíaA = 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 configu-ración hidrográfica definida puede variar de 1 a 5 hectáreas.

4.2. Cálculo del aporte hídrico de un manantial

En el caso de manantiales, el volumen potencial de captación debe calcularse para el periodo más crí-tico; 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.

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

Vm = Qt x Tt x Fr x 0,06

Donde:Vm = Volumen mensual de aporte desde el canal

(m3/mes)Qt = Caudal circulante en el canal de riego du-

rante el turno (l/s)Tt = Tiempo de duración del turno de riego

(min)Fr = Frecuencia de riego (turnos/mes)

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4. Microrreservorios

1. Tipología de reservorios

Existen varias maneras de clasificar los distintos tipos de represas, embalses, estanques o reservo-rios.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 gra-• vedad, presa de arco o de bóveda).Según su tamaño (embalses o represas grandes, • pequeños reservorios, microrreservorios).Según el número de usuarios (familiar, multifami-• liar, 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 re-servorio o un embalse, razón por la cual se presenta aquí la siguiente tipología:

Reservorios (multi)estacionales: almacenan volú-• menes de agua durante la(s) época(s) de lluvias, de tal manera que estas reservas puedan ser utili-zadas posteriormente durante la otra estación del año, es decir, durante la época de estiaje. Existen ejemplos de reservorios estacionales cuya ope-ración se hace en función de pronósticos mul-tianuales respecto de la oferta y la demanda de agua.Reservorios intraestacionales: almacenan volú-• menes 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 necesaria-mente responden al mismo concepto que la palabra «reser-vorio». 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».

año (por ejemplo, durante los veranillos).Reservorios nocturnos: almacenan agua de no-• che (cuando es difícil regar) para su uso durante el día. Son una forma de incrementar significati-vamente 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 du-rante cualquier parte del día o la noche, y soltarla en la misma fecha o el día después. Normalmen-te, la capacidad máxima de este tipo de reservo-rios equivale al volumen de agua que se acumula dentro de las 24 horas con el caudal promedio disponible. Reservorios de regulación momentánea: aque-• llos que tienen una limitada pero suficiente capa-cidad 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 usa-dos 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 li-bre 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.

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

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 condi-ciones de cosecha de agua, sean aquellas por es-currimiento superficial o las posibilidades de aporte hídrico que brinden una torrentera, un manantial, un canal de riego cercano, etc. En caso de fuen-tes compartidas con otros usuarios es de primera importancia ponerse de acuerdo con dichos veci-nos 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 posibilida-des de hacer un mejor manejo de la ladera adya-cente superior al sitio propuesto para el microrreser-vorio; 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

debe generar la suficiente presión hidráulica en la tubería, las mangueras y los aspersores. Los im-plementos 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 esta-• bles, sin huellas de deslizamientos, sin demasia-da saturación de humedad (evitar suelos panta-nosos) 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 pen-dientes 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 es-tabilidad estructural que aquellos cuyos taludes estén formados en gran parte como terraplenes (material de relleno).Extensión suficiente del área para el emplaza-• miento del vaso: ya existe la equivalencia entre el volumen de diseño y el área, en metros cuadra-dos (m2) necesaria (cuadro 4). Profundidad de suelo suficiente antes de llegar a • estratos más rocosos. De preferencia, la profun-didad 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 mi-• crorreservorios en tierra se pueden construir en todo tipo de suelos, pues siempre es posible im-permeabilizar el vaso con arcilla. De todas mane-ras, conviene que el microrreservorio se emplace en suelos de textura arcillosa para reducir riesgos de filtraciones o mayores gastos de impermeabi-lización.Distancia: inmediatamente aguas abajo de los • vasos no deben existir construcciones (edificacio-nes, establos, residencias, etc.) y preferiblemente tampoco otro microrreservorio muy cercano. En

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general, es preferible que el microrreservorio se ubique a distancia prudencial de lugares de ma-yor concurrencia de personas, particularmente niños, para minimizar el riesgo de accidentes. Es necesario también apartar a los animales del área del reservorio.

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 evapora-• ción.La demanda de agua de riego en el predio.• La factibilidad técnica del sistema para el sitio.• La capacidad de financiamiento y emprendimien-• to 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 pro-pias del predio, las dotaciones de canales o la combi-nación de estas fuentes. En este sentido, debe calcu-larse 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 di-mensión específica del vaso del microrreservorio.

3.2. Pérdidas de agua por infiltración y evaporación

En microrreservorios construidos en tierra se produ-cen ciertas pérdidas de agua por infiltración en el le-cho y a través de los taludes, y por evaporación des-de 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-

Gráfico 18. Emplazamiento del microrreservorio en el predio.Microrreservorio en cabecera de predio, caserío La Colmena, distrito de Gregorio Pita.

Cuadro 4. Área requerida para el emplazamiento del microrre-servorio.

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 Ins-tituto Cuencas para microrreservorios con altura máxima de 3 m, ancho de coronamiento de 1,5 m y pendiente del terreno de 15%.

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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).

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 cuen-ta con información concluyente al respecto y se re-quiere de mayor investigación, y buscar medidas para ayudar a reducir estas pérdidas.

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 de-manda proporcionalmente más agua que una su-perficie pequeña. Por otro lado, no todos los cultivos tienen similares requerimientos hídricos; por ejem-plo, el cultivo de papa tiene mayores requerimientos que la alverja. La implementación del riego por as-persión, aspecto clave en la propuesta del sistema predial de riego regulado, es de fundamental impor-tancia, 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 requeri-miento de agua en el cultivo debe suplirse con agua de riego, sin aportes de lluvia; en esta época el rie-go tiene un carácter totalmente suplementario, por lo cual una misma cantidad de agua almacenada alcanza para menos área agrícola que dentro o alre-dedor de la época de lluvias.

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

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

3.4. Factibilidad técnica

Los sistemas de riego predial regulados por micro-rreservorio 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%, aproxi-madamente. En términos generales, casi siempre es factible encontrar un sitio adecuado para el em-plazamiento 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 mangue-ras. Cada vez hay mayor disponibilidad en el merca-do de implementos y accesorios de riego (asperso-res, cintas de goteo, etc.).

La experiencia en Cajamarca indica que en condi-ciones 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 pe-queña explotación agrícola. En caso de disponer de recursos económicos y capacidad familiar suficiente para aspirar a un mayor volumen de almacenamien-to se recomienda la construcción de un reservorio adicional, en lugar de ampliar la capacidad de un solo reservorio. Estos dos vasos pueden emplazar-se cerca o dentro del predio, en sitios separados

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pero cercanos, para funcionar de manera interco-nectada o independiente.

4. Ejercicios de cálculo

4.1. Ejercicio 1. Captación de agua de escurrimiento

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 na-turales y 2 hectáreas de bosques.

Las características del área y la precipitación pro-medio en la zona se indican en las siguientes hojas de cálculo.

Tipo de vegetaciónÁrea(ha)

Textura del suelo

Pendiente(%)

Pastos 3 Arcilloso 8

Bosques 2 Arcilloso 20

Meses Promedio de precipitación (mm/mes)

Enero 83,5Febrero 102,0Marzo 121,1Abril 80,3Mayo 33,3Junio 11,7Julio 5,7

Agosto 7,7Septiembre 30,9

Octubre 69,7Noviembre 61,1Diciembre 75,3

Fuente: Estación meteorológica A. Weberbauer,Senamhi-Cajamarca, 1933-2008.

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

SoluciónEl volumen mensual de agua captado por escorren-tía se calcula aplicando la fórmula racional:

Vm = Ce x A x Pm x 10

El agua escurrirá de dos terrenos distintos, para lo cual se requiere establecer el Ce promedio del te-rreno:

El primer terreno tiene cobertura de pastos, la • pendiente es de 8% y la textura del suelo es arci-llosa; 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 fac-tor Ce :

0,50 x 2 + 0,60 x 3 Ce = = 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 precipita-ción, combinada con suelos más secos, producirá poco escurrimiento.

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MesesÁrea de captación

(ha)

Promedio de precipitación(mm/mes)

CeFactor de

conversión

Volumencaptable

(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

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 0,56 10 2.108

Total 12.941

Preguntas¿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?

SoluciónEl volumen de agua que produce la fuente mensual-mente se calcula mediante la siguiente expresión:

Vm = Qm x 3,6 x 24 x 30

Donde:Qm = 0,40 l/s

RespuestasEl volumen de agua que produce el manantial 1. cada mes teóricamente es Vm = 0,40 x 3,6 x 24 x 30 = 1.040 m3 aproximadamente. Por lo

RespuestaDurante 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 po-demos recomendar la construcción de un reservorio de un volumen de 3 mil m3 o algo inferior, para al-macenar agua en dos y hasta cuatro recargas des-tinadas 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. Alternativa-mente, el volumen potencialmente captable podría usarse para llenar al menos unos tres reservorios que se empleen exclusivamente para el riego suple-mentario en época de estiaje.

4.2. Ejercicio 2. Captación de agua de un manantial

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).

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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 me-2. ses al año, y no se usa el manantial en este pe-riodo, 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 3. equivalente a la mitad de un mes, es decir, ½ x 1.040 = 520 m3. Un reservorio de aproxima-damente 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.

4.3. Ejercicio 3. Captación de agua de un canal

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¿Cuál es el volumen de almacenamiento que se 1. requiere para guardar las aguas provenientes de cada turno de riego?¿Cuántos turnos de riego necesita el agricultor 2. para llenar su reservorio?¿En caso de regar durante cada intervalo con 3. toda el agua recibida por el turno de riego, qué volumen adicional en forma de aguas de escu-rrimiento debería procurar captar el agricultor para aprovechar al máximo la capacidad total del reservorio?

SoluciónEn 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

Tt = 2 h = 120 minFr = Cada 10 días = 3 x por mes

RespuestasEl volumen de almacenamiento requerido para 1. 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 2. = casi 8 turnos de riego, en el caso de no usar-los en el entretanto, para llenar su reservorio, es decir, demorará casi 3 meses.Evidentemente, el almacenamiento de los res-3. pectivos turnos de riego no justifica tener un re-servorio de 2 mil m3 de capacidad. Se sugiere que el agricultor procure implementar prácticas de aducción de aguas de escurrimiento super-ficial 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 tur-nos 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 agricul-tor alcanzar una mayor seguridad y productivi-dad en los cultivos y, además, ampliar el área agrícola regada.

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5. El predio y su sistema de producción

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 im-portancia 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 medi-das de acondicionamiento en los distintos predios difieren de los criterios y los lineamientos estable-cidos para un ordenamiento mayor. Por ejemplo, si un plan de ordenamiento dispone que los suelos li-geros 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.

1. El concepto de predio

En el contexto de este manual se entiende por «pre-dio» una finca administrada de manera familiar, caracterizada por el desarrollo combinado e inte-rrelacionado de actividades agrícolas, pecuarias, acuícolas, forestales, artesanales y otras. En este sentido, un predio agrícola constituye una «explota-ción rural familiar», por lo que es un concepto in-clusive 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, di-versificar la producción y reducir la vulnerabilidad de la economía familiar ante adversidades climáticas y otros riesgos. En la sierra, los predios son a menu-do unidades de producción con fuerte orientación al autoconsumo. Para las familias rurales que se en-cuentran en esta situación este hecho plantea retos particulares en cuanto a las perspectivas de incre-mento 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, ve-getación). El tipo de manejo que se realice en un conjunto de predios genera una transformación po-sitiva o negativa del territorio. Es positiva cuando a través de este manejo se conserva y potencia el es-pacio natural, al mejorar la calidad del suelo, retener e infiltrar el agua, etc.; en cambio, es negativa cuan-do 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).

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

Ordenamiento predial

Ordenamiento predial

Ordenamiento predial

Ordenamiento territorial

Espacio en la cuenca hidrográfica

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Este ejemplo refleja que los predios deben conside-rarse como unidades básicas cuyas delimitaciones y particularidades internas determinan significativa-mente el tipo de medidas que demanda el ordena-miento 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 Zonifica-ción Ecológico-Económica (ZEE) de los territorios en que se localizan. En el ordenamiento a escala micro, las propuestas de acondicionamiento se co-nocen también como «diseño predial»; entendido como el proceso mediante el cual se analizan y op-timizan 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 va-rios parámetros:

Por su tamaño de superficie: en pequeños, me-• dianos y grandes

Pequeños: entre 0,5 y 5 ha1. Medianos: entre 6 y 10 ha2. Grandes: más de 10 ha3.

Por el objetivo de su producción: orientado al • autoconsumo, el mercado o mixto. Los predios pequeños y los alejados de los mercados orien-tan su producción principalmente al autoconsu-mo y los predios con especialización productiva destinan una mayor parte de su producción al mercado. Asimismo, los predios que combinan

la producción para el autoconsumo con aque-lla para el mercado se denominan de régimen mixto.Por el tipo de producción: agrícola, pecuario, • forestal o mixto, esta diferenciación producti-va 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, jal-ca o páramo, quechua, yunga o valle, respec-tivamente. Cada una de estas zonas confiere a los predios características diferentes, princi-palmente 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: régi-• men de secano, bajo riego o mixto. Los predios son de secano cuando los cultivos son condu-cidos solamente en la época de precipitacio-nes; 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.

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2. Capitales concurrentes en el predio

En su definición coloquial, el capital es el conjunto de factores de producción constituido por inmue-bles, maquinaria o instalaciones de cualquier género los cuales, en colaboración con otros factores, prin-cipalmente 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 terri-torios prediales capaces de producir bienes y servi-cios para satisfacer las necesidades socioeconómi-cas 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 consti-tuido por todos los recursos de la naturaleza dispo-nibles en el predio que las familias pueden convertir en útiles para satisfacer sus necesidades. Esto in-cluye los siguientes elementos: clima, suelo, agua, flora (cultivada y silvestre), fauna y paisaje.

El clima

Desde el punto de vista del manejo predial es impor-tante entender la ocurrencia de fenómenos microcli-máticos, es decir, las interacciones entre atmósfera y superficie terrestre; la temperatura, la humedad re-lativa 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 amane-cer puede indicar helada al nivel del suelo o al nivel de las hojas de las plantas. Las heladas son fenó-menos microclimáticos característicos en la sierra, sobre todo en periodos de estiaje cuando la nubo-sidad 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 inten-sidad 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 tex-tura, 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.

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 de-terminadas condiciones prediales da cierta posibili-dad de alcanzar mayor estabilidad ambiental para el desarrollo de actividades productivas y otras: cer-cos vivos contra el viento; humo y humedad contra las heladas nocturnas, etc.

El agua

El agua es un factor de producción, parte del capi-tal 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-

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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 hí-drica a predios y cuencas es la regulación del agua mediante la construcción de embalses de diferentes tamaños: multicomunal (grandes), comunal (media-nos) y familiar (pequeños).

El suelo

Junto con el agua, el suelo constituye el capital na-tural más importante para la producción agrope-cuaria. 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 cua-les tienen pendientes de medianas a fuertes, y son escasas las áreas de suelos profundos o de relie-ve plano. Los suelos de vertiente tienen pendientes mayores a 15%, generalmente son pedregosos, con drenaje interno y escurrimiento superficial muy rápi-do, y variados niveles de erosión. En el departamen-to 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 escurri-miento superficial moderadamente rápido.

La flora

El país presenta vegetación natural de gran variabili-dad, adaptada a condiciones de temperatura, preci-pitación, suelos y otros factores externos.

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

coso, natural y artificial; esta vegetación se utiliza como madera, leña y para la protección de determi-nadas zonas (cuencas y otras). Parte de ella se pue-de 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

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 ecosis-temas que son su hábitat natural, particularmente la pérdida de vegetación natural. Los predios, de manera aislada o en conjunto, conservan aún es-pacios que son parte del hábitat de la fauna nativa; un manejo adecuado con perspectiva de biodiver-sidad puede contribuir a la conservación de este capital natural.

2.2. Recursos humanos o capital humano

El capital humano consiste en el conjunto de cono-cimientos, habilidades o destrezas y actitudes que tienen o adquieren las personas para crear, producir, organizar y transmitir información, entre otros aspec-tos. El capital humano en el medio rural lo constitu-yen los campesinos y las campesinas agricultores, los promotores de desarrollo rural de las institucio-nes públicas y privadas, los funcionarios públicos, los trabajadores de las empresas rurales, etc.

Los agricultores deben encontrar medios para conducir adecuadamente sus fundos o chacras, disminuir los riesgos ambientales, aumentar la pro-ductividad 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 tec-nológicos, las oportunidades de mercado, etc.

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

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citación y el desarrollo personal, y con una perma-nente 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 re-lacionada con una actuación orientada al éxito en el trabajo».

Las competencias se ejercen a través de roles de trabajo. Cada rol, puesto o función tiene sus objeti-vos dentro del sistema de producción y de la organi-zación, los cuales deben ser explicitados en el perfil de competencias. Un perfil de competencias es una descripción de conocimientos, destrezas y otras ca-racterísticas 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 des-trezas que las personas responsables deben po-seer o desarrollar para efectuar bien las prácticas de manejo predial.

El ser se refiere a las características personales po-sitivas que deben tener quienes lideran las accio-nes 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 va-riedad 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 es-tán en su entorno.14 Actualmente el capital social del medio rural lo constituyen la familia nuclear y am-pliada, las rondas campesinas, las asociaciones de productores, las empresas, las instituciones priva-das de desarrollo, etc.

2.4. Recursos de infraestructura o capital físico

El capital físico es la masa de recursos materiales existentes y utilizados como insumos para la pro-ducción de bienes y servicios. Las principales ca-tegorías de capital físico son: edificaciones (casa, establo, almacén, etc.), infraestructura productiva (caminos, canales de riego, etc.), equipos, maqui-naria, 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 res-pectivos capitales concurrentes en una determinada zona (caserío, comunidad, microcuenca, etc.). Este diagnóstico debe entenderse como un proceso par-ticipativo, reflexivo y analítico basado en información cuantitativa y cualitativa de suficiente cantidad y cali-dad. 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>.

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Evaluar los recursos naturales presentes en la 1. zona (capital natural).Evaluar la infraestructura rural existente (capital 2. físico).Evaluar el potencial de las familias en cuanto a 3. su disposición y capacidad para un mayor de-sarrollo de sus predios (capital humano).Evaluar las capacidades de fortalecimiento or-4. ganizacional de las redes sociales y las institu-ciones 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 acondi-cionamiento de los predios (capital social).

3.1. Evaluación de los recursos naturales locales (capital natural)

Esta tarea se realiza mediante las siguientes accio-nes:

Preparación de instrumentos (formularios, etc.) • para el levantamiento de información sobre suelo, agua, clima, flora y fauna. Elaboración de un croquis catastral de los res-• pectivos 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 agríco-las, forestales, suelos eriazos, etc.Mapear e inventariar el potencial de agua • (escorrentía, flujo permanente) y demanda para diversos usos (doméstico, riego, recrea-ción).Mapear e inventariar los tipos de suelos por • su relieve, profundidad, material madre (ma-terial parental), textura, especificidad produc-tiva; todo ello considerando que los suelos de los predios no son homogéneos.Registrar e inventariar zonas de riesgo por • erosión, heladas, inundaciones, deslizamien-tos.Mapear e inventariar sitios para la construc-•

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 es-pecies de animales domésticos (carne, leche).

Basado en la información así obtenida y ordenada se realiza un análisis integrado de las principales li-mitaciones 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 inven-tariados son:

Edificaciones, tanto en los predios como aque-• llas 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, ca-• minos de penetración, etc. Equipos agrícolas y otros: tractores, yuntas, • equipos de fumigación, vehículos de transpor-te, presencia y calidad de instalaciones de tele-comunicaciones (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 destre-zas y las actitudes que los miembros de las familias poseen o deben obtener para emprender acertada-mente el desarrollo de sus fincas. Para ello se debe elaborar un perfil de las competencias requeridas para la planificación y la implementación del desa-

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rrollo predial en las tres competencias generales. Por ejemplo: Saber

Conocimiento de las personas sobre:Estructura, funcionamiento y potencial de siste-• mas productivos.Tipificación de predios por capacidad produc-• tiva.Factores de degradación de recursos natura-• les:

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 foresta-• les.Gestión del agua en zonas de montaña.• Tecnologías de riego predial.• Gestión agrocomercial.•

Ser

Actitudes de las personas como:Facilitador de procesos de crecimiento indivi-• dual 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 com-petencias se podrá evaluar participativamente la disposición y el estado actual de capacidad de las personas y las familias en relación con las perspec-tivas 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 organi-zacionales e institucionales. Plantea un reto metodo-lógico 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 ser-vicios productivos o de comercialización, gre-mial, etc.Mapeo de las instituciones ligadas a la ejecu-• ción y la promoción de acciones de desarrollo rural en la zona y apreciación sobre la medida en que cada una incorpora enfoques y accio-nes 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 institu-ciones 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 desa-rrollo predial y la conservación de los recursos naturales.

A partir de estos análisis, los distintos actores po-drán acordar un programa acertado de acompaña-miento, capacitación e intercambio para el fortaleci-miento de las organizaciones y las instituciones que realizan acciones de desarrollo en la zona, con parti-cular énfasis en aquellas funciones organizacionales e institucionales que son importantes para el desa-

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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 delimi-tación 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 proyec-tar un mejor acondicionamiento del predio para con-servar 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 diag-nóstico se delimitan gráficamente las microzonas existentes en el predio, de acuerdo con las caracte-rísticas 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, pro-ductividad de cultivos, etc.). A partir de este análisis se elaboran las pautas para un mejor acondiciona-miento de cada microzona dentro del predio, consi-derando las perspectivas y las limitaciones de la fa-milia, sus conocimientos y actitudes, posibilidades de inversión, fuerza de trabajo, etc.

Una vez que se haya identificado y evaluado las téc-nicas 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

deben efectuarse para fines de conservación y de-sarrollo 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 progra-mación para la ejecución de las intervenciones y la introducción de prácticas mejoradas de acondicio-namiento 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 ordena-miento y acondicionamiento de cada predio se pue-de proyectar el ordenamiento de un espacio mayor, como una ladera, un caserío o una microcuenca; mediante acciones colectivas a ser realizadas a tra-vés de organizaciones locales y en estrecha coordi-nación con las autoridades locales y las institucio-nes de apoyo.

5. Planificación agropecuaria a partir de microrreservorios

Los sistemas de riego predial regulados por micro-rreservorio generan la posibilidad de programar me-jor 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 rie-go complementario. Esto permite cubrir el déficit de agua en los cultivos en los periodos de inte-

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rrupción de lluvias. Estos veranillos pueden pro-longarse hasta inclusive por un mes o más. Ge-neralmente 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 mi-crorreservorio 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. Durante la campaña chica, en plena época de estia-je cuando el aporte de las precipitaciones es míni-mo, 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 llu-vias sino que tiene un carácter casi absolutamente suplementario, es decir, suple a las lluvias.

Si en época de estiaje los sistemas de riego regula-do son abastecidos con agua de escorrentía es pre-ferible programar un cultivo de corto periodo vegeta-tivo 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 te-ner 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 descon-tarse la correspondiente demanda permanente de agua de estos cultivos del volumen almacenado en el microrreservorio, para tener una apreciación co-rrecta de la cantidad neta de agua de riego con que se puede programar los otros cultivos.

Los pasos básicos para la planificación de los culti-vos regados son los siguientes:

Calcular el potencial de almacenamiento y ré-1. gimen de recarga de los reservorios en función de su fuente de abastecimiento: escorrentía o fuente permanente.Realizar una primera aproximación de la posible 2.

combinación de cultivos a ser regados dentro del predio, en función de la disponibilidad de recursos económicos, mano de obra, cono-cimiento de las prácticas de cultivo, posibles rangos de rendimiento, seguridad alimentaria, perspectivas de mercado, etc.Determinar la superficie por sembrar de cada 3. cultivo en función del régimen de oferta de agua y los requerimientos hídricos de los cultivos pro-puestos.Efectuar posibles ajustes en las superficies por 4. sembrar en cada tipo de cultivo y en los mo-mentos 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 abasteci-dos con flujos de agua permanente, permite a los pequeños agricultores conducir cultivos de pastos permanentes, como el rye grass con trébol y la alfal-fa, así como otros forrajes de corto ciclo vegetativo (avena vicia, etc.). A partir de estos cultivos se dis-pone 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 hec-tárea de alfalfa se alimentan 750 cuyes de manera permanente.

6. Seguridad agrícola y reducción de vulnerabilidad

Los sistemas prediales de riego regulado por micro-rreservorio aumentan considerablemente la segu-ridad con que la familia puede conducir su predio agrícola, mejorar sus ingresos económicos y condi-ciones 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:

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Disminución de pérdidas por sequías y hela-1. das: El riego oportuno y las acciones de acon-dicionamiento de los predios mejoran las condi-ciones 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 exter-no. El riego disminuye los cambios extremos y bruscos de estos parámetros, lo que reduce la probabilidad de daños y pérdidas en la produc-ción y la productividad por efecto de sequías y heladas.Mejores posibilidades de recuperación de la in-2. versión: El riego y el acondicionamiento predial, al disminuir el riesgo ante fenómenos climáti-cos, incrementar la productividad de los culti-vos y cosechar en periodos de mejores precios de mercado, permite a los agricultores mayores ingresos y oportunidades y, por lo tanto, au-mentar sus inversiones en semillas de mejor ca-lidad, insumos y labores culturales adecuadas. Todo esto con la confianza de poder recuperar su inversión al contar con condiciones de ma-yor seguridad en la producción y la venta.Posibilidades de encadenamiento comercial: El 3. aumento en la productividad agrícola y la pro-ducción relativamente continua, como conse-cuencia del riego oportuno, permiten un abas-tecimiento 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-

mas asociativas de comercialización entre pro-ductores para ofrecer volúmenes y calidades en función de la demanda de mercados mayores.Mejores condiciones para ser sujeto de crédito: 4. La estabilización y el aumento de la producción, la productividad y los ingresos, así como la aso-ciatividad de las familias conductoras de pre-dios con riego regulado, garantizan seguridad y sostenibilidad de su medio de vida que las con-vierte en sujeto de crédito, tanto para la banca de promoción como para la banca comercial.Incremento de la biodiversidad agrícola y pe-5. cuaria: El riego, el acondicionamiento predial y el mejoramiento de la fertilidad de los suelos ge-neran condiciones adecuadas para que el pre-dio 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 rie-go regulados por microrreservorio en Cajamarca debe mencionarse en particular el incremento en la producción y el consumo de hortalizas en for-ma general y con mayor variedad.Incremento del empleo: El riego y el acondicio-6. namiento predial generan condiciones para el desarrollo de actividades agrícolas y pecuarias dinámicas de conducción intensiva, que a me-nudo 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 mi-crorreservorio ha tenido como efecto un incre-mento del empleo rural, tanto temporal como permanente.

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6. Riego

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 hu-medad del suelo en la zona de las raíces permita óptimas condiciones para el crecimiento del cultivo. El riego es importante cuando las lluvias son insufi-cientes 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)•

Existen numerosas formas de cálculo para respon-der estas preguntas, desde lo más científico y com-plejo hasta métodos y pautas muy sencillos. En este capítulo trataremos de abordar los distintos concep-tos 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 cli-mático determina una periodicidad agrícola en la cual durante la época húmeda se desarrolla la de-nominada «campaña grande» y en la época de es-tiaje, la «campaña chica». Teniendo en cuenta estas dos campañas agrícolas se distinguen dos tipos de riego según sus épocas de aplicación: el riego com-plementario y el suplementario.

1.1. Riego complementario

Es el riego que se aplica en la campaña grande, en-tre 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 apor-tan 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 es-tacionales para la zona de la sierra norte son papa, oca, olluco, maíz, trigo, cebada, habas, chocho, len-teja, 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 de-manda 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.

En la campaña chica los principales cultivos esta-cionales 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, to-matillo y manzana.

Otras especies pueden ser cultivadas en cualquier estación del año, siempre y cuando el clima lo per-mita, por ejemplo, hortalizas como el rocoto y la ce-bolla de hoja; y flores como la rosa, el clavel, el gla-diolo, el pompón, etc. Evidentemente, estos cultivos se benefician tanto del riego complementario como del suplementario.

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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.

2.1. Riego por gravedad

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

Riego tendido, a flujo libre (wild flooding)1. Riego por surcos2. Riego por melgas (ver gráfico 20)3. Riego por inundación4.

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 constitu-ye 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).

Recuadro 2Métodos 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 De baja eficiencia

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2.2. Riego presurizado

En este tipo de riego el agua fluye a cierta presión por conductos cerrados (tuberías, mangueras, cin-tas, 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 determi-nan hasta dónde puede llegar el agua. Aunque in-correcto, 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

Recuadro 3Métodos 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 direc-tamente al cultivo. Mejora la productividad y la calidad de las cosechas.Reduce la demanda de mano de obra para su operación, en compa-ración con el riego por gravedad.Funciona con presiones menores a las del riego por aspersión.

Elevada inversión de instalación en equipo «cabezal», matri-ces y accesorios. Mayores costos de mantenimiento y adquisición de repues-tos. 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.

«riego presurizado» se conocen los siguientes mé-todos:

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 polietile-no 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).

Gráfico 21. Riego por goteo.

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En el caso del riego por aspersión se conduce el agua a través de tubería de PVC o manguera plás-tica y se aplica a través de aspersores que simulan una lluvia natural (ver gráfico 22). De manera gene-

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

Recuadro 4Métodos 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 (pul-gones, 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 fitopató-genos (caso de la rancha en la papa) si se riega en horario de alta temperatura ambiental (mediodía).

Gráfico 22. Riego por aspersión.

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3. Demanda de agua de los cultivos

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 evapo-ración. Esta cantidad de agua diariamente extraída del suelo se llama evapotranspiración. La demanda hídrica de un cultivo es la cantidad de agua nece-saria para compensar el déficit de agua en el sue-lo 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 pro-yectos 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) con-sumida 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 nin-gún déficit de agua (Doorenbos y Pruitt 1977). La intensidad de la ETP depende básicamente del cli-ma. Existen al menos cuatro métodos generalmente aceptados para calcular la ETP a partir de determi-nados datos meteorológicos: los modelos de Har-greaves, Penman, Blaney-Criddle y Thornthwaite.Normalmente, las estaciones meteorológicas de cier-ta 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 poten-cial en Cajamarca, calculados según el método de Hargreaves, 1933-2008.Fuente: Elaboración propia, con datos de la Estación Meteo-rológica. Método de cálculo: Hargreaves; periodo de registro: 1933 - 2008Elaboración propia con datos de la estación meteorológica A. Weberbauer, Senamhi-Cajamarca. Altitud 2.625 m. s. n. m. Mé-todo de cálculo: Hargreaves; periodo de registro: 1933-2008.

Cuadro 6. Valores estimados de evapotranspiración potencial para las condiciones de Cajamarca, en función de la altitud so-bre 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.

mm/día mm/mesEnero 4,3 134Febrero 4,1 115Marzo 3,9 120Abril 3,6 107Mayo 3,4 105Junio 3,3 100Julio 3,4 107Agosto 3,9 119Sep�embre 4,3 129Octubre 4,5 139Noviembre 4,7 140Diciembre 4,5 140Total 1 456 mm/año

ETPMes

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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 co-eficiente es un factor que ha sido establecido expe-rimentalmente y relaciona el requerimiento de agua de un cultivo en un determinado periodo con la ETP producto del clima en la zona. En fórmula: ETR = Kc x ETP

Donde: ETR = Evapotranspiración real del cultivo (mm/mes)ETP = Evapotranspiración potencial (mm/mes)Kc = Coeficiente de cultivo El Kc refleja las variaciones en el consumo de agua de las plantas en sus distintos estados de desarro-llo, 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.

El periodo vegetativo depende de factores como la variedad cultivada, el clima, la estación, etc. El creci-miento 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 al-canzado de70 a 80% del tamaño máximo de la planta.Fase de media estación (o de floración): va des-• de 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 creci-miento de un cultivo, cuyos valores Kc en cada eta-pa se ilustran en el gráfico 23.

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

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

Fuente: Allen et al. 2006.

Cuadro 7. Coeficientes de cultivo estudiados para algunas variedades.

Cultivo Fase inicial

Fase de desarrollo

Fase de media

estación

Fase de última

estaciónAlgodón 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 0,65

Pimiento fresco 0,35 0,70 1,05 0,90

Rábano 0,45 0,60 0,90 0,90

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

Caña de azúcar,

algodón, maíz

repollo, cebollas,

manzanas

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

Frecuentes

Infrecuentes

Cosechado

fresco

Seco

coberturadel suelo

DesarrolloInicial

Factores principales que afectan Kc en las 4 etapas

Kc

del cultivoMediados de

Evaporación

del suelo

Cobertura

del suelo

Tipo de cultivo

(humedad, velocidad

del viento)

Tipo de cultivo

(fecha de cosecha)

Final de temp.

(larga)

(corta)

temporada

..25 .40 60..%

Eventoshumede-cimiento

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

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 = 0,9Trébol Kc = 1,0Rye 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 cono-cer 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 superfi-cial, percolación y evaporación del agua de lluvia. Este almacenamiento de agua en el suelo depende de varios factores como intensidad de la precipita-ción, velocidad de infiltración, humedad y otras ca-racterísticas del suelo como inclinación del terreno. Según el método descrito por el Water and Power Resources Services (WPRS) de Estados Unidos, la precipitación efectiva se calcula mediante la si-guiente expresión:

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

Donde:Pe = Precipitación efectiva (mm/mes)Ce = Coeficiente de escorrentía superficialP75% = Precipitación mensual al 75% de proba-bilidad (mm/mes)

Conociendo la ETR real del cultivo y la proporción de lluvia que alivia esta demanda de agua se pue-de calcular la demanda neta de agua que debe ser atendida mediante la aplicación de riego. Este re-querimiento 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 preci-sión para que toda el agua llegue al cultivo. Por lo tanto, considerando las pérdidas de agua que ocu-rrirán en el riego, se debe calcular el requerimiento bruto de agua (Rb) dividiendo el Rn por la eficien-cia 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 sue-lo 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

Donde:Rb = Requerimiento bruto de riego (mm/mes)15

Rn = Requerimiento neto de riego (mm/mes)Ea = Eficiencia de aplicación del riego (%)

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

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

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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.

Esta forma de expresar la demanda bruta de riego se llama módulo de riego (MR) del cultivo y se ex-presa en litros por segundo por hectárea en forma continua (24 horas del día).16 Para estimarla se pue-de 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)

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, des-de 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.

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 ne-cesita una hectárea del cultivo bajo consideración.

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

PasoParámetro pordeterminar

Fuente de datou operación

Datos y resultados de cálculo por mes

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. P75% (mm/mes) Estación meteorológica P1 P2 P3 P4

5. Pe (mm/mes) = (1 – Ce) x P75% Pe1 Pe2 Pe3 Pe4

6. Rn (mm/mes) = ETR – Pe Rn1 Rn2 Rn3 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

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

Cuadro 8. Eficiencia de aplicación según el método de riego utilizado.

Método de riegoEa(%)

Riego por goteo 75-90

Riego por microaspersión 70-90

Riego por aspersión 65-85

Riego por surcos 50-70

Riego por inundación 60-80Fuente: Fuentes Yagüe 1992.

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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 super-ficie de cultivo para hallar el caudal continuo (Qc), en litros por segundo, que en forma ininterrumpida debe-ría llegar a la parcela para que el cultivo tenga siempre óptimas condiciones de humedad. En fórmula:

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 me-dio 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 «re-abastecimiento» 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, de-pende 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 in-mediatamente 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 partí-culas 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.

4.2. Capacidad de campo

Este estado se produce cuando el suelo retiene to-davía una máxima cantidad de agua en los micropo-ros, 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 at-mósferas en suelos francos, 0,5 en suelos arcillosos y 0,1 en suelos arenosos. Cuando está en capaci-dad de campo (CC) el agua se queda «colgada» en el suelo después de haberse drenado prácticamen-te 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

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tan poca que no puede ser aprovechada por las raí-ces 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 suc-ción 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 alcan-cen de 30 a 50 atmósferas.

La gran mayoría de las plantas no pueden crecer, e inclusive se pudren, cuando el suelo está satura-do de agua, sin que exista una mínima cantidad de aire alrededor de las raíces. Por otro lado, una plan-ta 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 desa-rrollan 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 de-nomina 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 de-nomina agua fácilmente aprovechable y constituye

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 porcenta-jes de humedad en estado de capacidad de campo, punto de marchitez y humedad disponible para di-ferentes tipos de 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

Limoso 28-36 12-22 16-20

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 De-partment of Agriculture (USDA).

Es importante tomar en cuenta que el reabasteci-miento 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

Cuadro 10. Índices de contenido de humedad en el suelo.

Sistemas de riego predial regulados por m

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

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 oca-sionar daños a terrenos vecinos. Por lo tanto, la velo-cidad 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 re-ferencia sobre la velocidad de infiltración básica en distintos tipos de suelo.

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 fre-cuencia 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 profundi-dad de las raíces (Pr) y el factor de agotamiento (Fa).

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 li-bremente 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) (% volu-métrico)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 princi-pales cultivos en estado de pleno desarrollo.

TexturaVelocidad 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.

Cuadro 11. Velocidad de infiltración básica según textura de los suelos.

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

Es necesario tener en cuenta que el riego debe hu-medecer prioritariamente la zona donde se concen-tra 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 pro-vee el 70% de agua para la planta y las raíces en la zona inferior únicamente el 30% (gráfico 24).

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

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

Gráfico 24. Patrón de absorción de agua en la zona de raíces de un cultivo.

Mientras menos tolerante sea el cultivo a la falta de humedad, más pequeño será el factor Fa y más fre-cuente deberá ser el riego; por el contrario, cultivos más tolerantes a la falta de humedad tienen un fac-tor 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 Fa

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.

¼

¼

¼

¼

Volumen de raíces ac�vas y absorción de agua

Zona de

raíces

10%

20%

30%

40%

Sistemas de riego predial regulados por m

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Ahora que se ha establecido cómo calcular la lá-mina neta de agua recomendada con que se debe reabastecer el suelo, y habiéndose explicado ante-riormente 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 es-trés hídrico, por este motivo se calcula en función a la lámina neta de riego recomendada. En fórmula:

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 carác-ter totalmente estático o rígido, puesto que las con-diciones 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 precipi-taciones 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 determi-nado periodo. Normalmente, se toma como periodo de referencia el lapso de tiempo de un mes. En fór-mula:

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 total-mente eficiente. Tomando en cuenta este hecho, la aplicación de un riego debe responder a una canti-dad 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, diferen-cias 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, con-ducción y distribución del agua fuera de la parcela).

Finalmente, es importante saber cuánto tiempo debe durar una aplicación de riego: el tiempo de rie-go (TR). En el riego por gravedad, este tiempo de-pende 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 organi-zados entre el conjunto de usuarios del sistema.

En el riego por aspersión el tiempo de riego se re-fiere 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 últi-mo parámetro se denomina pluviometría del asper-sor (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)

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6. Área regable con un sistema de riego predial regulado

En sistemas de riego predial regulados por micro-rreservorio el área regable está en función del méto-do de riego utilizado, el volumen neto del microrre-servorio 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 complementa-rio: riegos ligeros y frecuentes durante los veranillos. En cambio, en la campaña chica (periodo de estia-je) el riego suplementario implica proveer artificial-mente, mediante riego, toda el agua que necesita el cultivo; razón por la cual durante ese periodo el sis-tema 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 posi-ble 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 climáti-cas más cálidas, menor altitud, etc.

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

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

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

Sistemas de riego predial regulados por m

icroreservorios

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7. Ejercicios de cálculo

7.1. Ejercicio 1

PreguntaCalcule la demanda de agua de riego (por asper-sión) del cultivo de alverja (Pisum sativum L.) en un predio de la comunidad de Luichupucro Bajo, cuen-ca del río Chonta, distrito de Baños del Inca, Caja-marca, 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.•

SoluciónEn primer lugar, se necesita los datos sobre el cli-ma 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 promediomensual(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.

Sist

emas

de

riego

pre

dial

reg

ulad

os p

or m

icro

rese

rvor

ios

70

Luego se empleará el cuadro 9 del presente manual para elaborar la siguiente hoja de cálculo («Procedi-miento de cálculo del requerimiento de riego de una superficie de cultivo»).

Paso Parámetro por determinar Fuente de datou operación

Datos y resultados del cálculo por mes

Mayo Junio Julio Agosto

1. ETP (mm/mes) Estación meteorológica A. Weberbauer 105 100 107 119

2. KcCuadro 7, bajo el nombre «guisante» (alverja = Pi-sum 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 meteorológicaA. Weberbauer 33 12 6 8

5. Pe (mm/mes)= (1 – Ce) x P Ce = 0,5 aproximadamen-te.

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

RespuestaTal como se puede apreciar en los resultados en-contrados 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 .

7.2. Ejercicio 2

PreguntaRealice la programación del riego del cultivo de al-verja del ejercicio anterior para el mismo periodo, entre mayo y agosto, pero en suelos de textura di-

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.

SoluciónSe debe realizar el siguiente procedimiento de cál-culo de la lámina neta y la lámina bruta de riego: se vuelcan los datos de humedad disponible, profundi-dad de raíces, factor de agotamiento y eficiencia de aplicación en la siguiente hoja de cálculo.

Sistemas de riego predial regulados por m

icroreservorios

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Tipo de sueloRango de HD

(%)

HDpromedio

(%)

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

EaLb 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 sueloLn

(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

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 asper-sor: TR = Lb / PA. Nuevamente se usa una hoja de cálculo para presentar los resultados.

Respuesta

Tipo de sueloLb 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