DESARROLLO Y EVOLUCION DE LOS SISTEMAS DE CAPTACIÓN Y ACUMULACIÓN DE AGUAS LLUVIAS, SCALLS EN LA PEQUEÑA AGRICULTURA. Abril2016 www.minagri.gob.cl SITUACIONACTUALDELA AGRICULTURAFRENTEAL CAMBIOCLIMATICO SITUACIÓNHÍDRICAACTUAL Isoterma0 Aumentodeloscaudales delosRíos CONCENTRACIÓNDELASLLUVIAS ESCORRENTIA ESCENARIOACTUALENLA INDIA FrentealactualEscenario • Existe insuficiente infraestructura para gesMonar el agua de riegoqueimpidenunamayoracumulacióndeaguaeninvierno. • En la temporada 2013/2014, 13 comunas de la Región del Maule, fueron declaradas "zonas de escasez hídrica“ por (DGA). • Losterritoriosmásafectadosseubicanenlaszonasdesecano (interior y costero) y la pre cordillera. Los principales rubros involucrados son: ganadería ovina y bovina, culMvos tradicionales,hortalizasyfloresentreotros. ¿QueahechoINDAPpara enfrentarelproblema? A parMr del 2014 se i n i c i ó l a i m p l e m e n t a c i ó n d e obras tendientes a generar y aumentar la oferta de agua en sectores con déficit hídrico y con nula infraestructura de riego i n t r a p r e d i a l y extrapredial. ¿QueahechoINDAPpara enfrentarelproblema? L a t e c n o l o g í a implementada, se basa e n e l t r a b a j o desarrollado por el Centro Tecnológico de Hidrología Ambiental ( C T H A ) d e l a UniversidaddeTalca ¿QueahechoINDAPpara enfrentarelproblema? ElProgramadeConstrucción de SistemasdeCaptacióny Acumulación de agua Lluvia ( S c a l l ) , h a p e r m i M d o incrementar la disponibilidad hídrica en períodos esMvales y logrando saMsfacer de mejorformalademanda de a g u a p a r a r i e g o , abastecimiento de consumo animal e incluso para uso domésMco. ¿QueahechoINDAPpara enfrentarelproblema? Toda la información d e s a r r o l l a d a e n l a invesMgación realizada por el CTHA, no sólo ha sido r e l e v a n t e p a r a l a implementación de estas tecnologías de acumulación de agua en la pequeña a g r i c u l t u r a , s i n o q u e también ha servido como procesodeaprendizaje EL2014.PRIMERTALLERDECAPACITACION FORTALECIMIENTO DE CAPACIDADES: “ CURSO Y DIA DE CAMPO SOBRE EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓNDESISTEMASDECAPTACIÓNYACUMULACIÓNAGUASLLUVIAS,SCALLS. GrupoObjeQvo JefesdeÁrea EjecuQvoencargadodeRiegoÁrea CoordinadoresdeRiego. JefesTécnicosProgramaProdesal. Aplicacióndelatecnología Este proceso de aprendizaje ha significado efectuar mejoras que han apuntado principalmente al aumento delvolumendeacumulación, c o m o t a m b i é n e l a p r o v e c h a m i e n t o d e l recurso, zonas de captación, uso de la infraestructura existente en cada unidad producMva; por ejemplo, techos de las viviendas, galponesybodegas. SITUACIONREALQUELLEVOA UNAMEJORAENLOSSCALLS MODIFICACIONREALIZADA ENELSCALL Aplicacióndelatecnología Hasta la fecha, a través de los programa de riego de I N D A P , s e h a n implementado 28 Scall, ubicadosenlascomunasde C o n s M t u c i ó n , C u r e p t o , Empedrado,Maule,Pelarco, San Clemente, San Javier, SanRafaelyVichuquén. Aplicacióndelatecnología • L o s S i s t e m a s implementados poseen un volumen de acumulación que va desde los 50 a los 1 0 0 m 3 . L a z o n a d e captación uMlizadas han sido laderas de cerros, techos de casas, galpones y l a p r o p i a z o n a d e acumulación. La inversión realizada a la fecha es de 140millonesdepesos ELEMENTOSQUECOMPONEN LOSSISTEMASDECAPTACIÓNY ACUMULACIÓNDEAGUA LLUVIA. Componentesquesustentanlossistemasde CaptaciónyAcumulacióndeAguasLluvias • ÁreadeCaptación.Enladera,techodela vivienda,galpón,bodegaytechumbredel propioacumulador. • SistemadeConducción. • Sistemaprimerlavado. • Áreadeacumulación. • ObrasdemiMgación. AREADECAPTACIÓN a)LaderadeCerro Eslasuperficieozonasobrela cual cae la lluvia. En el año 2014serealizaronlasprimeras captaciones de aguas lluvias uMlizando laderas de cerros, i m p e r m e a b i l i z a d a s c o n geomembrana de 1 mm de espesor,conunaestructurade soporte. La superficie uMlizada fluctuaba desde los 136 a 153 m2, para una precipitación de diseñoentre400y450mm AREADECAPTACIÓN b)Techosdisponibles: Una forma de innovar se implementaron los techos degalponesolacasacomo zona de captación que fluctuaron entre los 102 a 300 m2. Estas superficies están determinadas en precipitaciones de diseño quevandelos394alos572 mmporaño. SistemasdeConducción • Corresponde a la tubería que conduce el agua desde la zona de captación hasta la zona de acumulación. Si la zona de captación es laderadecerro,latuberíaa considerar es HDPE, o bien, si la zona de captación son techos se deben uMlizar bajadas de agua de PVC y tuberíasenPVCyHDPE.En todosloscasos,eldiámetro uMlizadoesde110mm. SistemadePrimerLavado Incorporado en la línea de conducción de agua que va al acumulador. Es un sistema de pre lavado, que Mene por finalidad eliminar el polvo depositado sobre el área de captación y que es arrastrado por la primera lluvia hacia la zonadeacumulación. Funciona en forma manual y consta de una llave que desvía el agua antesqueentrealacumulador. ÁreadeAcumulación Es la zona que está d e t e r m i n a d a p a r a almacenar el agua de lluvia y debe ser lo suficientementegrande como para suplir o c o m p l e m e n t a r l a s demandas de agua del culMvo. ÁreadeAcumulación a) Acumulador con geomembrana. El acumulador puede ir b a j o M e r r a , c o n volúmenes de 50 a 100 m 3 d e c a p a c i d a d , r e v e s M d o s c o n geomembrana HDPE de 1mmdeespesortermo fusionada. ÁreadeAcumulación b)Acumulador con Hidroacumulador: Elacumuladorpuedeir sobreelsuelouMlizando Hidroacumulador de PVC con volúmenes de 50m3decapacidad UsodeTechumbresobreelárea deAcumulación La techumbre que c u b r e l a z o n a d e acumulación, Mene por objeMvo mantener la c a l i d a d d e l a g u a a l m a c e n a d a . L a techumbre uMlizada está conformada por cerchasdedosaguasde a c e r o g a l v a n i z a d o liviano,marcametalcon CriteriosauMlizarparaemplazarel áreadeacumulación • Área libre de piedras y rocas que pudiesen dañarlageomembrana. • ÁreasinpresenciadenapafreáMca. • La instalación del acumulador debe estar sobrelacotadelazonaderiegodemanerade uMlizar la diferencia de altura para la conduccióndelagua. ObrasdeMiMgación Estás obras fueron recién i n c o r p o r a d a s e n l a s u n i d a d e s d e S c a l l , ejecutados con área de captación en ladera de cerro, en los cuales se observó, que cursos de agua lluvia ingresaron al área de captación con el consiguiente arrastre de material a la zona del perímetrodelacumulador. ObrasdeMiMgación P a r a m i M g a r e s t o s efectos, actualmente, se contemplan zanjas o pequeños canales de desviacióndeagualluvia, entornoalperímetrodel acumulador o zona de captación. Estas son o b r a s d e b a j a complejidad las cuales pueden realizarse con maquinariaoamano. ALGUNASCONSIDERACIONES PARAELDISEÑOY CONSTRUCCIONDELSCALL CARACTERIZACIÓNHIDROLOGICA PARACADASITIO Estaciónde Referencia ComunadeAplicación Seriede Datos (años) PpdeDiseño (mm) Nirivilo SanJavier–Empedrado 35 452.48 ConsQtución ConsMtución 22 433 Gualleco Curepto 35 476.33 SanRafael SanRafael(Huilliborgoa) 35 400 Ranquil Vichuquén 33 400 RíoClaroen Rauquén Maule(Colín) 20 394.75 Huertade Maule SanJavier-Empedrado 23 397.64 Melozal SanJavier 35 483.63 Pasosaseguir: 1. Selección de las Estaciones Pluviométricas. 2.TratamientoestadísMcos. ü Definir de los Estadígrafos de precisión. ü Ajuste de los datos con una f u n c i ó n d e d i s t r i b u c i ó n d e probabilidad. ü Pruebasdebondaddeajuste. 3. Diseño hidrológico de las Obras deCaptaciónyAcumulación. a)PrecipitacionesdeDiseño Para la precipitación de diseño del Scall en cadaunodelossectoresfocalizadosdel2014 alafecha,setomócomoreferenciadatosde precipitación anuales de las estaciones más cercanas dispuestas por la Dirección General d e A g u a s ( D G A ) , y d e l a e s t a c i ó n meteorológicadeChile.SeuMlizaronseriesde registrosmayoresoigualesa20años. b)Disponibilidaddeinfraestructuray terreno para establecer el área de CaptaciónyAcumulación Determinar en terreno, la superficie o infraestructura con secuentacomoÁreade Captación, esto quiere decir, enelcasodelacaptaciónen techos si estos están en b u e n a s c o n d i c i o n e s y cercanos a la zona de acumulación. Disponibilidaddeinfraestructuray terrenoparaestablecereláreade CaptaciónyAcumulación Para el caso de la captación en ladera, que sea una zona con buena accesibilidad para la maquinaria, libre de troncos, árboles y rocas que pudieranimpedirlaejecución de la obra. Las mismas consideraciones se deben tenerparaseleccionarellugar d e e m p l a z a m i e n t o d e l acumulador ALGUNASCONSIDERACIONESPARAEL DISEÑOYCONSTRUCCIÓNDELSCALLS c)Ofertadeaguadisponibleenlaunidadpredial. c)Ofertadeaguadisponible Esta es una variable que determina el volumen del acumulador, ya que en los casos donde la única oferta de agua es la lluvia y exisMendo además las condiciones ópMmas para emplazar la zona de captación, el proyecto apuntará a maximizar el volumen de acumulación considerando que las lluvias caen en forma concentrada hasta mediados de SepMembre y por tanto, desde ese período a finales de Marzo no hay aporte alguno de agua, período en el cual se concentra el período de riego delosculMvos. ALGUNASCONSIDERACIONESPARAEL DISEÑOYCONSTRUCCIÓNDELSCALLS d)DemandaRealdeAguadelCulQvo. EJEMPLOCÁLCULODEMANDADEAGUADELCULTIVO Comuna:Empedrado. SuperficiedeRiego:150m2. CulMvo:Tomateeninvernadero. Kc:1,1 EtpsegúnCNR–CIREN1997: 172mm/mes; 5,55mm/día. ü Distanciaentrehilera:0,5metros. ü Distanciasobrehilera:0,4metros. ü Nºdeplantas:500 ü Sistemaderiego:Goteo ü Eficiencia:90% ü ü ü ü ü ETC=5,55*1,1(0,7+1/2(1-0,7)) ETC=5,19mm/día Va=(5,19mm/día)*0,5*0,4 Va=1,038lts/día/planta. Volumentotalaaplicaracadaplanta(Vt)es: Vt=Va/Ea Vt=(1,038lts/día/planta)/(0,9) Vt=1,15lts/día/planta VolumendeAguadiarioarequerirporelinvernadero=575lts/día. Volumendeaguamensual:17825lts. Volumendeaguatemporada(6meses):106.950lts EJECUCIONYPROYECCIONESDE LOSSISTEMASDECAPTACIONY ACUMULACIONAGUASLLUVIAS ENLAREGIONDELMAULE EJECUCIÓNYPROYECCIÓN SCALLSPERÍODO2014-2018 Comuna Constitucion, SanJavier,San Rafael, Vichuquen Empedrado, SanClemente Constitucion, Curepto, Empedrado, Maule, Pelarco,San Javier,San Clemente Total Año Inversion N°Total proyecto MontoTotal Incentivo$ 50 2014 8 39.987.106 8 100 cultivos Superficie Has 1,32 2015 2016 7 13 28 27.870.475 51.359.147 119.216.728 4 7 19 3 Hortalizas, Frutales, Praderas, Flores 1,33 6 9 2,01 4,66 DistribuciónScallsporÁrea COSTOSASOCIADOSALOS DIVERSOSTIPOSDESCALL DESARROLLADOS PRESUPUESTODETALLADOSCALL 2014 SCALLAREACAPTACIONENLADERADECERROCONACUMULACIÓNENGEOMEMBRANAPARA50M3. UNID PARTIDAS CANTIDAD V.UNIT TOTAL TRABAJOSPREVIOS LimpiezaTerreno gl 1 $144.975 $144.975 Replanteo,TrazadosyNiveles gl 1 $254.791 $254.791 OBRAGRUESA Escarpe m3 14 $3.675 $51.450 ExcavaciónÁreadeAcumulación m3 51,75 $3.675 $190.181 ReubicaciónoreMrodematerialdeexcavación m3 61,74 $3.675 $226.895 ml 49 GeomembranaáreadeCaptación m2 230 $1.958 $450.340 GeomembranaáreadeAcumulación m2 158 $1.958 $309.364 instalacióngeomembranaHDPE,termofusión,extrusión m2 388 $1.588 $616.144 TuberíaconducciónáreaacumulaciónHDPE110mm ml 6 $5.194 $31.164 EstructuraCaptaciónaguaslluviasmaderaimpregnada GEOMEMBRANA $3.990 $195.510 TuberíaDespicheHDPE110mm unid 1 $29.845 $29.845 Tuberíaen75mm unid 1 $29.845 $29.845 Válvuladesalida unid 1 $34.896 $34.896 TechumbreTranquedomiciliariorural m2 61 $7.900 $481.900 $6.790 $529.620 TERMINACION CIERREPERIMETRAL ml CierrePerimetralc/Polinimpregnado3"a4",malla5014 78 sub-Total Neto UQlid10% $321.923 G.G5% $300.461 Sub-Total Iva TOTAL Total ÁreadeCaptaciónde147m2. $3.576.920 $4.199.304 $797.868 $4.997.172 PRESUPUESTODETALLADOSCALL2015- 2016 SCALL.ÁREACAPTACIÓNENTECHOCONACUMULACIONENGEOMEMBRANAPARA50M3. PARTIDAS CONSTRUCCIÓNACUMULACIÓN Excavación RellenodeTierracompactada Manejodematerialprovenientedeexcavación SuministroeinstalacióndeGeomembrana ESTRUCTURATECHUMBREACUMULADOR Basemontajecerchas EstructuradeTechumbre,cerchasdemetalcon CostaneraPerfilOmega CubiertaZincAlum0,3mm CaballeteGalvanizado30cm FrontonesZincAlum0,3mm CONDUCCIÓNYAREADECAPTACIÓN(TECHO) Canaletasaguaslluvias125mm(Tapacanal,Unión,Soporte, TapacanCepillado1"x5" BajadadeaguaslluviasPvc ConducciónAguaslluviasalacumuladorPVCSanGris110mm Sistemaprimerlavado REDDERIEGO TuberíaHDPE50mm TerminalHECompre siónHDPE Válvuladecompuerta CodoPvc50mmx90° TerminalEspiga11/2".Polietileno OBRASCOMPLEMENTARIAS TransporteRetroexcavadora Fletesmateriales LetrerodeObras ReplanteoTopográfico Construccióndecercoperim etral UNID m3 m3 m3 m2 c/u c/u c/u c/u c/u c/u ml ml c/u ml c/u ml c/u c/u c/u c/u N° N° GL GL ml CANTIDAD V.UNIT 55 $2.300 2 $5.300 68 ,9 $800 165 $3.600 1 7 1 1 1 1 30 30 1 9 1 50 1 1 1 1 1 1 1 1 45 $36.370 $36.598 $101.350 $213.071 $19.999 $34.894 $4.3 27 $1.2 83 $6.4 76 $4.4 91 $55.547 $3.840 $3.142 $15.984 $614 $3.125 $150.000 $100.000 $200.000 $65.000 $6.000 Neto Utilid10% G.G5% Formul. Sub-Total Iva TOTAL Total TOTAL 786 .220 $126 .500 $10 .600 $55 .120 $594 .000 $661 .870 $36 .370 $256 .186 $101 .350 $213 .071 $19 .999 $34 .894 $270 .742 $129 .810 $38 .490 $6.476 $40 .419 $55 .547 $214 .865 $192 .000 $3.142 $15 .984 $614 $3.125 $515 .000 $150 .000 $100 .000 $200 .000 $65 .000 $270 .000 $ 2.718 .697 $271 .869 $135 .934 $217 .495 $ 3.126 .500 $594 .035 $3.938.030 PRESUPUESTODETALLADOSCALL2015-2016 SCALLS.AREADECAPTACIÓNENTECHO.ACUMULACIÓNENGEOMEMBRANAPARA100M3. PARTIDAS CANTIDAD UNID CONSTRUCCIÓN ACUMULACIÓN Excavación m3 123,8 RellenodeTierracompactada m3 2 Manejodematerialprovenientedeexcavación m3 158,34 SuministroeInstalacióndeGeomembrana m2 240 ESTRUCTURA TECHUMBRE ACUMULADOR Basemontajecerchas c/u 1 EstructuradeTechumbre,cerchasdemetalcon c/u 9 CostaneraPerfilOmega c/u 1 CubiertaZincAlum0,3mm c/u 1 CaballeteGalvanizado30cm c/u 1 FrontonesZincAlum0,3mm c/u 1 CONDUCCIÓN Y AREA DE CAPTACIÓN TECHO 50 Canaletasaguaslluvias125mm(Tapacanal,Unión,Soporte, ml TapacanCepillado1"x5" ml 30 1 BajadadeaguaslluviasPvc c/u ConducciónAguaslluviasalacumuladorPVCSanGris110mm ml 40 Sistemaprimerlavado c/u 1 RED DE RIEGO TuberíaHDPE50mm ml 12 TerminalHECompresiónHDPE c/u 1 Válvuladecompuerta c/u 1 CodoPvc50mmx90° c/u 2 TerminalEspiga11/2".Polietileno c/u 1 OBRAS COMPLEMENTARIAS 1 TransporteRetroexcavadora N° 1 Fletesmateriales N° 1 LetrerodeObras GL 1 ReplanteoTopográfico GL CONSTRUCCION DE CERCO PERIMETRAL CierrePerimetralc/Polinimpregnado3"a4",malla5014 50 ml TOTAL V.UNIT $2.300 $5.300 $800 $3.600 $40.455 $36.598 $130.151 $253.454 $24.041 $34.894 TOTAL 1.286.012 $284.740 $10.600 $126.672 $864.000 $ 812.377 $40.455 $329.382 $130.151 $253.454 $24.041 $34.894 $ 496.503 $4.327 $216.350 $1.283 $38.490 $6.476 $4.491 $55.547 $6.476 $179.640 $55.547 $ 55.159 $31.680 $3.142 $15.984 $1.228 $3.125 $ 515.000 $150.000 $100.000 $200.000 $65.000 $2.640 $3.142 $15.984 $614 $3.125 $150.000 $100.000 $200.000 $65.000 $6.000 Neto Utilid 10% G.G 5% Formulación Sub-Total Iva Total $300.000 $ 3.465.051 $ 346.505 $ 173.253 $ 277.204 $ 3.984.809 $ 757.114 $ 5.019.126 CONESTANQUEFLEXIBLE PARTIDAS UNID CANTIDAD V.UNIT ESTANQUE FLEXIBLE FRANCES PARA 100 M3 EstanqueFlexibleFrancespara100m3. c/u Preparacióndecama c/u Excavación m3 CONDUCCIÓN Y AREA DE CAPTACIÓN TECHO Canaletasaguaslluvias125mm(Tapacanal, Unión,Soporte, ml TapacanCepillado1"x5 " ml BajadadeaguaslluviasPvc c/u ConducciónAguaslluviasalacumuladorPVC SanGris110mm ml TOTAL 5.106.038 1 $ 4.998.538 $4.998.538 1 25 $5 0.000 $2.300 $50.000 $57.500 $ 406.683 $4.327 $1.283 $6.476 $216.350 $38.490 $6.476 $4.491 $89.820 50 30 1 20 Sistemaprimerlavado RED DE RIEGO c/u 1 $5 5.547 $55.547 $ 55.159 TuberíaHDPE50mm ml 12 $2.640 $31.680 TerminalHECompresiónHDPE Válvuladecompuerta CodoPvc50 mmx90° c/u c/u c/u 1 1 2 $3.142 $1 5.984 $614 $3.142 $15.984 $1.228 TerminalEspiga11/2".Polietileno OBRAS COMPLEMENTARIAS c/u 1 $3.125 $3.125 $ 315.000 TransporteRetroexcavadora Fletesmateriales LetrerodeObras ReplanteoTopográfico CONSTRUCCION DE CERCO PERIMETRAL N° N° GL GL 1 $0 $5 0.000 $200.000 $6 5.000 $0 $50.000 $200.000 $65.000 $6.000 Neto Utilid 10% G.G 5% Formulación Sub-Total Iva $300.000 $ 6.182.880 $ 618.288 $ 309.144 $ 494.630 $ 7.110.312 $ 1.350.959 CierrePerimetralc/Polinimpregnado3"a 4",malla5014 TOTAL ml 1 1 1 50 Total $ 8.955.902 Tabla7:PresupuestodetalladodeScallconacumulaciónenestanquesFlexibleyáreadeCaptaciónen Geomembranaparaunvolumende100m3. ConclusionesFinales Los sistemas de Captación y Acumulación de Aguas Lluvia, sonunaalternaMvarealparalapequeñaagriculturaenzonas de escases hídrica y permiten asegurar agua en los periodos demayordemandaparalosculMvos. El trabajo de invesMgación y validación de tecnologías que realizan las universidades son relevantes para lograr un desarrollo sostenido de la agricultura chilena, pero también esimportantequelosprofesionalesdelagro,seancapacesde tomar y adecuar estas nuevas tecnologías a la realidad existenteencadaterritorio."Copiar,peroinnovar" ConclusionesFinales El trabajo con los sistemas de Captación y Acumulación de Agualluviasdebenirenelcaminodeaumentarlacapacidad de acumulación de agua y por lo tanto, buscar las mejores alternaMvas para captar la mayor canMdad de agua lluvia al menorcostoposible. ElInsMtutodeDesarrolloAgropecuarioproyectaparael2018, instalarenlapequeñaagriculturadelaRegióndelMaule,80 Sistemas de Captación y Acumulación de Agua Lluvia lo que permiMrá apoyar el desarrollo producMvo de las familias del secanointerior,costeroyprecordillera. GRACIAS