Atajados Zonas Montanosas Tesis

8/12/2019 Atajados Zonas Montanosas Tesis

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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE

FACULTAD DE INGENIERAINGENIERA CIVIL

PROYECTO DE ATAJADOS PARA ZONAS MONTAOSAS DE TOPOGRAFAACCIDENTADA Y AGRESTE

PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR AL TTULO DE LICENCIATURA EN

INGENIERA CIVIL

MARCO FERNANDO POLO ARNEZ

TUTOR: ING. EDUARDO VILLEGAS GOMEZ

Cochabamba Bolivia

2006

INTRODUCCIN.

El principal problema de la regin del norte de Potos es la sequa; al igual que en otras

regiones de Bolivia, los daos y prdidas producidas en la agricultura y la ganadera son


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PROYECTO DE ATAJADOS PARA ZONAS MONTAOSAS DE TOPOGRAFA ACCIDENTADA Y AGRESTE_____________________________________________________________________________________________________________

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considerables. Histricamente las comunidades asentadas en esta regin desarrollaron

estrategias y alternativas para contrarrestar este efecto climtico a travs de la captacin,conduccin, almacenamiento y distribucin del agua proveniente de diferentes fuentes,

principalmente ros, quebradas y vertientes.

Esta situacin se agudiza en la regin por la escasa existencia de fuentes de agua permanente

que podran ser aprovechadas para riego. Por otro lado la precipitacin se concentra en tan

solo 3 meses, estas lluvias se caracterizan por su elevada intensidad en periodos cortos de

tiempo, sumada a la baja capacidad de infiltracin del suelo y las pendientes pronunciadas se

genera gran cantidad de escorrenta superficial que confluye en los ros y quebradas existentes.

Las condiciones climticas y topogrficas de la regin son adecuadas para cosechar y

almacenar agua de lluvia. Una alternativa tcnica de bajo costo para captar y almacenar este

escurrimiento superficial son los atajados, los cuales son reservorios que cumplen estas

funciones para utilizar el agua almacenada en la poca de estiaje.

Por consiguiente y a partir de la necesidad de reducir el riesgo de sequa en las comunidades

rurales, el Proyecto Gestin de Riesgo y Seguridad Alimentaria (PGRSAP GTZ), prioriz su

implementacin en el Municipio de San Pedro de Buena Vista y conjuntamente con ese

Municipio han optado por la construccin de atajados para riego y otros usos. Este Municipio

fue seleccionado como rea piloto para generar experiencias y difundirlas posteriormente a los

dems Municipios del norte de Potos.

Sin embargo se presentaron ciertas dificultades a lo largo del proceso constructivo de los

atajados debido principalmente a las condiciones topogrficas desfavorables del lugar deemplazamiento de las obras.

Los mtodos de diseo de atajados en pendientes relativamente constantes no se acomodan a

las condiciones de topografa accidentada y agreste de la regin, mostrando diferencias

considerables en los anlisis de cantidad y volmenes de excavacin y al constituirse este tem


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el ms importante por su costo dentro del proceso constructivo, influir considerablemente en

el costo total del proyecto.

El presente trabajo de investigacin pretende acomodar y optimizar el diseo de atajados para

zonas de topografa accidentada y agreste dentro del rea de intervencin del proyecto

PGRSAP y otros, para asignar con mayor precisin estos volmenes de excavacin que se

traducen en optimizacin de recursos disponibles.

Por tanto, el presente trabajo titulado PROYECTO DE ATAJADOS PARA ZONAS

MONTAOSAS DE TOPOGRAFA ACCIDENTADA Y AGRESTE . se estructura de lasiguiente manera:

En el primer captulo se encuentra el planteamiento del problema, justificacin, objetivo

general y objetivos especficos, hiptesis y la metodologa.

El segundo contempla la descripcin del marco contextual del Municipio de San Pedro de

Buena Vista, como aspectos fsicos, socio-culturales-econmicos, etc.

En el tercer captulo tenemos el marco terico, compuesto por los fundamentos tericos del

proyecto, siendo estos fundamentos aspectos que tratan sobre la Gestin de Riesgo, sus

componentes y la capacidad de respuesta local.

El cuarto captulo describe las herramientas de apoyo con las cuenta el PGRSAP, las cuales

fueron fundamentales para desarrollar este trabajo.

En el quinto captulo encontramos el diseo de atajados, criterios para el emplazamiento,

capacidad del atajado y el anlisis de beneficio/costo para la construccin de los mismos.

Para el sexto captulo tenemos el diseo geomtrico del atajado.

En el sptimo captulo tenemos el anlisis de la pendiente representativa para zonas de

topografa accidentada y agreste, que es el tema correspondiente a este trabajo.


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El octavo captulo desarrolla el movimiento de tierras, haciendo un balance entre el corte y elrelleno.

En el noveno captulo se detalla el diseo de las obras civiles complementarias al atajado.

El dcimo captulo presenta el proceso constructivo desde el replanteo hasta las obras civiles

complementarias, incluyendo problemas y recomendaciones tcnicas.

Y por ltimo tenemos el captulo dcimo primero que detalla la gestin para la cosecha de

agua, empezando con la preparacin de las condiciones, autodiagnstico, planificacin

participativa, derecho de tierra y agua, ejecucin, manejo y mantenimiento del atajado, uso del

agua y el manejo del rea de aporte.


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CAPTULO I

1.1 TEMA.

Proyecto de atajados para zonas montaosas de topografa accidentada y agreste.


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1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El rea de intervencin del proyecto PGRSAP corresponde a gran parte del Municipio de San

Pedro de Buena Vista, ubicado en la Primera Seccin de la Provincia Charcas del

Departamento de Potos; la regin se caracteriza por ser topogrficamente accidentada ya que

pertenece a la parte subandina del pas.

Las condiciones climatolgicas son extremas en la regin, las lluvias se concentran entre los

meses de diciembre a marzo y se caracterizan por su alta intensidad y corta duracin; por

consiguiente el periodo seco oscila entre 7 y 8 meses del ao. De acuerdo a los estudiosrealizados por el proyecto PGRSAP, la regin esta considerada como Zona de alto riesgo de

sequa.

La temperatura vara segn el piso ecolgico; San Pedro de Buena Vista cuenta con tres pisos

ecolgicos altitudinales que son: Puna, Cabecera de Valle y Valle. La regin se caracteriza por

tener un clima templado a fro.

La Agricultura considerada de mayor importancia donde, la produccin actual se concentra en

los cultivos tradicionales tales como la papa, maz, trigo, cebada, man, y durazneros

desarrollados en las cabeceras de los valles y valles; mientras que en las partes altas cultivan

principalmente papa, oca, papalisa y avena. Prcticamente toda la produccin se destina al

autoconsumo y son pequeos los volmenes comercializables, siendo por tanto en su mayora

los ingresos insuficientes para la subsistencia familiar por lo que los miembros de las familias

migran temporalmente para generar ingresos adicionales.

Gran parte de la agricultura que se desarrolla es a secano, es decir, que los cultivos dependen

exclusivamente de las lluvias para su desarrollo. Como es lgico pensar la mayora de las

fuentes existentes ya estn siendo aprovechadas para uso domstico y principalmente para el

riego de pequeas superficies.


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El proceso avanzado de erosin y la baja fertilidad de los suelos, adems de los periodos

largos de sequa que se presentan incluso en la poca de lluvias, producen prdidasconsiderables en la produccin. Agravando esta situacin las condiciones topogrficas limitan

el desarrollo de la agricultura, que se practica principalmente en laderas sin medidas de

conservacin de suelos.

Histricamente las familias campesinas asentadas en la regin han desarrollado estrategias

para contrarrestar el efecto de las diferentes amenazas climticas, sin embargo en los ltimos

aos la magnitud y la intensidad de los fenmenos climticos (sequas, granizadas, etc.) ha

puesto de manifiesto que estas son insuficientes. La situacin se agrava por la falta de

capacitacin, ya que los comunarios no pueden fortalecer sus conocimientos y acceder a

tecnologas alternativas para prevenir y/o mitigar los daos ocasionados por eventos naturales

adversos.

Luego de la fase de diagnstico y el anlisis de riesgo a travs de los diferentes estudios de

consultora efectuados por el proyecto, se definieron diferentes lneas de intervencin dirigidas

a que los pobladores de la cuenca del ro San Pedro recuperen y protejan sus bases de vida

frente a riesgos naturales.

Como se mencion anteriormente el PGRSAP conjuntamente el Gobierno Municipal de San

Pedro de Buena Vista, priorizaron la construccin de atajados como una alternativa de

mitigacin del riesgo de sequa. La construccin de atajados en condiciones topogrficas

regulares es una tcnica sencilla y fcil de ejecutar, desde el diseo hasta la conclusin de las

obras de arte.

Sin embargo, debido a las caractersticas que predominan en el rea de intervencin del

proyecto, se hace dificultoso el diseo y por consiguiente el clculo de movimientos de tierra a

realizarse en el rea de emplazamiento del atajado.


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Al constituirse el tem de excavacin en el ms importante dentro del presupuesto de

construccin, es esencial precisar el volumen de tierra a ser excavado y las horas tractor querepresenta la excavacin de un atajado para posteriormente realizar el anlisis de costos.

Para la obtencin del volumen de tierra a ser removido en la excavacin de un atajado, se

necesita conocer la capacidad del mismo y la pendiente natural representativa del rea de

emplazamiento. En terrenos de relieve uniforme, el dato de la pendiente natural del terreno es

fcil de obtener mediante un eclmetro o un nivel de ingeniero.

En terrenos cuyas condiciones topogrficas accidentadas, se hace difcil determinar lapendiente representativa, dificultndose de esta manera el clculo y el diseo del reservorio,

por tanto:

Cmo podemos precisar mejor el movimiento de tierras y horas tractor para optimi zar el

uso de recursos econmicos en la construccin de atajados en zonas de topogr afa

accidentada y agreste?

1.3 JUSTIFICACIN.

La construccin de atajados es una tecnologa relativamente nueva, el diseo de estos

reservorios artificiales excavados en suelo natural con maquinaria pesada, no representa

mayores dificultades cuando las condiciones de topografa son apropiadas.

Producto de las experiencias generadas por otras instituciones y tcnicos se han desarrollado

diferentes mtodos de diseo de atajados aplicables a terrenos de topografa regular, que enesencia consideran pendientes constantes y regulares para el clculo. Estos mtodos de diseo

no han considerado criterios de clculo para terrenos con pendientes irregulares y

accidentadas, asumir resultados aplicables a terrenos de topografa regular siendo accidentada

genera imprecisiones.


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En estas condiciones los clculos pueden generar imprecisin en cuanto a los volmenes de

excavacin y por consiguiente a las horas de maquinaria pesada necesarias para laconstruccin de un atajado.

Por consiguiente no se puede determinar a travs de lectura directa con instrumento

(eclmetro, nivel) una pendiente representativa en terrenos de topografa irregular y

accidentada, para el efecto se realizara un anlisis matemtico que determine la pendiente

representativa de terrenos de topografa accidentada.

El trazado de un cuadrcula en el rea escogida para la construccin del atajado, en base acotas de altura con relacin a un punto base (estacin), adems del levantamiento topogrfico

permitirn representar el relieve real del terreno como datos de inicio para un proceso

matemtico.

Producto de las experiencias generadas en la construccin de atajados a lo largo del periodo de

intervencin del proyecto surge la idea de optimizar y adecuar el diseo de los mismos. Ya

que al analizar el relieve accidentado de San Pedro de Buena Vista y en particular la

topografa de la microcuenca Huaraca, donde se construyeron ms de 40 atajados en estas

condiciones, se puede concluir que inclusive en atajados de la misma capacidad no se tuvieron

rendimientos iguales del equipo pesado porque los volmenes de tierra movidos eran

significativamente diferentes.

La finalidad de este trabajo es poder brindar un mtodo de diseo que permita realizar el

clculo de movimientos de tierra en reas con topografa accidentada y agreste, en base a la

obtencin de datos del terreno, y de esta forma precisar los clculos y el diseo general delatajado.


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1.4 OBJETIVOS.

1.4.1 Objetivo general.

Elaborar un mtodo de diseo para la construccin de atajados en zonas de topografa

accidentada y agreste como medida de mitigacin de la sequa.

1.4.2 Objetivos especficos.

Optimizar el diseo de atajados para que pueda ser aplicado en zonas de condicionestopogrficas irregulares.

Optimizacin de los movimientos de tierra y horas tractor, para definir mejor los costos

de construccin del atajado.

Implementacin de medidas de mitigacin del riesgo de sequa y el fortalecimiento de

las capacidades locales.

1.5 HIPTESIS.

La optimizacin en el clculo del diseo de atajados, posibilita la adecuacin de esta

tecnologa (alternativa tcnica) en zonas de topografa accidentada y contribuye a que los

recursos econmicos y constructivos sean destinados con mayor precisin en la ejecucin de

proyectos.

1.6 METODOLOGA.

1.6.1 Mtodo de investigacin.

El problema planteado en el presente trabajo de investigacin tiene relacin con el sistema de

clculo para el diseo de atajados, por lo tanto es un problema de ingeniera que requiere de

modelacin matemtica para su solucin.


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Para dar una respuesta satisfactoria a las necesidades planteadas, el mtodo de investigacin

plantea la aplicacin de clculos matemticos (regresin lineal, etc.), de modo que el trabajometodolgico de vinculacin entre los criterios de diseo y los clculos permitan optimizar la

construccin de atajados en terrenos con condiciones desfavorables.

1.6.2 Tcnicas de investigacin.

En el desarrollo del trabajo de investigacin se utilizarn diferentes tcnicas para la

recopilacin, procesamiento y anlisis de informacin.


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CAPTULO II


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2. MARCO CONTEXTUAL.

2.1 UBICACIN GEOGRFICA DE SAN PEDRO DE BUENA VISTA.

La Repblica de Bolivia, polticamente se encuentra dividida en nueve departamentos,

encontrndose el Departamento de Potos al Sud Oeste, zona subandina del pas junto a

Chuquisaca y Tarija.

A su vez el Departamento de Potos se encuentra dividido en 16 provincias y 38 secciones

municipales.

La Provincia Charcas, se encuentra geogrficamente situada en el Extremo Norte del

Departamento de Potos, dividida polticamente en dos secciones municipales, la Primera

Seccin Municipal corresponde a San Pedro de Buena Vista y la Segunda a Toro Toro.

Ambos Municipios son miembros de la Mancomunidad del Norte de Potos.

El Municipio de San Pedro de Buena Vista, segn lectura de mapas cartogrficos se encuentra

situado entre los meridianos:

18 05 00 y 18 37 30 de latitud sud con respecto a la lnea del Ecuador

65 40 30 y 66 20 00 de longitud oeste con referencia al Meridiano de

Greenwich.

2.1.1 Lmites territoriales.

Al Norte, limita con el Municipio de Acasio (Segunda Seccin de la Provincia

Gral. Bernardino Bilbao).

Al Sud, con el Municipio de Colquechaca (Primera Seccin de la Provincia

Chayanta) y la Sub Alcalda de Uma Uma del Municipio de Pocoata.


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Al Este, con el Municipio de Toro Toro (Segunda Seccin de la Provincia

Charcas).

Al Oeste , con los Municipios de Caripuyo y Sacaca (Segunda y Primera Seccin

de la Provincia Alonso de Ibez) y la Sub Alcalda de Phanakachi del Municipio

de Chayanta.

2.1.2 Extensin Territorial.

Segn cartas geogrficas del Instituto Geogrfico Militar (I.G.M.), la Provincia Charcas tieneuna extensin territorial de 3.470,00 Km, de los cuales, la Primera Seccin (San Pedro de

Buena Vista) tiene una superficie de 2.116,52 Km2, correspondiendo al 60.99 % del territorio

de la provincia, esta extensin municipal se encuentra distribuido en ocho cantones.

2.2 ASPECTOS BIOFSICOS

2.2.1 Geologa.

El macizo de la Cordillera Oriental de Bolivia en sus zonas central y meridional es

bsicamente de edad paleozoica y est constituido por rocas sedimentarias antiguas ms o

menos metamorfizadas, con predominio de cuarcitas, areniscas, esquistos, filitas y lutitas

(NAVARRO et al, 2002). Gran parte de la provincia corresponde a esta descripcin geolgica.

2.2.2 Clima.

Es notoria la ausencia del bioclima pluvial, existiendo mayormente bioclimas

pluviestacionales y xricos (NAVARRO et al, 2002).

Segn la Misin Claretiana de San Pedro de Buena Vista, la precipitacin en los aos 1995 y

1996 tuvo un promedio de 450 mm. y en el ao 1997 alcanz un promedio de 970 mm. en la

zona urbana. El periodo ms lluvioso comprende los meses de enero y febrero.


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Las temperaturas varan segn la medicin entre 8.5 y 31.5 C por ao. Sin embargo, las

temperaturas en las zonas altas llegan en el invierno fcilmente bajo cero.

2.2.3 Geomorfologa y vegetacin.

Debido a la ubicacin de la Cuenca Alta del Ro San Pedro en la Cordillera Oriental, la

topografa es fuertemente accidentada y por lo cual se presentan diferentes zonas ecolgicas.

Los pisos ecolgicos altitudinales se clasificaron segn NAVARRO et al, 2002 de la siguiente

manera:

1. Valle: Desde 2.300 a 3.100 m., con bioclima mesotropical xrico. Incluye

fisiogrficamente los valles altos y cabeceras de valles interandinos. En estos valles el

efecto orogrfico de la sombra de lluvia es especialmente marcado, y forman algunas

de las zonas ms secas de Bolivia. La vegetacin se compone de microbosques

xerofticos espinosos con abundantes cactceas, en conjunto de cobertura semicerrada

a semiabierta. En los claros de estos bosques bajos se desarrollan comunidades

herbceas perennes ralas y una vegetacin de hierbas

2. Cabecera de Val le:Desde 3.100 a 3.900 m. de altitud, con bioclima supratropical. La

vegetacin est dominada por varias especies de Khewia. Los bosques son

estructuralmente microbosques. El sotobosque herbceo presenta una cobertura

bastante escasa

3. Puna:Por encima de 3.900 m de altitud. La vegetacin son microbosques dominados

por la Khewia y pajonales.

La cobertura vegetal natural ha sido eliminada en muchas zonas. Las causas de la eliminacin

de la cobertura vegetal se relacionan principalmente con el uso intensivo de la cobertura como

combustible (lea y carbn vegetal) y el pastoreo. Adems las prcticas de quemas anuales

han sufrido un impacto devastador respecto al estado de la cobertura vegetal.


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2.2.4 Suelos para el emplazamiento de atajados.

En general, los suelos que se presentan en la zona prioritaria piloto tienen una profundidad de

10 a 15 cm. con afloramientos rocosos. Poseen una textura que va desde el franco arenoso al

franco arcilloso y arenoso con presencia de grava y piedra. La estructura es suelta con una alta

porosidad. La fertilidad del suelo es generalmente baja. Los suelos con capacidad de uso

agrcola se encuentran irregularmente en la cercana de los cauces de los ros o en las partes

altas en terrazas. Segn el Mapa Preliminar de Erosin de Suelos, Regin rida, Semirida y

Subhmeda de Bolivia (MINISTERIO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO

AMBIENTE, 1996), la Cuenca Alta del Ro San Pedro presenta un grado de erosin muy

elevado.

2.2.5 Hidrografa.

Hidrogrficamente la zona prioritaria piloto pertenece a la cuenca del Ro Grande, que es parte

de la cuenca del Ro Amazonas. La red hidrogrfica que se extiende en la zona, presenta

varios ros y quebradas permanentes.

2.3 ASPECTOS SOCIO-ECONMICOS

2.3.1 Poblacin.

La historia poblacional indica que los habitantes precolombinos de la zona pertenecieron a la

cultura de Charcas con su capital en Sacaca. Fueron conquistados por los Incas y en ese

tiempo su poblacin fue estimada en 50,000 personas.

Hoy en da, la zona prioritaria piloto tiene una de las densidades poblacionales ms altas del

Municipio de San Pedro de Buena Vista y est compuesto por la cultura Quechua y Aymara

con una fuerte predominancia Quechua.

2.3.2 Estratificacin Socio-econmica.


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Para determinar el grado de pobreza se diferencian tres clases sociales definidas de acuerdo a

la tenencia de la tierra y al nmero de cabezas de ganado que se posee. Segn los datosaproximados, la gran mayora de la poblacincorresponde a la clase pobre. Adicionalmente a

esta clasificacin, ms del 90% de los hogares tienen insatisfechas sus necesidades bsicas de

abastecimiento de agua y energa, de servicio sanitario, educacin y salud.

CUADRO 1

ESTRATIFICACIN ECONMICA DE LA POBLACIN

Estrato Cabeza(promedio)

Hectrea(promedio)

Poblacin(%)

Vacuno Ovino Caprino Porcino

Rico 5 10 70 - 100 25 - 40 3 - 5 3.0 9.0 2.0

Medianamente

rico

2 4 31 - 60 10 - 20 1 - 2 2.0 6.0 5.4

Pobre 0 2 1 - 30 1 -9 0 - 1 0.8 2.0 92.6Fuente: MUNICIPIO DE SAN PEDRO DE BUENA VISTA (1998), Plan de Desarrollo Municipal

1998 2002.

2.3.3 Organizacin poblacional.

Existen varios tipos de organizaciones poblacionales de los cuales destacan el Ayllu y los

sindicatos. El Ayllu est constituido por las autoridades originarias y se divide en el Ayllu

Mayor, Ayllu Menor y el Alcanti Comunal. El otro tipo son organizaciones sindicales que

agrupan a los trabajadores campesinos en diferentes unidades.

2.3.4 Produccin agrcola.

En los tres pisos ecolgicos existe una importante cantidad de cultivos que se producen en el

Municipio, entre tubrculos, cereales, leguminosas, hortalizas, y frutales, por un lado como


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cultivos econmicamente importantes ante la venta de excedentes y por otra como cultivos

que forman parte de la subsistencia de las familias productoras, estos cultivos cuentan tambincon un buen nmero de variedades, que segn el comportamiento por lugar de produccin se

han establecido y forman parte de los procesos productivos.

En todos los cultivos existe una cierta predominancia de variedades originadas en la zona

andina, como el caso de la papa cuando las variedades sani imilla, runa, malcacho, etc. son de

uso generalizado, pero estas se confunden con variedades introducidas (alfa, holandesa, etc.)

de comprobada calidad y rendimiento a las cuales se accede en ferias y lugares de venta

cercanos y son multiplicados y distribuidos en la zona.

Este mismo fenmeno sucede en otros cultivos como el maz, haba, trigo y cebada,

denominando como variedades criollas a las de origen en la zona andina, sumndose a estas

las variedades ms comerciales originadas en centros experimentales o zonas productores de

semilla, siempre su uso est orientado a lograr mejores rendimientos. En este aspecto siempre

la limitante es la falta de apoyo tcnico, para realizar un mejor manejo de los recursos

genticos en cada cultivo y realizar el cultivo de variedades alternativas a las existentes.

2.4 PROYECTO GESTIN DE RIESGO Y SEGURIDAD ALIMENTARIA EN SAN

PEDRO DE BUENA VISTA (PGRSAP-GTZ)

La Deutsche Gesellschaft fr Technische Zusammenairbeit (GTZ), es una empresa de

servicios de la cooperacin Alemana al desarrollo que acta en todo el mundo. Por su forma

de organizacin, es una empresa del sector privado, propiedad del Gobierno Federal Alemn,

que trabaja en pro de dos objetivos:

Mejorar de modo duradero las condiciones de vida de la poblacin de los pases en

desarrollo y en proceso de reformas.

Preservar las bases naturales de la existencia.


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La GTZ cumple con sus tareas sin fines de lucro, los beneficios obtenidos son exclusivamente

para proyectos propios de cooperacin al desarrollo.

Trabaja en 129 pases de frica, Asia y Amrica Latina. As como tambin como en los pases

de Europa del Este y de la comunidad de Estados Independientes, en proceso de reforma, la

empresa emplea a mas de 10000 colaboradores; de ellos, unos 8300 son expertos y

colaboradores nacionales. La GTZ es representada en 65 pases por sus propias agencias como

el caso de Bolivia.

En el marco de ajustes conceptuales en las temticas relacionadas a la ayuda de emergencia encaso de desastres y seguridad alimentaria, la Cooperacin Tcnica Alemana ha priorizado la

ejecucin del Proyecto Gestin de Riesgos y Seguridad Alimentaria en la cuenca del ro San

Pedro.

El Proyecto Gestin de Riesgo y Seguridad Alimentaria adems de cumplir los acuerdos de

cooperacin entre los dos pases, tiene el encargo de generar procesos, instrumentos y

estrategias en el marco de la Gestin de Riesgos, orientando el accionar de la Cooperacin a la

prevencin en lugar de la atencin de emergencias en caso de desastres ocasionados por

eventos naturales extremos.

La concepcin participativa del proyecto durante todas las etapas de su implementacin -

Anlisis de riesgos, planificacin, ejecucin, monitoreo y evaluacin ha contribuido a una

gradual apropiacin e involucramiento de los actores locales (familias campesinas,

comunidades y Gobierno Municipal) y al logro de los resultados e impactos visibles.

Los logros alcanzados durante los tres primeros aos en el rea de intervencin piloto, que

corresponde a una cuenca priorizada en el Municipio de San Pedro de Buena Vista, han

posibilitado el posicionamiento del PGRSAP como un referente regional y nacional en la

temtica de Gestin de Riesgo.


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El Ministerio de Desarrollo Sostenible acta como contraparte Nacional e instancia de

coordinacin nacional y regional; las entidades ejecutoras son la Mancomunidad deMunicipios del Norte de Potos-MMNP y la Alcalda del Municipio de San Pedro de Buena

Vista.

Como objetivo del PGRSAPse acord: Con apoyo institucional, la poblacin del Municipio

de San Pedro protege de manera sostenible sus bases vitales contra catstrofes naturales con

altas posibilidades de siniestro.

Este proyecto desarroll en su primera fase, tres etapas:

1.- Diagnsticos y anlisis de riesgos; desde octubre del 2002 hasta abril del 2003.

2.- Capacitacin y planificacin para la gestin de riesgo; desde diciembre del 2002 hasta

abril del 2003.

3.- Ejecucin de planes comunales y municipales para la reduccin de riesgo; desde julio

del 2003.

En la segunda fase del proyecto se ha diseado una estrategia para posibilitar la ampliacin del

rea de intervencin y la transferencia de las experiencias generadas en el Municipio de San

Pedro de Buena Vista a los otros Municipios que pertenecen a la cuenca del ro San Pedro

(Sacaca, Arampampa, Acacio y Toro Toro).


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c. Construccin y mejoramiento de viveros forestales.

d. Establecimiento de bosquetes energticos.

2. MANEJO Y CONSERVACIN DE SUELOS.-

Recuperar el potencial de las bases productivas para el mejoramiento de la

seguridad alimentaria y la productividad en condiciones de sostenibilidad.

a. Construccin de terrazas de formacin lenta, terrazas de banco, zanjas de

infiltracin y coronamiento, establecimiento de barreras vivas.

b. Preparacin de abonos orgnicos e incorporacin de abonos verdes (parcelas

demostrativas)

3. MANEJO Y COSECHA DEL AGUA.-

Incrementar la disponibilidad de agua de riego en cantidad, calidad y

oportunidad para satisfacer la demanda de uso familiar y comunal en la Cuencadel Ro San Pedro.

a. Construccin de atajados para cosecha de agua de lluvia.

b. Construccin de sistemas de microriego con fuente de agua permanente.

2.5 HONORABLE ALCALDA MUNICIPAL DE SAN PEDRO DE BUENA VISTA.El Gobierno Municipal de San Pedro de Buena Vista, representa a las comunidades y juntas

vecinales asentadas en la Primera Seccin de la provincia Charcas con Personera Jurdica

reconocida, asume la responsabilidad de administrar los recursos del municipio para satisfacer

las necesidades colectivas y garantizar la integracin y participacin de los ciudadanos en la

planificacin y el desarrollo humano sostenible del Municipio.


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2.5.1 Estructura orgnica administrativa.

De acuerdo con la Ley de Participacin Popular (1551) y la Ley de Descentralizacin

Administrativa (1654), el Gobierno Central, ha delegado la gestin de desarrollo local a los

Gobiernos Municipales, quienes en aspectos de Planificacin Participativa deben coordinar y

concertar con todos los actores sociales del Municipio as como con las instituciones pblicas

y privadas que trabajen en su jurisdiccin y conjuntamente servir a los propsitos propuestos

en el PDM, concretando acciones conjuntas a fin de lograr el cumplimiento de las metas

previstas para cada gestin.


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CAPTULO III


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3. MARCO CONCEPTUAL.

3.1 GESTIN DE RIESGO.

La gestin de riesgo comprende una serie de instrumentos y medidas destinadas a reducir el

riesgo de desastres y a disminuir la dimensin de los mismos. Los instrumentos y medidas de

gestin son: el anlisis del riesgo, la prevencin y mitigacin de desastres y la preparacin

para casos de desastres.

3.1.1 Riesgo.

Es la posibilidad de que haya prdidas y daos, como resultado de la interaccin, en un mismo

lugar, de la amenaza y la vulnerabilidad. La amenaza toma en consideracin las probabilidades

de ocurrencia y las dimensiones del fenmeno natural, mientras que la vulnerabilidad abarca

una serie de factores poltico - institucionales, econmicos y socioculturales o aspectos de la

sociedad que predisponen a las comunidades, grupos o familias de sufrir perdidas.

3.1.1.1 Amenazas.

Es la posibilidad de que ocurra un fenmeno natural extremo potencialmente daino, de origen

natural o socio natural. Las amenazas al transformarse en un evento real (desastre),

constituyen un factor de dao o destruccin para la sociedad en su conjunto (infraestructura,

vidas humanas, etc.). Estas amenazas estn asociadas a la probabilidad de ocurrencia de un

evento con determinadas caractersticas en cuanto a intensidad, temporalidad y espacialidad.

Las principales amenazas son:

Sequa.

La sequa es muy difcil de definir, un concepto sencillo de sequa conocido como: fenmenos

que generalmente son resultado de desbalances extremos entre la evaporacin y la


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precipitacin temporal. Estos fenmenos aceleran los procesos de desertificacin y afectan la

produccin agrcola, pecuaria y otros.

Erosin.

La erosin es un proceso de remocin de la capa superficial del suelo (tanto mineral como

orgnico) por accin del agua principalmente. En un sentido amplio abarca tambin el

transporte aluvial y la sedimentacin. Por lo tanto significa el desgaste y el empobrecimiento

de la superficie del suelo, que a travs del tiempo es acelerado por la accin del hombre.

Granizada.

Son fenmenos climatolgicos producto del choque de masas de aire caliente y masas de aire

fro que ocasiona que pequeas partculas de agua tomen el estado slido por estos cambios

bruscos de temperatura. Los daos producto de la granizada pueden ocasionar la perdida total

o parcial de la produccin en cortos periodos de tiempo, de acuerdo principalmente a la

intensidad del fenmeno climatolgico la destruccin del rea foliar de los cultivos puede ser

total.

3.1.1.2 Vulnerabilidad.

Son los aspectos de la sociedad que predisponen o hacen propensos a sectores, grupos o

familias de sufrir perdidas, dichos aspectos condicionan tambin la capacidad de respuesta de

la sociedad para anticipar, resistir y recuperarse de una amenaza transformada en un evento

real (desastre). La vulnerabilidad a los desastres se compone de una multitud de factorespolticos, institucionales, econmicos y socioculturales.

La vulnerabilidad es un factor de riesgo interno y por lo tanto tiene directa relacin con la

condicin social, ya que un grupo social es vulnerable segn su grado de pobreza, cultura,

organizacin, ubicacin, etc. y se evidencia cuando la sociedad e infraestructura estn

expuestas a las amenazas.


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3.1.1.3 Capacidad de respuesta.

Son estrategias y conocimientos desarrollados por las comunidades en el afn de convivir con

todos los elementos del entorno natural, incluyendo las manifestaciones climticas, y tienen

por objetivo el de minimizar los riesgos principalmente en la produccin agrcola.

3.2 INSTRUMENTOS PARA LA GESTIN DE RIESGO.

3.2.1 Anlisis del riesgo.

Es el instrumento central de la gestin del riesgo y conjuntamente las eventuales medidas de

gestin de riesgo (prevencin, mitigacin y preparacin) contribuyen a reducir el riesgo de

desastres as como sus posibles impactos y daos. Su objetivo es el de estimar y evaluar el

riesgo de desastre de una poblacin o regin para luego reducirlo a travs de las medidas de

gestin identificadas y definidas en base al anlisis.

La determinacin del riesgo de desastre empieza con el anlisis de la amenaza y luego evala

los factores de vulnerabilidad de manera integral.

3.2.2 Prevencin.

Es el conjunto de actividades y medidas de carcter poltico, tcnico y legal que deben

realizarse con el fin de evitar las posibles prdidas de vidas humanas y materiales como

consecuencia de eventos extremos. La prevencin es un trmino que puede resultar algo

engaoso, por cuanto no se puede evitar que muchos desastres tengan lugar.

3.2.3 Mitigacin.

Son un conjunto de actividades destinas a reducir o aminorar las consecuencias negativas

(impacto o dao) de los fenmenos naturales extremos sobre la sociedad y el medio ambiente

a mediano o largo plazo. Estas actividades incluyen medidas polticas, legales, administrativas


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e infraestructurales dirigidas a atenuar dichos efectos negativos y tambin a influir sobre la

conducta y costumbres de la poblacin con el fin de reducir el riesgo de desastres.

3.2.4 Preparacin en caso de desastres.

La preparacin es el tercer campo de accin esencial. Aqu se trata de evitar o minimizar las

prdidas de vidas humanas y daos materiales en caso de que ocurra un fenmeno natural

extremo.

Antes del fenmeno, es necesario preparar a las instituciones participantes (sobre todo lasunidades contra desastres y de defensa civil, bomberos, entidades de salud, administracin,

polica) y a la poblacin en amenaza para las situaciones que posiblemente se presentaran, a

fin de tomar las medidas necesarias. (Garatwa 2002, Preparacin para casos de desastres, En:

Gestin de Riesgo Concepto de trabajo, Vol. 1: 32 33)

3.3 MEDIDAS PARA MITIGAR EL RIESGO DE SEQUA.

3.3.1 Sistemas de micro-riego.

Se define como un conjunto de elementos fsicos, biolgicos, socio-econmicos y culturales,

interrelacionados, ubicados en un espacio territorial determinado y dispuestos en torno al

aprovechamiento de una fuente de agua, mediante diversas obras administradas bajo gestin

de una organizacin de usuarios con la finalidad de usar, manejar y conservar el agua aplicada

en un proceso constructivo de agricultura bajo riego y drenaje. (Gandarillas 2002, Gestin

Campesina de sistemas de riego, Segundo ciclo, tema 22:3)

3.3.2 Atajados.

Un atajado es un reservorio artificial excavado en suelo natural con equipo pesado (tractor a

orugas) y emplazado en laderas con ligera pendiente, que almacena agua en el periodo de

lluvias proveniente de la escorrenta superficial y esta es utilizada para diferentes usos (riego,

pecuario, domstico, etc.) durante la poca de estiaje. (VILLEGAS, Eduardo, VILLEGAS,


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lvaro, Un Atajado como concepto, Entrevista, PGRSAP-GTZ, San Pedro de Buena Vista

Potos, 2006)

Estos atajados cumplen criterios tcnicos para su implementacin los cuales sern

desarrollados mas adelante.


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CAPTULO IV


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4. HERRAMIENTAS DE APOYO DEL PGRSAP UTILIZADAS EN ESTE

TRABAJO.Durante el desarrollo de las diferentes etapas del proyecto se generaron diferentes

herramientas, metodologas y estrategias orientadas a trabajar la temtica de Gestin de

Riesgo en el contexto del norte Potos. Algunas contribuciones al proceso fueron producto de

consultoras externas, el resto de la informacin fue producida por el equipo tcnico del

PGRSAP.

El anlisis de riesgo es considerado como el principal instrumento tcnico, sobre cuyos

resultados se definen las diferentes medidas de prevencin y/o mitigacin de desastres. La

representacin espacial (mapas) de las reas expuestas a los diferentes riesgos es un elemento

esencial para el anlisis de riesgo.

Toda la informacin relacionada a los factores de riesgo (amenaza y vulnerabilidad) ha sido

procesada y manejada mediante un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG). Estos estudios

han sido realizados por la Consultora WACHHOLTZSurvey, sistematizados y presentados en

un Atlas Municipal, este servicio fue realizado por consultora externa.

Las contribuciones de este trabajo de consultora han facilitado la orientacin de las

intervenciones previstas por el PGRSAP en el Norte de Potos, permitiendo que el Municipio

cuente con una herramienta tcnica, aplicada y actualizada para priorizar acciones en el marco

de la Gestin de Riesgo.

4.1 ZONA PILOTO.

A objeto de establecer las bases del proceso se prioriz un rea de intervencin piloto donde se

generaron diferentes experiencias (herramientas, metodologas y estrategias) y conocimientos

que se constituyen en un referente local y regional.

En el proceso iniciado por el PGRSAP participaron diferentes actores institucionales, cada uno

con su propio enfoque y metodologa, situacin que gener permanentes debates


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constructivos. Todas las contribuciones de las diferentes instituciones involucradas han sido

importantes al momento de construir la metodologa del proyecto.

El PGRSAP involucr a varias instituciones en las diferentes etapas de ejecucin, entre las

cuales se menciona a las ms importantes:

El Programa de Manejo Integral de Cuencas (PROMIC), financiado por la Cooperacin Suiza

y Belga, se responsabiliz de digitalizar y actualizar la cartografa del IGM (hojas a escala 1:

50000) para toda la zona de intervencin del proyecto. La digitalizacin de las curvas de nivel

de cada 20 metros de la zona prioritaria piloto fue la base de informacin para la creacin deun Modelo Digital de Terreno (MDT).

La Fundacin Programa de la Seguridad Alimentaria y Nutricional en las provincias Arque,

Bolivar y Tapacari estuvo a cargo de la tarea de generar una base de informacin de los

eventos del pasado en base a las percepciones de los comunarios. Esta informacin orient

fundamentalmente al anlisis de las amenazas que existen en la cuenca.

La unidad Disaster Disk Management and Conflict Prevention, de la sede de la Cooperacin

Tcnica Alemana (GTZ) realizo la orientacin conceptual y un seguimiento estrecho del

trabajo.

Son tres los criterios tomados en cuenta para la seleccin de la zona piloto:

a. La topografa accidentada

b. La relativa alta densidad poblacional

c. La relativamente alta densidad infraestructural

La cuenca alta del ro San Pedro rene las condiciones necesarias para ser considerada como

zona piloto. Las caractersticas generales de la zona piloto se describen a continuacin:


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CUADRO 2

CARACTERSTICAS GENERALES DE LA ZONA PILOTOSUPERFICIES

Tipo de superficie Superficie Km ObservacionesPlanimtrica 438.66Topogrfica 481.42 Incluidas las pendientes

UBI CACIN GEOGRFICA

Oeste 66 13 20.37 a 65 53 00.61

Sur 18 04 30.76 a 18 21 01.96

ALTURAS

Mxima (msnm) Mnima (msnm)4500 2900

FIGURA 2

ZONA PILOTO

Fuente: Wachoholtz Survey, 2003.


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4.2 MAPA BASE.

Este mapa como su nombre lo indica es la base para el resto de informacin cartogrfica

presentada en este estudio, y contiene curvas de nivel, informacin hidrogrfica y de vas de

comunicacin, completada con puntos que simbolizan las comunidades del municipio. Como

referencia de los lmites municipales se utiliz el trabajo de la Unidad de Lmites de la

Direccin de Ordenamiento Territorial del Ministerio de Desarrollo Sostenible. La escala de

trabajo es de 1:50.000. Anexo A (mapa 1)

4.3 MODELO DIGITAL DEL TERRENO.

El MDT se presenta con efecto de sombras y escalas de colores de acuerdo a la elevacin y

recortado siguiendo los lmites del municipio.Anexo A (mapa 2)

4.4 MAPA DE CUENCAS Y SUBCUENCAS.

La zona de estudio, forma parte de tres cuencas: del Ro Caine, del Ro Chayanta y del Ro

San Pedro. Anexo A (mapa 3)

El Municipio de San Pedro de Buena Vista abarca ms del 70 % de la cuenca del ro San

Pedro en la parte central y norte, donde las subcuencas de los Ros Moscari, Pata Huaraca y

Huaraca son las ms importantes en cuanto a aportes de caudal.

La cuenca del ro San Pedro presenta 48 subcuencas dentro del municipio, la zona sur-este del

Municipio, pertenece a la cuenca de aporte izquierdo del Ro Chayanta. Finalmente, con una

superficie pequea en porcentaje, la zona nor-oeste del Municipio pertenece a las cabeceras de

la cuenca del Ro Caine.


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4.5 ANLISIS DE RIESGOS.

4.5.1 Ubicacin geogrfica de los eventos naturales adversos.

En el Anexo A (mapa 4) se representa la ubicacin espacial de los eventos naturales adversos

de los ltimos aos, identificada por las comunidades sobre el foto-mosaico del ao 1961. La

ubicacin de los deslizamientos es ms que todo una interpretacin general del foto-mosaico

mismo, y no tanto la percepcin de los comunitarios. La sequa se ha identificado en toda la

zona prioritaria piloto con excepcin en la zona alta (piso altoandino). La distribucin

geogrfica de las granizadas en la zona prioritaria no muestra un tipo de ubicacin especficaque permita una explicacin en base a criterios tcnicos. La helada se concentra en la zona alta

y en sus laderas.

4.5.1.1 Amenazas naturales.

Erosin

La erosin es por una parte un fenmeno natural, por otra parte es el resultado de la accin

antrpica. Erosin en el sentido geomorfolgico, es el desgaste del suelo provocado por el

agua, la gravedad y el viento.

La erosin es una amenaza latente que tiene un impacto fundamental sobre la productividad de

la tierra, o sea la base de vida de las familias campesinas. La prdida de materia orgnica

causada por la erosin disminuye significativamente la capacidad de retencin de agua del

suelo y con esto la disponibilidad de agua para los cultivos.


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FIGURA 3

TIPOS DE EROSIN

Fuente modificada: MOYA DE, N., 1992

Sequa

La amenaza sequa es un proceso latente que se desarrolla lentamente y que puede tener un

impacto durante varios aos. Normalmente una baja precipitacin anual promedio en una zona

est asociada con una alta variacin entre los meses del ao. En muchos casos el problema

principal es la distribucin irregular de la precipitacin durante el ao y no tanto la cantidad

total de las lluvias.

Sin embargo, no es la lluvia que abastece directamente los cultivos con agua, sino es la

humedad del suelo. De esta manera las sequas son tambin producto de la poca permeabilidad

del suelo de almacenar agua disponible para las plantas. Suelos erosionados como en la zona


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prioritaria piloto tienen una capacidad reducida de almacenamiento de agua y adems

aumentan la cantidad de escurrimiento del agua.

Generalmente, las sequas afectan a grandes extensiones. En el caso de la zona prioritaria

piloto casi toda la superficie con agricultura a secano y pastoreo ha sido gravemente afectada

de manera similar en todas las comunidades. Solamente en la zona alta (piso alto andino) no

existen sequas tan pronunciadas.

El Anlisis y Cartografa de la Vulnerabilidad a la Inseguridad Alimentara en Bolivia

(PROGRAMA MUNDIAL de ALIMENTOS, 2002) clasifica al Municipio de San Pedro deBuena Vista con una alta probabilidad de ocurrencia de sequa, es decir con una repeticin de

por lo menos una sequa cada dos aos. La fuente de esta informacin es el Mapa de Zonas

con Riesgo de Sequa (SINSAAT, 1999).

El ciclo de El Nio cuya frecuencia e intensidad ha aumentado probablemente por el cambio

global de clima, podra ser una explicacin para el fenmeno de las sequas en la Cuenca Alta

del Ro San Pedro. Durante la segunda mitad del siglo XX, 12 eventos de El Nio han sido

registrados (1951, 1953, 1957-8, 1963, 1965, 1969, 1972, 1976-7, 1982-3, 1986-7, 1990-5 y

1997-8). Los ltimos cuatro eventos eran los ms intensos y prolongados (SMITH, 2001).

4.6 ATAJADOS COMO MEDIDA DE MITIGACIN DEL RIESGO DE SEQUA EN

BASE AL ANLISIS.

La sequa es percibida por la poblacin como el principal riesgo que tiene incidencia directa

sobre la produccin agrcola y pecuaria de la regin. Los periodos de sequa que se presentandurante el ciclo agrcola de los cultivos ocasionan daos y prdidas considerables,

principalmente en las primeras etapas de desarrollo y de maduracin.

La distribucin irregular de la precipitaci n y la baja capacidad de infiltracin del suelo son

los principales factores que inciden sobre el desarrollo de los cultivos. El dficit hdrico que se


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presenta en las etapas ms importantes de desarrollo de los mismos tiene un marcado efecto

sobre el rend imiento y la produccin.

Gran parte de la agricultura que se practica en la regin del norte Potos es a secano, es decir,

los cultivos dependen exclusivamente del agua de lluvia para su desarrollo. Bajo estas

condiciones se puede afirmar que anualmente la produccin agrcola de las familias

campesinas se ve limitada por la sequa.

La disponibilidad de fuentes de agua (ros, quebradas y vertientes) en la regin del norte

Potos es limitada, adems gran parte de las existentes ya estn siendo aprovechadas porusuarios que tienen acceso a agua de riego a travs de sistemas de microriego rsticos y

mejorados.

Las alternativas tcnicas priorizadas deben estar orientadas a reducir el riesgo de sequa en la

produccin agrcola, incrementando la disponibilidad de agua de riego para cubrir el dficit

hdrico que se genera por las condiciones del rgimen pluviomtrico durante el ciclo agrcola.

Es por todo esto dicho anteriormente que los atajados se constituyen en la alternativa tcnica

ms adecuada ante estas condiciones, ya que cosechan y almacenan la escorrenta superficial

generada por las lluvias. El agua almacenada es aprovechada durante el periodo de estiaje

como riego complementario y para otros usos.


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CAPTULO V


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5. DISEO DE ATAJADOS.

5.1 PROCESO DE DISEO.

Para la construccin de atajados, se cumple una sucesin de pasos, en los cuales se tienen que

tomar decisiones y establecer acuerdos entre los futuros usuarios y tcnicos. Ambas partes

deben definir y priorizar concertadamente la construccin de atajados en la comunidad.

Las obligaciones y derechos de los futuros usuarios deben definirse con claridad para evitar

futuros conflictos en el proceso constructivo y la gestin del atajado.

5.2 CRITERIOS TCNICOS PARA EL EMPLAZAMIENTO DE ATAJADOS.

Entre los criterios tcnicos ms relevantes para emplazar un atajado correctamente podemos

mencionar los siguientes:

Ubicacin del lugar de emplazamiento del atajado

Topografa y pendiente del terreno natural

Caractersticas del suelo

rea mnima de la microcuenca de aporte y escorrenta superficial

Fuentes de agua adicionales

Precipitaciones en la zona (cosecha de agua)

Anlisis de riesgo

5.2.1 Ubicacin del lugar de emplazamiento del atajado.

Para la ubicacin del lugar de emplazamiento de un atajado se tomar en cuenta el rea (largo

y ancho) disponible para poder emplazar el atajado, esto ser en funcin de la capacidad del

atajado las mismas que se traducen en dimensiones de largo y ancho principalmente y el


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espacio necesario para conformar los terraplenes frontal y laterales que forman parte del

pequeo embalse, estos valores los obtenemos del diseo geomtrico que veremosposteriormente.

Los derechos de propiedad de la tierra son determinantes para el futuro emplazamiento del

atajado, estos deben ser claramente establecidos, antes de la construccin del mismo; de igual

manera los derechos creados a partir de la construccin de la infraestructura deben ser claros

para evitar conflictos en la gestin del atajado y el uso del agua.

Es importante ubicar el atajado en una ladera de baja pendiente y en la parte superior de laparcela que ser dotada de agua para posibilitar la aplicacin de riego por gravedad. De esta

manera, en caso de colapso ocasionado por un mal manejo, se reducirn los posibles daos en

viviendas e infraestructura circundante en la parte inferior del atajado.

5.2.2 Topografa y pendiente del terreno natural.

Los atajados pueden ser construidos en terrenos con distinta pendiente, lo aconsejable es que

esta est comprendida entre un 4% y un 15%, para tener estabilidad en el conjunto del

terrapln frontal ubicado en la parte baja del atajado.

En terrenos con pendiente superior a la indicada genera mayores movimientos de tierra para

lograr la misma capacidad de embalse, esto se traduce directamente en incrementos de los

costos del equipo pesado, en el tem de excavacin.

Cuando la topografa es regular, la pendiente se la puede determinar fcilmente con uneclmetro o un nivel de ingeniero y de esta forma, con esa pendiente se puede realizar el

clculo de los movimientos de tierra mediante los anlisis que se adjuntan en captulos

posteriores (Movimientos de tierra), donde el valor de la pendiente del terreno es determinante

para estos clculos.


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En caso de que el rea de emplazamiento del atajado est en una zona accidentada y no sea

posible obtener la pendiente directamente con un eclmetro o un nivel de ingeniero, se debeplantear alternativas para calcular la pendiente representativa del terreno, este sistema de

clculo es desarrollado posteriormente en este trabajo de investigacin.

5.2.3 Caractersticas del suelo.

El tipo de suelo es fundamental para la construccin de atajados, ya que de eso depende la

estabilidad de los taludes y la impermeabilidad del atajado en general.

Es aconsejable la construccin de los mismos en terrenos con alto contenido arcilloso ya que

este material es impermeable por naturaleza y de esa forma se pueda garantizar el embalse de

agua minimizando las filtraciones por la base y pie de los terraplenes.

Los suelos ms aptos para la construccin de atajados son los que se presentan en el cuadro

siguiente como referencia nicamente:

CUADRO 3

SUELOS APTOS PARA LA CONSTRUCCIN DE ATAJADOS

Material Cantida Dimetro (mm.)

Arena < 50 % 0.05 20

Limo < 40 % 0.002 0.05

Arcilla > 30 % Inferior a 0.002

Fuente: Villegas Eduardo, 2000.

Lo ms indicado es excavar calicatas cuando los suelos presentan textura heterognea, de esta

manera tendremos certeza en la toma de decisiones en cuanto a suelos de estructura y textura

dudosa (rocosos, arenosos, porosos) susceptibles a posibles tubificaciones. En suelos con

contenido de sal o cal tampoco se debe realizar la construccin de atajados, ya que las


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condiciones este tipo de suelos genera problemas en la compactacin y produce reacciones

qumicas que podran afectar al desarrollo de los cultivos.

Por otro lado los suelos del rea de aporte (microcuenca) ms aptos son los arcillosos o

rocosos en pendiente y con elevado coeficiente de escorrenta, estos factores evitan el arrastre

de sedimento y de esa forma impedimos la sedimentacin del atajado.

En lugares susceptibles a erosin se tienen que tomar precauciones para la conduccin de agua

ya que as se incrementara el riesgo de sedimentacin del atajado, como el manejo del rea de

aporte y el trazo del canal de captacin/conduccin considerando una pendiente no erosiva.

5.2.4 rea mnima de la microcuenca de aporte y escorrenta superficial.

El rea de aporte de una microcuenca puede ser determinada mediante mapas de la zona o

cartas geogrficas IGM si estas son de tamao considerable, pero lo ms frecuente es

determinarlas con ayuda de un taqumetro, un GPS o una cinta mtrica ya que estas son

superficies pequeas.

En muchos casos el agua de los atajados ser utilizada tanto en periodo de estiaje y durante la

poca de lluvia como riego complementario. Esto significa que el atajado se puede llenar

varias veces si el rea de aporte de la microcuenca es grande y entre otras cosas depende

tambin del patrn de lluvia y las habilidades de colectar el agua de escorrenta a travs de

canales de captacin ubicados en las laderas de los cerros y hacia las quebradas aledaas.

El volumen de escorrenta de agua en el rea de aporte de la microcuenca depende de variosfactores de precipitacin y escorrenta.

En lo referente a precipitacin no solo es importante la cantidad de agua tambin la intensidad

de la misma. Un chubasco breve e intenso genera un mayor volumen de escorrenta que una

lluvia de la misma cantidad de precipitacin pero en un periodo ms largo.


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En cuanto a la escorrenta influyen factores como la topografa, textura del suelo, vegetacin,

tipo de suelo, etc.

Para estimar los valores de estos procesos hay varios mtodos empricos, desde muy simples

que requieren de pocos datos de insumo hasta mtodos muy avanzados con informacin ms

precisa. La exactitud de los resultados de estos mtodos depende mucho de la precisin de los

datos recopilados; lo importante es que estos mtodos empricos son desarrollados en el rea

especfica y responden a los datos del lugar; por tanto hay que tener cuidado al aplicarlos en

otras reas similares donde los coeficientes tienen que ser representativos.

En reas rurales en pases en desarrollo donde se implementan atajados, no se dispone de

mucha informacin de precipitaciones, intensidades y escorrentas por eso se recomienda ser

cauto en la determinacin de estos parmetros para obtener el volumen de escorrenta en

funcin a estos valores.

Una forma de determinar este volumen es la siguiente:

Vesc = C * P * A / 1000

Vesc = Volumen de escurrimiento mensual (m3 )

C = Coeficiente de escorrenta adimensional

P = Precipitacin mensual (mm / mes)

A = Superficie del rea de aporte de la micro cuenca (m2)

En el caso de formulas empricas e inclusive las de escurrimiento hay que comprobar los

resultados con las experiencias obtenidas en la zona.

Jams utilice una formula emprica como formula matemticamente deducida, verifquese

siempre los resultados con datos observados en el campo, analice las diferencias y de ser

necesario ajuste los coeficientes introducidos

A continuacin se muestran valores de coeficientes de escorrenta como referencia:


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CUADRO 4

COEFICIENTES DE ESCORRENTA

Topografa y vegetacin Franco arenoso Franco arcillosoFranco limoso

Arcilloso

BosquePlano 0-5% pendienteOndulado 5-10% pendienteMontaoso10-30% pendiente

Pasto

Plano 0-5% pendienteOndulado 5-10% pendienteMontaoso10-30% pendiente

Tierr a agrcolaPlano 0-5% pendienteOndulado 5-10% pendienteMontaoso10-30% pendiente

0.100.250.30

0.100.160.22

0.300.400.52

0.300.350.50

0.300.360.42

0.500.600.72

0.400.500.60

0.400.550.60

0.600.700.82

Fuente: Schwab, Frevert y Barnes 1996.

Si el rea de aporte se compone de reas parciales con caractersticas diferentes, el coeficiente

de escorrenta se pondera en funcin a estas reas.

Otro mtodo que fue empleado por la Secretaria de Recursos Hidrulicos es como sigue:

Ce= K * (P-250)/2000 para: K0.15

V = Ce* A * P/1000 para: P = p * k

Donde:

p= Precipitacin en la Estacin Base (mm)

k = Coeficiente de correccin de la precipitacin de la Estacin Base


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P= Precipitacin anual en (mm)

Ce= Coeficiente de escorrenta anualK= Parmetro que depende del tipo y uso del suelo (cubierta)

El rango de validez de la precipitacin anual Pser entre (350 2250 mm)

A continuacin se muestran los valores de K

CUADRO 5

COEFICIENTE K

USOCOBERTURA DEL SUELO

TIPOS DE S ELO

MuyPermeable

Permeable Impermeable

Barbecho, reas incultas y desnudas 0.26 0.28 0.30

Cultivos en hilera

Legumbres o rotacin de pradera

0.24

0.24

0.27

0.27

0.30

0.30

Pastizal (mas del 75% cubierto)

Pastizal (75% - 50% cubierto)

Pastizal (menor al 50% cubierto)

0.14

0.20

0.24

0.20

0.20

0.28

0.20

0.30

0.30

Bosque (mas del 75% cubierto)

Bosque (75% - 50% cubierto)

Bosque (50% - 25% cubierto)

Bosque (menor al 25% cubierto)

0.07

0.12

0.17

0.22

0.16

0.22

0.26

0.28

0.24

0.26

0.28

0.30

Casco y zonas con edificaciones 0.26 0.29 0.32

Caminos incluyendo derechos de va 0.27 0.30 0.33

Pradera permanente 0.18 0.24 0.30

Fuente: Montao Carlos, 2002.


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5.2.5 Fuentes de agua

La forma ms comn para captar agua en un atajado, en zonas ridas y semiridas es

colectando o cosechando el agua de lluvia que escurre superficialmente mediante canales o

zanjas de captacin y aduccin que bordean las laderas de un cerro.

Existen otras fuentes de agua para los atajados como ser: ros, acequias, vertientes, quebradas

y cunetas o combinaciones de estas. De manera general se puede diferenciar tres grupos de

fuentes de agua para los atajados:

Escorrenta de agua pluvial proveniente de un rea de microcuenca

Ros, acequias, quebradas y cunetas

Vertientes

El tipo de fuente determina los criterios para el diseo de los canales de captacin,

sedimentador y canal de ingreso del atajado. En zonas con precipitaciones torrenciales es de

suponer que el caudal de escorrenta es grande y variable, en este caso los canales de aduccin,

sedimentador y canal de ingreso sern diseados con una capacidad que permita transportar un

caudal grande o incluir obras para regular el flujo. Cuando se trate de una vertiente con caudal

casi constante los canales y sedimentador sern diseados considerando el caudal mximo de

la vertiente.

El caudal de los aportes de los ros, quebradas, acequias, cunetas e inclusive tajamares y

galeras de infiltracin se determina mediante un aforo sencillo cuyo volumen de aporte se

calcula mediante la siguiente expresin:

Vcan = ( Qcan * t ) / 1000

Donde:

Vcan = Volumen (m3)


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Qcan = Caudal de aforo (l/s)

t = Tiempo (s)

Se recomienda efectuar al menos tres aforos para conocer aportes mximos, medios y

mnimos.

Los aportes de vertientes que son fuentes adicionales generalmente presentan caudales

constantes gran parte del ao. El caudal de la vertiente se determina a travs de un aforo

sencillo y cuyo volumen se calcula mediante la expresin:

Vver = Qver * t / 1000

Donde:

Vver = Volumen (m3)

Qver = Caudal de aforo de la vertiente (l/s)

t = Tiempo (s)

5.2.6 Precipitaciones en la zona.

En muchos lugares no se dispone de datos pluviomtricos exactos, menos aun de datos sobre

la intensidad de precipitacin. Frecuentemente existe una gran variacin en los datos de

precipitacin e intensidad de lluvia, lo cual dificulta la obtencin de datos confiables y ms

aun en zonas montaosas del pas al no disponer de estaciones pluviomtricas.

Es indispensable disponer de datos confiables de la precipitacin promedio mensual, esencialpara la determinacin del volumen de escorrenta en el rea de las microcuencas como fuente

de agua para atajados.

A partir de esta informacin de precipitaciones promedio mensuales se analizan las

precipitaciones efectivas utilizadas en el ba lance hdrico en el anlisis de oferta de agua para

riego.


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5.3 CAPACIDAD DEL ATAJADO.

Es importante determinar la capacidad de un atajado o de un conjunto de los mismos para

optimizar el uso de los recursos. La capacidad esta en funcin de las fuentes de agua

disponibles y del uso posterior del agua almacenada.

Conociendo la disponibilidad del volumen de oferta de las fuentes de agua y la demanda de

agua para uso mltiple (riego, pecuario, domstico), se puede determinar la capacidad del

atajado para que no exista dficit.

La descripcin anterior se resume a un anlisis de oferta y demanda de agua que a travs de un

anlisis de balance hdrico se puede determinar la capacidad del atajado de tal manera que no

presente dficit alguno.

Oferta de agua (precipitacin, fuentes de agua adicionales)

Demanda de agua, (riego, pecuario, domstico) se debe considerar las filtraciones

temporales y evaporacin como un adicional a la demanda de agua. Balance hdrico, (oferta-demanda) en este anlisis se determina la capacidad del

atajado.

5.3.1 Oferta de agua.

Como se dijo anteriormente la principal fuente de agua para los atajados es la proveniente de

la escorrenta superficial. Este volumen es generado por las precipitaciones sobre una pequea

rea de una microcuenca donde el agua de escorrenta es captada por canales de aduccin o

captacin en las laderas de los cerros y son conducidas al pequeo embalse. Esta fuente de

agua la conocemos como cosecha de agua cuyo volumen se determina a travs de la

siguiente expresin:

Vesc = C * P * A / 1000


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51

Vesc = Volumen de escurrimiento anual (m3)

C = Coeficiente de escorrenta adimensionalP = Precipitacin anual (mm)

A = Superficie del rea de aporte de la micro cuenca (m2)

Este volumen de escurrimiento anual debe ser bastante mayor a la capacidad del atajado. Cosa

que ocurre aun cuando las precipitaciones anuales y rea de aporte de la microcuenca (6 10

ha.) en la zona son pequeas.

Las fuentes de agua provenientes de ros, quebradas, vertientes, etc., de caudales definidosconstituyen aportes adicionales para embalsar agua en el atajado. Estas son muy importantes

ya que posibilitan el llenado de agua en el atajado varias veces. El anlisis de oferta realizado

contempla estos aportes, los mismos que mostramos resumidos y ordenados en el Anexo B

(1).

5.3.2 Demanda de agua.

Uso para riego.

Dependiendo de la zona yel rgimen hidrolgico, las necesidades de los cultivos, prioridades

del beneficiario, el agua almacenada se puede utilizar en poca de estiaje y en poca de

lluvias. En el caso de la poca de lluvias sirve como riego complementario con el fin de

asegurar la produccin agrcola, para este caso la superficie de riego se incrementa ya que el

atajado tendra que llenarse ms de una vez y tiene carcter comp lementario, este manejo de

agua depende de algunos factores como la lluvia, el clima, el suelo, el tipo de cultivo y elapropiado manejo del agua a cargo del beneficiario.

El agua almacenada es utilizada como riego suplementario en la poca de estiaje para producir

un segundo cultivo. El volumen mximo de embalse, depende de factores ya mencionados en

el prrafo anterior, y por lo general como ejemplo un atajado de 5000 m3puede producir una

hectrea de papa. (como referencia)


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52

Para determinar el volumen de agua empleado en un rea de riego se parte de la combinacin

de la transpiracin del cultivo y la evaporacin del suelo en su alrededor. Esta combinacin sellama evapotranspiracin y es el requerimiento de agua de un cultivo.

Para determinar la evapotranspiracin existen varios mtodos, pero a continuacin se presenta

el mtodo de Penman Monteith adoptado por el PRONAR para los anlisis correspondientes.

Este mtodo podemos decir que consta de dos pasos:

Paso 1

Consiste en calcular el requerimiento de agua de un cultivo de referencia. Esta

evapotranpiracin del cultivo de referencia (E T0) se calcula con el mtodo de Penman

Monteith.

( )( )

( )

( )U

eeUT

R

ETasn

34.01

*273

900408.0

0 ++

+

+=

Donde:

ET0 = Evapotranspiracin de referencia (mm/da)

Rn = Radiacin neta de la superficie del cultivo (MJ/m2/da)

Ra = Radiacin extraterrestre (mm/da)

G = Densidad del flujo del calor del suelo (MJ/m2 /da)

T = Temperatura media del aire a 2 m. de altura (0C)

U = Velocidad del viento a 2 m. de altura (m/s)

es = Presin de vapor de saturacin (KPa)

ea = Presin real del vapor (KPa)

es ea = Dficit de presin del vapor (KPa)

? = Pendiente de la curva de presin de vapor (KPa/0C)

? = Constante psicomtrica (KPa/0C)


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53

En zonas donde se dispone de toda la informacin necesaria se calcular con la frmula de

Penman Monteith. En zonas donde no se cuenta con informacin completa como ser humedadrelativa, radiacin solar, etc., la frmula se modifica para estas diversas situaciones que se

hallan en la panilla de balance hdrico en el Anexo B (2). .

Paso 2

Se introducen los coeficientes (kc)propios para cada cultivo y se determina los valores de la

evapotranspiracin del mismo (ETc)para todo su ciclo fenolgico con la relacin siguiente:

ETc= kc * ETo

ETc = Evapotranspiracin (requerimiento de agua del cultivo)

ETo = Evotranspiracin de referencia

K c = Coeficientes para el cultivo respectivo

Los coeficientes de cultivo Kcpara los tres pisos altitudinales (altiplano, valles y chaco) se

presentan en el Anexo B (3).

Este requerimiento de agua para los diferentes cultivos que conforman la cedula de cultivo

elegida constituyen valores netos, los mismos deben ser afectados por eficiencias en el riego.

Estas eficiencias en el riego a travs de atajados se reducen a: Eficiencia de conduccin,

distribucin y aplicacin parcelaria y no as la eficiencia de captacin que corresponde al rea

de aporte y embalse del atajado.

La eficiencia total ser el producto de las eficiencias enunciadas, la misma que ser aplicada al

requerimiento neto de los cultivos para obtener el requerimiento bruto de los mismos.

La relacin siguiente permite determinar el requerimiento bruto de los cultivos:


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54

n

adc

b V

eee

V

=

**

1

Donde:

Vb = Volumen bruto para riego

Vn = Volumen neto

ec = Eficiencia de conduccin

ed = Eficiencia de distribucin

ea = Eficiencia de aplicacin

CUADRO 6

EFICIENCIAS EN APLICACIN DE RIEGO

M TODO DE RIEGO EFICIENCIA (%)

Riego por superficie

Riego por aspersin

40 60

60 80

Fuente: Peter Stern

En la agricultura se considera que solo una parte de la precipitacin es efectiva para los

cultivos, existiendo mtodos para determinar estos valores tanto para Altiplano, valle y Chaco

cuyo anlisis fue tomado del PRONAR.

La precipitacin efectiva (Pe) se define como la proporcin de agua retenida en la capa

radicular con relacin a la cantidad de lluvia cada. Esta precipitacin es funcin de ciertas

caractersticas del terreno (fsicas, humedad, pendiente, cobertura, etc.) y por otra parte es

funcin de ciertas caractersticas de precipitacin (intensidad, duracin, frecuencia).

o Altiplano : Pe= (Pm 12 ) * 0.70


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55

o Valles : Pe= (Pm 15 ) * 0.75

o Chaco : Pe= (Pm 20 ) * 0.80

Donde:

Pm = Precipitacin media mensual (mm)

Pe = Precipitacin efectiva mensual (mm)

Uso pecuario.

El consumo de agua en los animales vara mucho dependiendo del tipo de clima, por ejemplo

en San Pedro de Buena Vista existen tres pisos ecolgicos que son: Puna, Cabecera de Valle y

Valle.

Cada uno de estos pisos cuenta con caractersticas diferentes de temperatura, precipitacin

pluvial, etc. Tambin el tipo de alimentacin del ganado varia en cada piso ecolgico, y el uso

o la funcin de los mismos no son iguales.

En general los requerimientos aumentan con el incremento de la temperatura y la baja

humedad ambiental. Tambin sube el consumo cuando el contenido de agua en el forraje es

bajo.

A continuacin se presenta los requerimientos de agua para algunos animales en especial:


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CUADRO 7

REQUERIMIENTO DE AGUA PARA ANIMALES

Especie Litros/Cabeza*diaVacas

Vacas en produccin de leche

Caballos

Ovejas y Cabras

Alpacas, Vicuas y Llamas

Cerdos

Cerdos lactando

Patos, Gansos y Gallinas

20 a 40

70 a 100

30 a 40

1 a 5

0.5

3 a 6

25

0.2 a 0.3

Fuente: Agricultural Compendium 1985 y M. Tichit.

Podemos determinar el uso pecuario del agua con la siguiente expresin:

Vpec = ( N * Cpec * t ) / 1000

Vpec = Volumen del uso pecuario (m3)

N = Nmero de animales (unidad)

Cpec = Consumo por animal (lt/da)

t = Tiempo (das)

Uso domstico.

El requerimiento de agua para uso domstico depende mucho de la regin, y tambin del uso(cocina, lavanderia, higiene, etc.).

El requerimiento podemos obtenerlo a travs de la siguiente expresin:

Vdom = (U * Cdom* t ) / 1000

Vdom = Volumen de uso domstico (m3)


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U = Nmero de usuarios (personas)

Cdom = Consumo por persona (lt/da)t = Tiempo (das)

Generalmente se tienen datos de consumo de agua por persona para diferentes lugares pero a

continuacin se presenta datos obtenidos con la experiencia en el lugar de trabajo:

CUADRO 8

REQUERIMIENTO DE AGUA POR PERSONA (REA RURAL)

Habitante Litros/habitante*da

AdultosNios

4030

Fuente: Elaboracin propia

Filtraciones temporales y evaporacin como un adicional a la demanda de agua.

Prdidas por evaporacin.

En los atajados este tipo de prdidas se dan por efecto de la temperatura, humedad, horas sol y

viento. (Doorembos y Pruitt, 1984)

Una forma de estimar la evaporacin en un lugar determinado es a travs del uso de un tanque

tipo A (evapormetro) donde se harn lecturas directas de alturas de perdidas por evaporacin

del agua contenida en el mismo.

A continuacin se presenta una expresin que permite calcular el volumen de evaporacin

mensual:

Veva = ( e * A esp) / 1000


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Veva = Volumen de evaporacin mensual (m3)

e = Constante promedio de evaporacin (mm/mes) obtenida a travs del evapormetroAesp = Superficie promedio de la base y el espejo de agua a mximo embalse (m

2)

Prdidas por fi l traciones temporales.

Para lograr mayor retencin de agua en los atajados, se tienen que disminuir las prdidas por

filtraciones en la base y pie de terraplenes. No obstante, en algunos casos existen filtraciones

debido a las condiciones del suelo permeable y su bajo grado de compactacin en su etapa de

construccin inicial, el mismo que se ira consolidando con el pasar del tiempo (2 aos).

Mientras exista un predominio en el porcentaje de arena y limo en la base y los terraplenes, el

riesgo de filtraciones ser mayor ya que estos tipos de suelos no cuentan con propiedades

impermeables.

Por otro lado, cuando un atajado esta recin construido existen prdidas por filtraciones en los

terraplenes, debido a que estos no estn bien compactados. Estas prdidas desaparecen con el

tiempo al consolidarse los terraplenes.

Estas prdidas tanto en la base como en los terraplenes se pueden calcular con la siguiente

expresin:

Vfil = K * A bas* t

Vfi l =Volumen de prdidas por filtraciones temporales (m3)

K = Factor de permeabilidad del suelo (m/s)

Abas =Superficie de la base del atajado (m2)

t = Tiempo (s)

A continuacin se presentan ndices de permeabilidad segn el tipo de suelo:


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CUADRO 9

PERMEABILIDAD EN SUELOS

SUELO PERMEABILIDAD K (m/s)

Predominio de arcillaPredominio de limoSuelo heterogneo (arcillo arenoso)

2.084 * 10-8

2.581 * 10-83.097 * 10-8

Fuente: Eduardo Villegas, 2000.

Requer imiento de agua.

Para determinar el requerimiento de agua total que demanda un atajado se tienen que sumar

todos los volmenes de usos (riego, pecuario, consumo domstico) y las prdidas existentes

por evaporacin y filtraciones temporales:

Vr

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