DESARROLLO Y EVOLUCION DE LOS SISTEMAS DE CAPTACIÓN

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