Sessao V_JRoldan_RChipana_Suka Kollus

SUKA KOLLUS, TECNOLOGIA PREHISPANICA DE RIEGO Y DRENAJE EN
PROCESO DE ABANDONO: ESTRATEGIAS MIXTAS DE DISEÑO Y MANEJO
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J. Roldán ; R. Chipana , M.F. Moreno , J.L. del Pino , H. Bosque
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Edificio Leonardo da Vinci. Campus Universitario de Rabanales. Universidad de Córdoba,
14071 - Córdoba, España; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Universidad Mayor de san Andrés, La Paz, Bolivia; [email protected];
[email protected]
RESUMEN
Los pobladores de los Andes desarrollaron tecnologías apropiadas para practicar la
agricultura en zonas anegadas o susceptibles a la inundación, principalmente en el área
circunlacustre del Lago Titicaca. Una de ellas son los suka kollus; consisten en
plataformas de 1 a 20 m de ancho y 10 a 100 m de largo, construidos encima del nivel
del suelo, y rodeados por canales con 1 a 4 m de ancho, por los que circula agua. Estas
estructuras se comenzaron a construir en el año 1.000 a.C., siendo importantes en la
producción de alimentos para la cultura de Tiwanacu. Según diversos estudios citados
en el texto, un manejo adecuado de los suka kollus permite la recuperación de tierras
marginales (suelos salinos e inundables), favoreciendo el riego subsuperficial y/o el
drenaje, a tenor del caso, la generación de un microclima para la mitigación del efecto
de las heladas. Por tales motivos, diversas instituciones reconstruyeron y construyeron
varias centenas de hectáreas de suka kollus en el Altiplano Norte, específicamente
alrededor del Lago Titicaca, a una altura promedio sobre el nivel del mar de 3.900 m,
invirtiendo una apreciable cantidad de recursos económicos y humanos.
En la actualidad, prácticamente más del 90% de dicha infraestructura se encuentra en
abandono por causas diversas, que van desde las socio-culturales (debido a que la
estructura social era diferente hace más de 2000 mil años atrás) a las de tenencia de la
tierra, o a las económicas, ya que actualmente es poco rentable el cultivo en este tipo
de agroecosistemas, especialmente porque los canales reducen la superficie útil para el
cultivo. Sin embargo, los agricultores de la zona se ven obligados a utilizar para la
agricultura los suelos marginales del Altiplano, más aún si se considera la carencia de
alimentos en los últimos tiempos, lo que pone en riesgo la seguridad alimentaria de los
pobladores. Por tal motivo, en el presente trabajo se plantea el diseño y manejo “mixto”
del sistema de cultivo en suka kollus, es decir, la combinación de esta tecnología con la
técnica del drenaje subsuperficial a través de tubos de PVC perforados. Esta variante
permitirá omitir entre uno o dos canales, al ser sustituido por el drenaje subsuperficial,
dando terraplenes entre 20 a 30 m de ancho (de acuerdo a las propiedades hidro-físicas
de los suelos). Además, los canales que permanecen, drenarían el exceso de agua
producto de escurrimientos y lluvias de alta intensidad.
1. ANTECEDENTES
Desde hace miles de años atrás los agricultores del Altiplano generaron diversas
tecnologías para adaptarse al clima agreste de esta región. En la zona circunlacustre
del Lago Titicaca, se desarrolló la tecnología de los suka kollus, muy probablemente
para hacer frente a las inundaciones mediante el drenaje del exceso de agua y a la vez
para elevar la temperatura del ambiente como medio de defensa contra las heladas,
convirtiendo así a este agroecosistema menos vulnerable.
Los camellones (suka kollus, en aymara; waru waru, en quechua; raised fields, en
inglés) son plataformas de tierra de cultivo elevadas, con 1 a 20 metros de ancho, y 10 a
100 de metros de largo, y 0,5 a 1 metro de alto. Están rodeados de canales de 1 a 4 m
de ancho con una profndidad de 0,5 a 1 m. Se estima que los suka kollus cubren más
de 120.000 hectáreas en la cuenca del Lago Titicaca, la mayoría de los cuales están
abandonados (Figura 1). Las excavaciones arqueológicas de los camellones
demostraron que su construcción inicial se dio hacia el año 1000 a.C, donde la
producción de los suka kollus y otras formas de agricultura intensiva aseguraron el
desarrollo de las sociedades complejas que se encontraban dentro de la referida cuenca
(Erickson, 2006).
Figura 1. Fotografía aérea del patrón complejo de suka kollus precolombinos cerca del
Lago Titicaca, con canales (líneas oscuras) y plataformas (líneas menos
oscuras) (Erickson, 2006).
La cultura tiwanakota empleó diferentes herramientas en la transformación y
construcción de los suka kollus (Figura 2).
Figura 2. Herramientas usadas en la construcción de suka kollus: Lausana (izquierda),
chakitajlla (centro) y waqtana (derecha).
La infraestructura de suka kollus fue abandonada antes o inmediatamente después de
la conquista española, y la mayoría de los campos fueron convertidos en pasto para las
haciendas coloniales. A principios de los años 80 se comenzaron a reconstruir los suka
kollus, contando con la participación activa desde el principio de los agricultores locales.
Debido al éxito de los trabajos, se acometieron, entre los años 1981 y 1987, nuevos
proyectos de reconstrucción de suka kollus en Bolivia y Perú. Algunos sostenían la idea
de que eran la solución a la pobreza rural de los Andes. A mediados de los años
noventa, sin embargo, ciertos investigadores empezaron a criticar tales proyectos por el
abandono de los suka kollus rehabilitados, cuestionando la sostenibilidad de esta
tecnología.
Actualmente, gran parte de los suka kollus están abandonados (aunque algunos podrían
estar en barbecho). Las razones son diversas y complejas. El factor más importante es
que las condiciones sociales, políticas y económicas son diferentes comparadas con
hace más de 2000 mil años. Otros factores son la disminución de la superficie de cultivo
por el área ocupada por los canales, las exigencias de la competitividad laboral, los
ciclos de barbecho, la pérdida genética de los cultivos, la competencia con la ganadería
y el predominio de la agricultura familiar sobre la comunal.
Asimismo, los rendimientos de los cultivos, sobre todo el de papa, bajaron notablemente
porque no es posible cultivar de forma continua e intensiva sin periodos de barbecho
(descanso), especialmente por la existencia de nemátodos cuya población en el suelo
va creciendo con la presencia de anfitriones adecuados. Además, en los primeros años
se implementaron suka kollus en suelos que habían permanecido en descanso por
varias décadas.
Por las razones mencionadas, el futuro de está tecnología está en entredicho, debido a
que el interés y entusiasmo de agricultores e instituciones por ella disminuyeron
bastante. Sin embargo, en la presente coyuntura (agricultura de subsistencia con bajo
nivel tecnológico y reducida superficie de cultivo) sigue constituyendo una opción para
habilitar tanto suelos marginales e inadecuados para la agricultura, -los salinos, los
inundados y las praderas ubicadas en zonas bajas en proceso de erosión-, como zonas
donde se dan condiciones adecuadas y suficiente cantidad de agua. Estos aspectos
permitirían la plantación no sólo de cultivos andinos, sino también de hortalizas (cebolla,
ajo, zanahoria, etc.) y forrajes convencionales y de invierno, bajo la óptica de una
producción integrada (agrícola y pecuaria). Otra utilidad no explotada hasta ahora es el
uso de estos agroecosistemas ancestrales con fines paisajísticos y manejo de bofedales
(humedales) (Figura 3), lo que atraería el turismo nacional e internacional.
Figura 3. Suka kollus precolombinos rehabilitados, una categoría de paisaje agrícola
tradicional (Erickson, 2006).
Por tales motivos, en el presente trabajo se plantea el diseño y manejo “mixto” del
sistema de cultivo en suka kollus, que sería objeto de un futuro trabajo específico de
investigación. Es decir, se pretende combinar esta tecnología con la técnica del drenaje
subsuperficial a través de tubos de PVC perforados. Esta variante permitirá excluir uno
o dos canales, al ser sustituido por el drenaje subsuperficial, dando lugar a terraplenes
de entre 20 a 30 m de ancho (de acuerdo a las propiedades hidro-físicas de los suelos).
Además, los canales que permanecen drenarían el exceso de agua producto de
escurrimientos y lluvias de alta intensidad.
2. EL AGROECOSISTEMA DE SUKA KOLLUS
Descripción de los suka kollus
Según Erickson (2000), la infraestructura agrícola de los suka kollus es la más antigua
en América del Sur (Figura 4).
Figura 4. Restos de suka kollus prehispánicos (Berenguer, 2000)
Básicamente consisten en una serie de plataformas de tierra rodeadas por canales de
agua y ordenadas de diferente manera, según la pendiente. Los suka kollus se
construyen excavando el terreno para la formación de canales de tierra. El suelo de los
canales se distribuye encima de las plataformas, elevando la superficie original del
suelo. De acuerdo con Erickson (1992), los suka kollus forman un microclima lo que
permite obtener elevadas producciones, disminuir los efectos de las heladas en los
cultivos, reciclar los nutrientes contenidos en la materia orgánica de los canales, drenar
el exceso de agua e irrigar los cultivos (Figura 5). Los cultivos se instalan sobre las
plataformas de tierra, y los canales circundantes deben estar conectados con entradas y
salidas de agua.
Figura 5. Esquematización del sistema de producción en suka kollus (adaptado de
Nakajima, 2004).
Este tipo de agroecosistema ocupa, desde su primera descripción sistemática y técnica
dentro la cuenca del Lago Titicaca, un lugar preponderante como tecnología ancestral
de su pasado milenario (Bandy, 2005). Por tales motivos, durante las últimas décadas la
agricultura en suka kollus fue elogiada en Bolivia y Perú como una tecnología ancestral
idónea para el clima agreste del Altiplano (Swartley, 2000).
El agua que circula en los canales entre las plataformas (Figura 6) tiene efectos
benéficos sobre el microclima, pues regula la temperatura local absorbiendo la energía
solar a lo largo del día -que se irradia al suelo circundante-, y al aire en la noche (Kolata
y Ortloff, 1989). Nakajima (2004), indica que los suka kollus permiten por su
configuración, como plataformas de tierra alternadas con canales de agua, la
concentración y liberación de calor, pues se mantiene una temperatura estable sobre
ellas durante la noche, razón por la cual el sistema se ha presentado como una técnica
agrícola idónea para amortiguar las helada y favorecer una alta productividad. Sánchez
de Lozada et al. (1998) muestran que el efecto de mitigación de heladas es
esencialmente la consecuencia de procesos aéreos relacionados con la circulación del
aire durante la noche desde los canales hacia las plataformas.
Figura 6. Suka kollus en la región del Lago Titicaca (Lhomme y Vacher, 2003).
Producción del cultivo de papa en suka kollus
Morales (2008) señala, después de analizar información sobre la producción de papa en
el periodo 1994 a 2008 en las zonas suka kolleras del Altiplano boliviano, que la
distribución de frecuencias de rendimientos del cultivo muestra un sesgo positivo, lo que
indicaría que los datos no se ajustan a una distribución normal, sino a una distribución
Weilbull, debido a que existe una fuerte tendencia de rendimientos elevados en casos
aislados. Similar tendencia se observa en los datos de rendimientos por sistemas de
producción (Figura 7), donde se puede advertir que la producción de papa es superior
en los suka kollus, comparado con el sistema de “pampa” (sistema de cultivo tradicional
a secano efectuado en las planicies del Altiplano) y “ladera” (sistema de cultivo
tradicional a secano efectuado en las laderas de las serranías que rodean al Altiplano).
Cabe destacar el rendimiento alcanzado por Yucra (2006) en suka kollus de la localidad
de Batallas, que fue de 71,72 Mg/ha.
Figura 7. Rendimientos del cultivo de papa (Mg/ha) por sistema de producción
(Morales, 2008).
Régimen climático en los sistemas de suka kollu y pampa
a) Dinámica de la temperatura en suka kollus
Las diferencias de temperatura del aire entre el sistema de suka kollus y “pampa”
reportadas por investigadores varían entre 0,26 a 2 oC a favor de los suka kollus. Por
ejemplo, Erickson (1986), encontró que la temperatura en suka kollus era superior en 2
o
C en noches que se presentaron heladas; en cambio Canahua y Larico (1992)
concluyeron que la diferencia de temperaturas mínimas entre el sistema de suka kollus
y “pampa” se aproximaba a 1 oC.
Durán (1992) al efectuar una comparación de temperaturas mínimas en ambos
sistemas, encontró una diferencia de 0,26 oC y 0,28 oC, a favor de los suka kollus, para
una altura de 0,20 m y 1 m, respectivamente. Por su parte, Huanca (1996) observó que
las diferencias de temperatura promedio medido a 3 alturas (0,10; 0,50; 0,80 m) entre
los sistemas de suka kollus y “pampa” no sobrepasan los 1 oC, pese a la extensa
superficie de suka kollus (10 ha).
Lhomme y Vacher (2003) efectuaron experimentos micrometeorológicos minuciosos en
suka kollus durante los años 1994 y 1995, en la zona de Kallutaca (cerca del Lago
Titicaca). En la Figura 8 se presenta una serie temporal de temperatura mínima diaria
del cultivo de papa medido a 10 cm de altura, para los suka kollus y “pampa”. Las
temperaturas varían entre 2 °C a -10 °C: la tempera tura mínima en suka kollus fue
siempre mayor que en “pampa”, entre 1 a 2 oC, lo que es una indicación de la
atenuación de las heladas.
Figura 8. Variación de la temperatura mínima diaria del aire a 10 cm de la superficie del
suelo en suka kollus y en “pampa” (Lhomme y Vacher, 2003).
Similar tendencia encontró Stache (2000) durante el mes de diciembre de 1997 (Figura
9), donde el comportamiento de la temperatura mínima a 10 cm de la superficie del
suelo fue mayor en suka kollus que en “pampa”.
Figura 9. Variación de la temperatura mínima en suka kollus y en pampa a 10 cm de la
superficie del suelo, en la zona de Batallas (Stache, 2000).
Sanchez de Lozada et al. (1998) encontraron también que en los suka kollus la
temperatura mínima del agua es muy superior que en las plataformas, y encima de esta
la temperatura es menor cerca de la superficie del suelo. Las temperaturas mínimas en
“pampa” fueron menores que en suka kollus (Figura 10).
Figura 10. Distribución de la temperatura promedio mínima (oC) en la superficie de la
plataforma y en los canales de los suka kollus, para Chucara (A) y
Achacachi (B) (Sanchez de Lozada et al., 1998).
b) Temperatura del agua de los canales
Quispe et al. (1994), registraron datos de temperatura del aire en el mes de febrero en
pampa de -5,75 oC y en suka kollu de -4 oC, en tanto que a nivel del canal fue de -2 oC y
a 10 cm debajo de la superficie del agua fue de 9,5 oC. En el mes de marzo estos
valores fueron -6,65 oC para “pampa”, -5,15 oC en suka kollu, -4,1 oC a nivel del canal y
7,25 oC a 10 cm de profundidad de la lámina de agua. Por su parte Aguilar (1992)
observó que las temperaturas mínimas dentro el agua (10 cm abajo) se mantienen
entorno a 7,1 oC. Bosque (1994) menciona que a 10 cm de profundidad de la superficie
del agua se tiene un promedio de temperatura mínima de 4,4 oC.
Yucra (2006), señala que la radiación solar que absorbe el agua, es utilizada para
aumentar su energía interna; así como la absorbe, también la pierde. La amplitud de
variación de la temperatura es de 9 °C como promedi o con mínimas registradas cerca a
los 10 ºC y máximas de 19 ºC. En el mes de noviembre se tienen las temperaturas más
altas y en el mes de abril las más bajas, pero en ningún momento estuvieron próximas
al punto de congelación.
Entre el agua del canal y el suelo de la plataforma aparentemente existe conducción de
calor desde las 12:15 hasta las 24:00 horas, debido a que la temperatura del agua es
mayor que la del suelo; sin embargo, después de las 24 horas la temperatura del agua
es menor que la del suelo, por lo que se presume que desde ese momento existe una
transferencia de calor de la plataforma hacia el canal de agua. Aunque la pérdida de
calor por conducción del agua hacia el suelo o de manera inversa no parece ser
importante.
Por tanto, la temperatura de la superficie del agua y del interior de la masa de agua
mantiene un comportamiento moderado y uniforme, es decir, tarda más en calentarse y
en compensación tarda más en enfriarse. De esta manera el agua en los canales
produce un efecto termoregulador.
c) Humedad del aire
Bosque (1994) indica que la humedad relativa del aire fue siempre mayor en el sistema
de suka kollus que en “pampa”, con una diferencia promedio de 3,3%. Huanca (1996)
afirma que por efecto del incremento de la humedad relativa del aire en los suka kollus
la temperatura del punto de rocío se eleva en relación al testigo. Por tanto, habrá mayor
condensación de agua sobre las hojas del cultivo produciéndose un mecanismo
adicional para la protección de los tejidos (transferencia de calor sensible al aire
circundante).
Por su parte Sanchez de Lozada 1996), apoya la sugerencia de la circulación del aire
húmedo desde los canales hacia las plataformas, es decir, debido a que la presión
parcial del vapor de agua decrece desde el canal hacia el centro de las plataformas, se
produce un recorrido de la circulación de aire húmedo debido al gradiente del contenido
de humedad. El aire cercano a la superficie del agua, normalmente tiene un contenido
de humedad más alto y la humedad relativa (HR) se incrementa mientras el aire
asciende y se enfría. En este proceso de circulación, el aire con alto contenido de
humedad en la superficie de los canales se mueve hacia el centro de las plataformas, y
ocurre una mezcla con el aire seco y la humedad relativa decrece. Cuando el aire
desciende cerca a la superficie del suelo, se enfría hasta una temperatura cercana al
punto de rocío, llegando la presión de vapor de agua a igualarse a la presión de vapor a
saturación. Este proceso confirma la descripción de la literatura de la formación de una
neblina que cubre los camellones durante las heladas.
Lhomme y Vacher (2003), indican que la humedad del aire tiene un impacto positivo
sobre la mitigación de heladas, cuando la humedad relativa aumenta de 50 a 100%, la
temperatura mínima del cultivo puede incrementarse de 1 a 3 °C, según los días. Este
efecto está relacionado obviamente con una mayor condensación del vapor de agua
sobre las hojas y un balance radiativo menos negativo. Este efecto es notorio a partir del
75% de humedad relativa. También indican que la evaporación del agua de los canales
tiende a aumentar la humedad del aire y favorecer la liberación de calor.
d) Potencial del agua del suelo
Stache (2000), determinó el potencial del agua del suelo (tensión) en el sistema de suka
kollu y “pampa”, en la zona de Batallas. En la Figura 11 se presenta la precipitación
pluvial ocurrida en el periodo (A), el potencial promedio del agua del suelo de suka
kollus para dos profundidades 15 y 25 cm de la superficie (B) y el potencial promedio
para el suelo de “pampa” (C). En el sistema de suka kollus los potenciales son mayores
a una profundidad de 25 cm debido a que está más próximo a la zona de saturación del
suelo. Lo contrario ocurre en el suelo de la “pampa”, donde los potenciales son menores
a esa profundidad. Dentro las plataformas el potencial del agua a 15 cm de profundidad
varía entre sigue -50 a -450 hPa, con una tendencia que sigue la ocurrencia de las
precipitaciones pluviales, y a 25 cm de profundidad el potencial fluctúa entre 0 a -395
hPa, es decir, entre saturación y próximo a capacidad de campo. El suelo de la “pampa”
a una profundidad de 25 cm tiene una variación del potencial entre 0 a -390 hPa, en
tanto que a 15 cm de profundidad de 0 a -290 hPa.
Los anteriores valores muestran que en los suka kollus el movimiento del agua se da
preferentemente en forma ascendente, a partir de la napa freática; en cambio en los
suelos de la pampa el flujo predominante es descendente con una fuerte dependencia
de las precipitaciones, lo que se expresa en la gran variabilidad de los valores de
potencial, ocurriendo incluso periodos de anegamiento por falta de drenaje.
e) Atenuación del efecto de las heladas
De acuerdo con Canahua y Larico (1992), el descenso de la temperatura por debajo de
0 oC es uno de los factores no controlables e inmodificables que condiciona el desarrollo
de la agricultura en la cuenca del Lago Titicaca. La diferencia de temperaturas a 0.10 m
de altura entre suka kollus y pampa es más notoria que a 0,5 m. Se puede advertir que
existe mayor diferencia de temperaturas a favor de los suka kollus entre los meses de
diciembre a marzo con presencia de mayor cantidad de agua en los canales
Sánchez de Lozada et al. (1998) demostraron experimentalmente que la transferencia
de calor ocurre esencialmente en el aire y no en el suelo, ya que el flujo de calor de los
canales hacia las plataformas utilizando al suelo como medio conductor, no es suficiente
como para contribuir de manera significante al efecto de mitigación de heladas. Este
efecto se produce por la diferencia de temperaturas entre suka kollus (plataforma y
canal) y pampa (Figura 12), aunque también observaron que existe una condensación
de agua en las hojas de las plantas resultado de una elevada humedad relativa, lo que
hace posible la formación de escarcha para atenuar los efectos de la helada.
Figura 11. Variación de la precipitación pluvial (A), tensión del agua del suelo en el
centro de la plataforma de suka kollus a dos profundidades del suelo (B) y
tensión en el suelo de “pampa” a dos profundidades (C), en la zona de
Batallas (Stache, 2000).
Figura 12. Distribución de la temperatura en la superficie de las plataformas y canales,
para la helada del 13 de febrero de 1995 (Sanchez de Lozada et al., 1998).
La duración e intensidad de las heladas son factores que determinan la severidad del
daño a los cultivos, es decir, para temperaturas menores o iguales a 0 °C. En los meses
de mayor incidencia de heladas donde se presentan temperaturas extremadamente
bajas, el tiempo de duración de las heladas en suka kollus fue menor en 15 minutos
respecto a pampa. En general la duración de las heladas es menor en el sistema de
suka kollus respecto a la pampa, aunque en algunos casos principalmente cuando las
temperaturas son muy bajas, las duraciones se igualan y en algunos casos se invierten.
En términos de intensidad la tendencia es clara con diferencias de temperatura en favor
de los suka kollus (Figuras 13 y 14).
Figura 13. Efecto de la helada en el cultivo de papa en el sistema de suka kollus en la
zona de Batallas (Yucra, 2006).
Figura 14. Efecto de la helada en el cultivo de papa en el sistema de pampa en la zona de
Batallas (Yucra, 2006).
Descripción del sistema hidráulico de los suka kollus
El régimen hidráulico del sistema de suka kollu se describe como un sistema de riego
subsuperficial y drenaje a través de canales, cuyo objetivo es el de proporcionar la
humedad adecuada a los cultivos y drenar el excedente de agua.
a) Balance hídrico en el sistema de suka kollus
Colque (2000) y Yucra (2006) plantean un volumen de control para el balance hídrico en
suka kollus (Figura 15), donde se tienen los siguientes componentes:
Entradas:
1. Caudal de entrada del sistema (qe).
2. Precipitación pluvial (pp).
Salidas:
1.
2.
3.
4.
Caudal de drenaje o salida (qs).
Percolación (i).
Evaporación de agua de los canales (Evp).
Evaporación de agua de la superficie del suelo+transpiración del
cultivo = Evapotranspiración (ETp).
qe + pp = qs + i + Evp + ETp
Figura 15. Volumen de control en el sistema suka kollu (plataforma + canales).
(1)
La percolación, i, puede ser considerada una infiltración vertical de agua, cuya magnitud
estará en función a la carga hidrostática (altura de agua) y de las propiedades
hidrofísicas del suelo. Adicionalmente, se podría considerar como entrada al sistema el
flujo ascendente de agua (qas), en función al gradiente de potencial hídrico del agua del
suelo (∆ψ/∆Y) y a la conductividad hidráulica del suelo (K), así como el flujo horizontal
de agua (qhor), como entrada o salida, dependiendo del nivel de la capa freática del
sistema. Dentro la dinámica del agua en el sistema de suka kollus se debe también
considerar la variación del contenido de humedad del suelo (∆θ), que será positivo si
“gana” agua o negativo si “pierde” agua. El movimiento transversal del agua, se da
desde los canales hacia la plataforma (flujo horizontal de agua), suministrando de esta
manera agua para los cultivos (riego subsuperficial).
b) Diseño de un sistema de suka kollus en el Altiplano
Las regiones inundables como las que rodean al Lago Titicaca tienen como
característica tener un nivel freático cercano a la superficie (Figura 16). Este nivel
freático se mantiene generalmente estacionario con ligeros descensos en la época
seca. Por tanto debido a la presencia de los canales que aportan un volumen adicional
de agua se forma la capa freática encima el nivel freático local. Así, los canales tienen
una doble utilidad: en la temporada de lluvias (octubre a febrero) el nivel freatico local
sube entonces los canales sirven para drenaje del exceso de agua; en cambio en la
temporada seca (abril a septiembre) suministran de agua a las plataformas para el riego
subsuperficial.
De acuerdo con Yucra (2006), el diseño integral del sistema de suka kollus queda
definido en general por cinco dimensiones geométricas:
1.
2.
3.
4.
5.
Ancho del canal de agua (Ww).
Ancho de la plataforma (Wc).
Altura de la plataforma (profundidad del canal) (H).
Altura del nivel de agua (calado de agua) (h).
Ancho y largo total del sistema (W, L).
un parámetro hidráulico:
1.
Caudal de alimentación mínimo.
Figura 16. Áreas potenciales para la construcción de suka kollus en zonas
circundantes al Lago Titicaca.
3. IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA MIXTO DE DRENAJE EN SUKA KOLLUS
En suka kollus que se encuentran a orillas del Lago Titicaca, donde la capa freática se
encuentra cerca de la superficie del suelo, la principal función de este agroecosistema
es el drenaje del exceso de agua. En estas zonas es posible incrementar el ancho de
las plataformas y en consecuencia el área de cultivos, mediante la implementación del
drenaje subsuperficial a través de tuberías perforadas de PVC (Figura 17). Para ello se
debe excavar zanjas a una profundidad entre 0,80 m a 1m de profundidad y colocar
alrededor del tubo de PVC arena gruesa como envoltura, facilitando de esta manera el
ingreso de agua. De acuerdo con la conductiviad hidráulica para suelos saturados (20
mm/h), es factible utilizar plataformas entre 20 a 30 m de ancho, con lo cual se omitirían
entre 2 a 3 canales.
Un cálculo rápido y muy somero permite avalar lo anterior. En efecto, si se considera
que el drenaje requerido en este caso es consecuencia de la necesidad de evacuar el
exceso de precipitación, conviene fijar, en primer lugar, el régimen de lluvias. Los datos
existentes fijan una pluviosidad media de 600 mm que ocurre entre diciembre y marzo
(120 días). La intensidad máxima de precipitación se sitúa en 60 mm/h suponiéndose
que constituye una recarga instantánea de agua. Dicha recarga causa una elevación de
la capa freática que debe descender antes de la próxima lluvia máxima, en este caso 12
días. Este cálculo supone la consideración de un drenaje en régimen variable lo que nos
proporciona resultados en el lado de la seguridad.
Los restantes datos de partida serían:
Suelo franco: V(porosidad eficaz): 0,09; K (conductividad hidráulica): 0,6 m/día
Profundidad nivel freático (zona libre de agua para desarrollo radicular): 0,8 m
Profundidad drenes: 1,8 m
Profundidad capa impermeable: 5 m
Aplicando la ecuación de Glover-Dumm (Ritzema, 1994):
1/2
 K d t   
h c.0 
L=π
 Ln 1,16

 V   
h c, t 
-1/2
(2)
donde:
L: distancia entre drenes
hc,o: 1,8 – 0,8 = 1 m
Elevación por recarga instantánea; (0,06/0,09) = 0,66 m
hc,t: 1 – 0,66 = 0,34 m
t = 12 días
d = profundidad ficticia de derrame de Hooghoudt, que se obtiene de (Ritzema, 1994):
d=
D
8D
D
1+
Ln
πL
πr
(3)
con D = altura de los drenes sobre la capa impermeable = 5 – 1,8 = 3,2 m
r = radio del dren = 0,1 m (diámetro comercial más frecuente)
Resolviendo la ecuación de Glover-Dumm con los datos expuestos y suponiendo que
tanto las zanjas de drenaje abiertas como las tuberías de drenes subsuperficiales
trabajan de la misma forma, se obtiene:
L = 30,15 m
Es decir, dado que el ancho de las plataformas de los caballones es de 30 m, incluso
parce que no fuera necesaria la instalación de un dren subsuperficial intermedio. No
obstante, su colocación nos situaría en el lado de la seguridad. En cualquier caso, estos
resultados abren el camino hacia una investigación de campo que nos llevaria a las
conclusiones definitivas.
Por tanto, el avenamiento del agua se dará mediante los canales (drenaje superficial) y
por las tuberías enterradas (drenaje subsuperficial), lo que garantizará la evacuación del
agua en periodos de máxima recarga del agua subterránea.
Con esta modificación, los suka kollus podrían se afectados en su propiedad de mitigar
el efecto de las heladas, sin embargo, en los terrenos que circundan el Lago Titicaca las
heladas tienen menor intensidad y duración que en el resto del Altiplano. Además en la
actual conyuntura de fragmentación de la propiedad agrícola y carencia de tierras en
está región, esta práctica se presenta como una gran opción para reincorporar suelos
marginales a la actividad agrícola.
El caudal de salida y altura de los calados de agua en los canales se controlarían
mediante compuertas instaladas en diferentes puntos dentro el sistema.
Figura 18. Suka kollus con plataforma ancha (20 a 30 m) y con un sistema mixto de
drenaje (superficial y subsuperficial).
4. CONCLUSIONES
El cultivo en suka kollus es una tecnología ancestral que fue utilizada durante más de
mil años para la producción de alimentos de civilizaciones precolombinas.
Los suka kollus permiten mitigar los efectos de las heladas a través del incremento de la
temperatura en la zona del follaje entre 0,5 a 2 oC.
El riego en suka kollus se da mediante el flujo ascendente de agua desde la napa
freática hacia la zona radicular (riego subsuperficial).
La evacuación del exceso de agua es otra función importante, principalmente de los
suka kollus ubicados en zonas bajas con niveles freáticos cercanos a la superficie.
Los rendimientos de papa en suka kollus son superiores a los obtenidos en la
agricultura tradicional de secano
Para reducir el área de canales e incrementar la superficie neta de cultivo es factible la
implementación de sistema mixto de drenaje (subsuperficial y superficial), e incorporar
tierras marginales a la agricultura.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Agradecimientos
El trabajo se desarrolló entre julio y septiembre de 2008 en el marco del Proyecto
Revalorización de tecnologías ancestrales y formación de recursos humanos en riego y
manejo sostenible del agua en zonas áridas, financiado por la Agencia Española de
Cooperación Internacional (AECI), a quién se agradece su colaboración, y en el que
participan profesores de las Universidades de Córdoba, Córdoba, España, y Mayor de San
Andrés, La Paz, Bolivia.