manejo de los recursos hídricos

Elaborado por Ing. en Rec. Hídr. (M.Sc.) Mario Basán Nickisch INTA-EEASE


Índice general Pá

g. N°

1. INTRODUCCIÓN 1 2. CICLO HIDROLÓGICO 2 3. EL TIEMPO ATMOSFÉRICO 3

3.1. Evaporación 3 3.2. Precipitación 5

4. AGUA SUBTERRÁNEA 8 4.1. Detección del agua subterránea 9

5. CALIDAD DEL AGUA 13 5.1. Efectos de las sales del agua en el organismo animal 13 5.2. Contribución de las sales del agua a la nutrición animal 16 5.3. Contenido máximo de Sales Totales para los animales 17 5.4. Análisis de agua e interpretación 19

6. CONSUMO DE AGUA 23 7. UBICACIÓN Y CÁLCULO DE AGUADAS 24

7.1. Selección del lugar 25 7.2. Dimensión o capacidad 26 7.3. Construcción de la represa 28 7.4. Tratamiento del piso de un reservorio de agua 30 7.5. Decantadores 35 7.6. Vertedero de excedencias 38 7.7. Área de captación y canales encauzadores 39

8. ACCESO AL AGUA SUBTERRÁNEA 42 8.1. Perforaciones profundas 46

9. DEPÓSITOS DE AGUA 48 10. CAÑERÍAS 53

10.1. Golpe de ariete 54 10.2. Pérdidas de carga y cálculo de cañerías 54 10.3. Cálculo de los bebederos 64

11. MECANISMOS DE EXTRACCIÓN Y ELEVACIÓN DE AGUA 65 11.1. Altura de succión o aspiración 65 11.2. Bombas volumétricas alternativas de émbolo 66 11.3. Molino como medio para transmitir energía 68 11.4. Cálculo del molino 73 11.5. Bombas centrífugas 74 11.6. Cálculo de la altura manométrica total 76 11.7. Potencia necesaria de una bomba centrífuga 76 11.8. Consumo de gas oil 78 11.9. Bombas alimentadas con energía solar 78

12. MANEJO Y MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS 80 12.1. Molino con chupador pata de araña 82


12.2. Molino con chupador flotante 83 12.3. Mezcla de aguas 85 12.4. Recarga artificial de acuíferos salinos o de poco caudal 85

13. POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO 89 13.1. Características del agua potable 89 13.2. Fuentes de agua potable 89 13.3. Valores guía de la calidad del agua potable 90

14. POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA AMBIENTES RURALES 91 14.1. Filtros de arena 92 14.2. Caso particular de un filtro de arena para los aljibes 93 14.3. Dosificación de cloro 94

15. SISTEMA DE RIEGO PARA HUERTAS 98 15.1. Caso particular de un sistema de riego por goteo 99

16. MANEJO DEL AGUA DE LLUVIA PARA RIEGO EN CERCOS 100 16.1. Elementos necesarios para el crecimiento de las plantas 100 16.2. Nivelación del terreno 101 16.3. Conformación de las curvas de nivel 102 16.4. Recomendaciones para un mejor aprovechamiento del agua 104 16.5. Rendimiento esperado en zonas de secano 105 16.6. Estrategia con lluvias 105 16.7. Beneficios de acumular el agua en el suelo 106

17. CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO 106 17.1. Peligro de salinización del suelo 106 17.2. Peligro de sodificación del suelo 107 17.3. BIBLIOGRAFÍA 111

Ábacos Ábaco 1: para caños plásticos. 56 Ábaco 2: para caños galvanizados. 57

Figuras Figura 1: Ciclo Hidrológico 2 Figura 2: Distintos tipos de acuíferos. 8 Figura 3: Trayectoria de la corriente eléctrica en un suelo homogéneo. 10 Figura 4: Superficies equipotenciales en un suelo homogéneo. 11 Figura 5: Forma y dimensiones de una represa tipo artesa. 29 Figura 6: Unión de plásticos sin aditivos. 32 Figura 7: Perfil transv. del decantador de sedim., la rápida y el disip. de ener-gía.

35

Figura 8: Vista en planta del decant. de sedim., la rápida y el disip. de energía. 36 Figura 9: Represa con sus componentes. 37


Figura 10: Sup. de ingreso de agua mayor en un pozo que en una perforación. 44 Figura 11: Molino instalado en un antepozo. 45 Figura 12: Tanque australiano y bebedero. 49 Figura 13: Pérdidas de carga en la cañería que abastece al bebedero. 55 Figura 14: Ejemplo de cálculo de cañerías. 58 Figura 15: Bomba volumétrica alternativa de émbolo. 66 Figura 16: Cañería // al molino que permite el envío de agua a lugares aleja-dos.

71

Figura 17: Utilización del molino para elevar e impulsar el agua con un pulmón. 72 Figura 18: Bomba centrífuga tipo turbina. 74 Figura 19: Electrobomba sumergible. 75 Figura 20: Electrobomba alimentada con energía solar. 79 Figura 21: Molino con mecanismo chupador pata de araña. 82 Figura 22: Molino con chupador flotante. 83 Figura 23: Recarga del acuífero libre con agua de lluvia. 86 Figura 24: Perfil de un Sistema Multipropósito con sus partes esenciales. 87 Figura 25: Inyección de agua de lluvia a acuíferos profundos. 88 Figura 26: Filtro lento de arena para clarificar el agua de las represas. 92 Figura 27: Vista en Planta del sistema completo de riego por goteo de la huer-ta.

99

Figura 28: Perfil de un sist. de extracción manual y filtrado para riego por goteo. 99 Figura 29: Elementos necesarios para el crecimiento de las plantas. 101 Figura 30: Nivelación con mangueras. 101

Fotos

Foto 1: Equipo de prospección geoelétrica. 11 Foto 2: Represa construida con terraplén soporte para depósitos de agua. 29 Foto 3: Revestimiento de represa con plástico de 200 micrones de espesor. 32 Foto 4: Taludes con suelocemento y piso de tierra. Abajo plástico de 200 µ. 33 Foto 5: Distribución de bentonita sódica para impermeabilizar la represa. 34 Foto 6: Revestimiento con bentonita sódica. Humedec. y compactación. 34 Foto 7: Decantador de mampostería. 38 Foto 8: Calzado de un pozo con mampostería y anillos de hormigón armado 43 Foto 9: Calzado de un pozo con maderas 43 Foto 10: Calzado de un pozo con anillos de hormigón premoldeado 44 Foto 11: Molino instalado en un antepozo. 46 Foto 12: Máquina perforadora con cañerías y filtros de H°G. 48 Foto 13: Construcción del piso de un tanque australiano con hormigón armado. 50 Foto 14: Bomba volumétrica alternativa de émbolo instalada en un molino. 67 Foto 15: Instalación de 2 patas del molino en un poste amurado al pozo. 70 Foto 16: Tanques en torre de molino p/envío de agua hacia zonas alejadas. 71 Foto 17: Electrobomba sumergible colocándose en un perforación de 4 pulg. 75 Foto 18: Batería de paneles solares que alimentan a una electrobomba su- 80


merg. Foto 19: Inversor de corriente que transforma los 12 Volts en 220 Volts. 80 Foto 20: Chupón flotante en un pozo calzado. 84 Foto 21: Modelo de filtro de aljibe. 93 Foto 22: Modelo de prefiltro de un aljibe con malla mosquitera y cuchara tradic. 94 Foto 23: Dosificador sin electricidad que utiliza pastillas de cloro. 95 Foto 24: Dosificador sin electricidad que utiliza cloro líquido. 95 Foto 25: Juego de reactivos para cloro y pH, más un recipiente graduado. 98 Foto 26: Implementación de riego por goteo en una huerta comunitaria. 98 Foto 27: Bomba de mano, tacho q/filtra agua y distr.de cañería p/riego p/goteo. 100 Foto 28: Nivelación con mangueras. 102 Foto 29: Demarcación de curva de nivel con estacas y conformación del bordo. 103 Foto 30: Siembra de alfalfa con sembradora y tapado con rastra de ramas. 105

Gráficos Gráfico 1: Evaporación Media Mensual en Añatuya (Santiago del Estero). 4 Gráfico 2: Precipitaciones Anuales en San Pedro (Santiago del Estero). 7 Gráfico 3: Ajuste Estadístico de Precipitaciones en San Pedro (Sgo. del Este-ro).

7

Gráfico 4: Determina la resist. aparente a medida que se avanza en prof. 12 Gráfico 5: Diagrama de clasificación de aguas según salinidad y sodicidad 109

Tablas Tabla 1: Clasificación del agua para ganado bovino en zonas templadas. 18 Tabla 2: Clasificación del agua para ganado bovino, ovino, caprino y equi-no.

18

Tabla 3: Clasificación del agua para animales en Oeste de Australia. 18 Tabla 4: Clasificación del agua para animales de la Fac. de Agron. de la UBA.

19

Tabla 5: Valores hidroqu. máx. tolerables en bovinos p/climas templados. 22 Tabla 6: Consumo de agua del ganado bovino, equino, caprino, ovino y porcino.

23

Tabla 7: Requerimientos de agua del ganado en condiciones normales. 24 Tabla 8: Coeficiente de escorrentía en función del tipo de suelo y la pen-diente.

39

Tabla 9: Coeficiente de escorrentía, en función de varios factores. 40 Tabla 10: Longitudes ficticias equivalentes de accesorios de cañerías. 55 Tabla 11: Pérdidas de carga o de altura en cañerías galvanizadas. 62 Tabla 12: Pérdidas de carga o de altura en cañerías de plástico. 63 Tabla 13: Elección del molino en función de la alt. de elev. y del Q a extra- 68


er. Tabla 14: Elección de bombas centríf. en fun.. de la alt. man. y del Q a ex-traer.

78

Tabla 15: Valores Guía de calidad del agua para consumo humano. 90

Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria


1

Manejo de los Recursos Hídricos en Regiones Semiáridas y Áridas

para Áreas de Secano

1. INTRODUCCIÓN

En las regiones semiáridas y áridas es muy distinta la realidad hídrica que se presenta en las zonas con fuentes de agua superficiales permanentes (ríos, lagunas, etc.), y aquellas de secano, donde el déficit hídrico es crítico durante todo el año.

En las primeras las demandas pueden planificarse y manejarse satisfactoria-mente, mientras que en las segundas debe recurrirse a las fuentes de aguas meteóri-cas y/o subterráneas para cubrir el déficit imperante.

El agua subterránea, con excepción de áreas privilegiadas y restringidas, pre-senta características en cuanto a cantidad y calidad, que en la mayor parte de los ca-sos no permiten su explotación, ya sea por los elevados índices hidroquímicos, que in-hiben su utilización, o por las características hidráulicas propias de los acuíferos, que limitan o imposibilitan la explotación del recurso.

El agua de lluvia, única fuente viable para su explotación en una vasta área de estas regiones, correctamente manejada, permite desarrollar las actividades agrope-cuarias, cuya principal limitante son las deficiencias hídricas.

A nivel regional, la disponibilidad de tecnologías y técnicos sobre sistemas apropiados de captación, conducción, almacenamiento, conservación y distribución del agua para propósitos múltiples es escasa, y la transferencia se ve dificultada por diver-sos factores.

El INTA ha implementado Módulos de Experimentación Adaptativa que permitie-ron evaluar y ajustar parámetros de las alternativas de manejo del agua de estas fuen-tes para un empleo eficiente de esos sistemas. Esto último forma parte de la introducción a los lectores en la evaluación de las fuentes de agua, capacitarse en técnicas de cálculo y manejo de las variables de los distintos elementos que conforman el manejo de reservorios para consumo humano, abrevado animal y riego de huertas o de pequeños predios.



2

2. CICLO HIDROLÓGICO

El concepto de ciclo hidrológico se visualiza iniciándose con la evaporación del agua de los océanos. Ese vapor de agua resultante es transportado por las masas mó-viles del aire.

Figura 1: Ciclo Hidrológico.

Bajo condiciones adecuadas, el vapor se condensa para formar las nubes, las cuales, a su vez, pueden transformarse en precipitación. La precipitación que cae sobre la tierra se dispersa de diversas maneras. La mayor parte de ésta es retenida temporalmente por el suelo en las cercanías del lugar donde cae, y regresa eventualmente a la atmósfera por evaporación y por transpiración de las plantas. Otra porción de agua que se precipita escurre sobre la superficie del suelo, don-de puede alcanzar las corrientes de agua. La porción restante se infiltra en el suelo para alimentación de las plantas o del agua subterránea. Bajo la influencia de la gravedad, tanto la escorrentía superficial como el agua subterránea se mueven hacia zonas más bajas, y con el tiempo pueden incorporarse a los océanos. Sin embargo, una gran parte regresa a la atmósfera producto de la eva-poración y de la transpiración, antes de alcanzar a los mismos. Esta descripción simplificada del ciclo hidrológico permite destacar fases bási-cas de interés para nuestro estudio: lluvia, evaporación, flujo superficial, escorrentía y flujo de agua subterránea y percolación.



3

3. EL TIEMPO ATMOSFÉRICO

Las características hidrológicas de una región están determinadas por su estruc-tura geológica, geográfica y, fundamentalmente, por su clima.

Entre los factores climatológicos preponderantes que hay que tener en cuenta en estos estudios están los efectos de la temperatura, el viento y la humedad, que inci-den directamente en la evaporación de las superficies libres de agua, y la cantidad, in-tensidad y distribución de las lluvias, que permiten alimentar a las represas.

3.1. Evaporación

En las regiones semiáridas y áridas la evaporación que pueda esperarse es un elemento decisivo en el diseño de las represas o reservorios. Su valor oscila entre los 4 y 12 mm/día. La definición hidrológica de evaporación está restringida a la tasa neta de trans-porte de vapor hacia la atmósfera. La tasa de evaporación varía dependiendo de factores metereológicos, entre los cuales la radiación es el más importante. También depende proporcionalmente de la temperatura del aire, de la presión de vapor y del viento. De esta manera, existe una variación importante con la latitud, la época del año, la hora del día y las condiciones de nubosidad. Para cuantificar la evaporación se ha desarrollado una variedad de técnicas pa-ra deducir o estimar el transporte de vapor desde superficies de agua. Para ello lo más obvio sería plantear un balance hídrico en el reservorio entre las variables de entrada (precipitación y caudal de entrada), de estado (variación de almacenamiento) y de salida (caudal de salida, infiltración y evaporación). Se plantea:

PP + Qentrada = ∆Vol + I + Ev + Qsalida [1]

donde:

PP: precipitación sobre el reservorio. Qentrada : caudal que ingresa al reservorio proveniente del área de captación. ∆Vol: variación de almacenamiento. I: infiltración que se produce en el piso y taludes del reservorio. Ev: evaporación de la superficie de agua. Qsalida: caudal de excedencia que se va por el vertedero. teniendo que estar todas las variables expresadas en términos de volumen. Por lo tanto, despejando de [1]:

Ev = PP + Qentrada -∆Vol - I - Qsalida



4

Otra metodología es mediante un balance energético, que a los efectos prácti-cos resulta muy difícil cuantificar todas las variables necesarias a tener en cuenta para cerrar ese balance. Asimismo, existen combinaciones de estos métodos, tratando de suplir estos in-convenientes, pero el número de variables sigue siendo poco manejable. Debido a esto, el tanque evaporimétrico Tipo A (estandarizado a nivel mundial) es el instrumento de evaporación con mayor uso en la actualidad, donde la relación en-tre la evaporación en un reservorio y la del tanque (coeficiente del tanque) es bastante consistente de un año a otro, y no varía excesivamente de región a región. En el siguiente Gráfico se puede visualizar la evolución de la evaporación a tra-vés del año, cuyos valores fueron obtenidos en un Tanque Tipo A de la Estación Agro-metereológica del INTA en Añatuya (Santiago del Estero, Argentina):

0

50

100

150

200

Evaporación en Tanque Tipo A (mm)

E F M A M J J A S O N D

Meses

Evaporación Media Mensual

Añatuya-Sgo.del E. Per.:1978/91

Gráfico 1: Evaporación Media Mensual en Añatuya (Santiago del Estero).

Se estima el coeficiente anual del tanque estandarizado Tipo A en 0,7. Esto quiere decir que para obtener el valor de evaporación que se produce en un reservorio hay que multiplicar por 0,7 al valor obtenido en el tanque de evaporación Tipo A:

Evreservorio = Evtanque A * 0,7 [2]

Es conveniente para cada zona ajustar este coeficiente, que varía entre 0,6 y 0,8. La operación de un tanque evaporimétrico situado cerca de un reservorio es re-lativamente barata y debe producir estimativos razonablemente precisos de la evapo-ración anual de ese cuenco receptor.



5

3.2. Precipitación

Se refiere a todas las formas de agua que llegan a la tierra desde la atmósfera (llovizna, lluvia, rocío, nieve, granizo).

La precipitación que a nosotros nos interesa es el producto formado por la con-densación del vapor de agua atmosférico que cae a la superficie, y constituye la mate-ria prima de nuestro estudio. Según los fenómenos metereológicos que las originan hay tres tipos de precipi-taciones: - Precipitación convectiva: originada por el calentamiento de las masas de aire próximas a la superficie de un suelo que ha recibido una fuerte insolación. Suelen ser tormentas locales propias del verano.

- Precipitación frontal o ciclónica: se originan por contacto de masas de aire con tempe-ratura y humedad diferentes. Pueden ser de frente frío o cálido. - Precipitación orográfica: son propias de las zonas montañosas, se originan por el en-friamiento y consiguiente condensación de vapor de agua en las masas de aire, que al encontrarse con laderas, ascienden por ellas.



6

En general, las precipitaciones se originan por combinaciones de dos o de tres

de los tipos anteriores. 4 parámetros describen a una lluvia:

- La magnitud: es la cantidad total de lluvia que cae en un punto (en mm) diaria-mente, mensualmente, anualmente, etc.

- La intensidad: es la cantidad de lluvia que cae en un determinado tiempo (cm/h, mm/h, etc.)

- La duración: el tiempo durante el cual cae la lluvia (minutos, horas, etc.) - La frecuencia: la posibilidad de que una cierta cantidad de lluvia caiga en un

cierto período (una vez cada 3 años, una vez cada 5 años, etc.)

Las características de las lluvias en las regiones semiáridas y áridas son que ocurren generalmente a causa de las nubes convectivas, son de corta duración, de re-lativamente alta intensidad y caen en áreas limitadas con alta variabilidad.

Como regla general, cuanto menor es el promedio de la lluvia anual mayor es su

variabilidad:

Para la medición de la precipitación se han desarrollado diversos instrumentos y técnicas que permiten obtener la información que interese. Son informaciones puntuales, que luego deben estudiarse en el tiempo y en el espacio. El pluviómetro es un instrumento que sirve para medir la cantidad de lluvia caí-da, mientras que el pluviógrafo también permite conocer la intensidad y distribución de la misma, siendo estos dos últimos datos necesarios e imprescindibles para cuantificar la escorrentía superficial en el sistema que se analice. Existen metodologías que permiten obtener datos areales de una región, estimar datos faltantes de una serie (media aritmética, Thiessen, isoyetas), determinar las va-riaciones geográficas y temporales. Para nuestro estudio, un primer paso es conocer el promedio anual de precipita-ción de una serie (Gráfico 2), lo más larga posible, del lugar que se analice, ya que los períodos húmedos tienden a balancearse con los secos alrededor de la media, donde los períodos de años secos merecen un análisis especial en este caso.



7

0

200

400

600

800

1000

Precipitación (mm)

34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 82 86 90 94

Años

Precipitaciones Anuales

San Pedro-Sgo del Estero 1.934/94

PPmedia = 490 mm

Gráfico 2: Precipitaciones Anuales en San Pedro (Santiago del Estero).

La aplicación de un ajuste estadístico de esa serie sí permite asumir valores de lluvia, que en promedio serán superados, en función de determinadas probabilidades o recurrencias que interesen (Gráfico 3), siendo ésta una variable de diseño importante en el sistema que se pretenda implementar.

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

Recurrencia (años)

200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Precipitaciones Anuales (mm)

Ajuste Estadístico de Precipitaciones

San Pedro 1934/90

Clculó pesó: Ing. MariBasán Nickisch

2

5

10

50

250

1,1

100

25

Gráfico 3: Ajuste Estadístico de Precipitaciones en San Pedro (Santiago del Estero).

El análisis de las tormentas se puede realizar de manera precisa con los datos proporcionados por los pluviógrafos, que permiten obtener las tormentas de di-seño para nuestra área de captación. Relacionando estos valores con la cobertura su-perficial, tipo de suelo, humedad antecedente y pendiente del área de captación, nos permite cuantificar el volumen que escurre hacia el reservorio, es decir, obtener la va-riable de entrada principal al sistema analizado.



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4. AGUA SUBTERRÁNEA

La existencia del agua subterránea depende de las conformaciones geológicas y su recarga de las geomorfologías regionales y locales. En nuestra región son consecuencia fundamentalmente de las filtraciones de agua de lluvia a través del suelo en sus zonas más permeables y de la infiltración en los propios cursos de agua. Las mismas se pueden encontrar formando varias napas o acuíferos, separados por estratos impermeables. Las arenas, las gravas y los fragmentos de rocas en sus espacios porosos per-miten potencialmente acumular agua en cantidad para ser explotada con relativa facili-dad, mientras que los materiales de textura fina, como por ejemplo las arcillas, y las ro-cas con poros pequeños no disgregadas, permiten la división o la base de los distintos acuíferos. La cantidad de agua que puede almacenar un acuífero se establece por el pro-medio de la recarga anual de ese reservorio subterráneo, mientras que el rendimiento sostenido de los pozos o perforaciones está limitado por la cantidad y velocidad del agua subterránea que se mueve hacia el acuífero explotado desde los sitios de infiltra-ción. El primer manto saturado es el acuífero libre o napa freática. El agua se encuen-tra prácticamente a presión atmosférica, es decir, su nivel fluctúa con la misma y, ge-neralmente, no son de un elevado rendimiento. Está más propenso a contaminaciones bacteriológicas y su calidad química depende de las particularidades de los suelos que son atravesados para su recarga.

Figura 2: Distintos tipos de acuíferos.



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Los acuíferos semiconfinados y confinados son aquellos en los que el agua está sometida a una presión superior a la atmosférica por una o varias capas impermea-bles. Si se perfora el nivel se elevará por encima del manto superior de confinamiento, dependiendo de la presión hidrostática existente en ellos. Cuando el agua fluya por so-bre la superficie del terreno se denomina pozo artesiano de flujo surgente, mientras que si el nivel de agua se encuentra por debajo de la superficie del suelo, pero por en-cima del nivel del acuífero, se llama pozo artesiano de flujo semisurgente. 4.1. Detección del agua subterránea

Cuando se toma la decisión de estudiar el aprovechamiento del agua subterrá-nea, ya sea como única fuente de suministro, o como complemento del agua meteóri-ca, es importante conocer algunos métodos técnicos que permitan minimizar las inver-siones, sin desmedro de la calidad final de los datos que se requieren. En gran parte de nuestra región se puede disponer de información hidrogeológi-ca regional, pero se carece de los datos locales específicos donde se precisa la infor-mación. Para ello, un primer paso es realizar el inventario de pozos existentes en la zona que se piensa explotar, siendo ésta la información preliminar más importante. De esos datos se puede llegar a obtener la localización y profundidad de las na-pas, que tipos de estratos se atraviesa, las variaciones del nivel de agua de las mis-mas, la forma más adecuada de construcción del pozo o perforación y su rendimiento. La información referente a los datos de calidad de los distintos acuíferos y los distintos grados de permeabilidad de los estratos atravesados es muy importante. Si se posee un número suficiente de pozos distribuidos arealmente (cosa que es poco común) se puede lograr un plano que permita visualizar puntos de igual elevación de la freática (plano de isopiesas), y con ello estimar la pendiente y dirección en que fluye el agua subterránea. La geomorfología, la estructura de la red de escurrimientos y la vegetación son características que hay que tener en cuenta en estos estudios. En los valles es más frecuente encontrar agua subterránea que bajo las eleva-ciones del terreno. Los valles aluviales de las corrientes de agua superficiales, sean perennes o no, son ambientes propicios para encontrar agua a poca profundidad y con alto rendimien-to. La identificación de paleocauces permite suponer la posibilidad de explotación de agua del subsuelo. La presencia de vegetación que requiera buena humedad en zonas de escasas precipitaciones constituye un indicio de agua subterránea a poca profundidad.



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Si se puede obtener fotografías aéreas de la zona a estudiar con la mayor esca-la posible o imágenes satelitales, la interpretación de las mismas nos permite visualizar la probabilidad de existencia de agua en el subsuelo, ya que suministran información geomorfológica y de vegetación, que luego debe ser cotejada en el lugar. Una vez realizados los pasos anteriores, donde se pueden acotar las superficies a explotar, el paso siguiente sería efectuar perforaciones preliminares o exploratorias, a los efectos de corroborar la presunción de agua subterránea en ese lugar. Otra metodología que se recomienda es realizar prospecciones geoeléctricas, que constituyen el paso previo a esas perforaciones, constituyendo un ahorro conside-rable de inversiones. El método de prospección estudia la constitución y disposición de las capas del subsuelo y la existencia de acuíferos. Además de inferir la presencia de agua subterrá-nea con un margen de seguridad aceptable, permite determinar tentativamente la cali-dad del agua. El principio básico de este método consiste en medir la resistividad aparente de los distintos estratos del subsuelo. Si se conectan los dos polos de una fuente de energía eléctrica a dos electrodos insertados en la superficie del suelo, la corriente atravesará el subsuelo entre dichos electrodos en todas las direcciones, tanto en superficie como en profundidad, alrede-dor de cada electrodo. Cada electrón que parte de un electrodo recorre el subsuelo en busca del polo opuesto, para equilibrar la diferencia de potencial, y de ese modo, ce-rrar el circuito:

Figura 3: Trayectoria de la corriente eléctrica en un suelo homogéneo.



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Foto 1: equipo de prospección geoelétrica.

Si se considera un suelo homogéneo y se hace pasar corriente, el campo eléc-trico experimenta variaciones de potencial, donde se pueden encontrar puntos que po-seen el mismo potencial eléctrico. Uniendo esos puntos se obtendrán circunferencias semiconcéntricas alrededor de cada uno de los electrodos, tanto en superficie como en profundidad:

Figura 4: Superficies equipotenciales en un suelo homogéneo.



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A medida que se desplazan los electrodos alejándose, mayor será la profundi-dad que alcanzan las superficies de corriente, atravesando en su trayectoria capas o estratos de diferente resistividad. Al incidir sobre un material de resistividad distinta, la dirección de las líneas de corriente sufre desviaciones en su recorrido, acercándose o alejándose de una línea perpendicular al terreno. Estas variaciones se registran en los instrumentos de medida que conforman el equipo de prospección. La presencia de un acuífero origina alteraciones evidentes en los valores de re-sistividad eléctrica. La magnitud de esas variaciones indicará la calidad del agua detec-tada, mientras que la persistencia de esos valores a medida que se avanza en profun-didad, determina el espesor del manto saturado, dando una idea del caudal que se puede extraer. Para ello se debe confeccionar un gráfico de resistividad a diferentes distancias de los electrodos (se avanza en profundidad), que mediante la comparación con curvas patrones permiten inferir los resultados anteriores.

Método de Wenner

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-20,0

-10,0

0,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

110

120

130

140

resistividad aparente

profundidad (m)

Gráfico 4: Resistividad aparente a medida que se avanza en profundidad.

En condiciones reales, en este último paso es imprescindible contar con sufi-ciente experiencia de campo y técnica en el ámbito hidrogeológico, a los efectos de no arribar a valores que pueden alejarse de la realidad.



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5. CALIDAD DEL AGUA

El aprovechamiento de agua meteórica en los reservorios superficiales suele presentar índices de turbiedad y de materia orgánica que no son los recomendados, dependiendo directamente de las características del área de captación y de zonas ve-cinas. Se debe prestar especial atención a acciones antrópicas: utilización de fertilizan-tes en sembradíos y la aplicación de agroquímicos, así como también alejar o minimi-zar el manejo de hacienda adonde se pretenda “cosechar” agua de lluvia. Naturalmente se pueden producir incorporaciones de elementos inorgánicos cuando en el área de captación existen “manchones” de superficies yesosas y calizas o sódicas, debiéndose evaluar su incidencia y, en casos críticos, aislarlas y no permitir su aporte a los reservorios. El problema de aguas saladas y/o amargas se presenta generalmente en la ex-plotación de fuentes subterráneas, cuyo origen se debe a que el agua de lluvia (exenta de sales), al penetrar en el suelo por infiltración, incorpora los minerales solubles, y luego, por percolación, actúa como recarga de los acuíferos. El agua subterránea, a excepción del acuífero libre, puede no contener organis-mos patógenos, que muchas veces poseen las aguas superficiales. Además, la esca-sez de oxígeno y nutrientes evita su desarrollo y multiplicación. Generalizando, el agua de perforaciones tiene más pureza orgánica, pero es más rica en sales minerales disueltas. 5.1. Efectos de las sales del agua en el organismo animal

Dentro de los animales, algunos son más resistentes a las concentraciones de sales totales que otros. Al ganado caprino y ovino le siguen el bovino de cría, el de in-vernada, el lechero, siendo los más sensibles el ganado equino y el porcino y por {ulti-mo las aves. Tanto el exceso como el déficit juegan un rol negativo en la producción de los animales, y el desafío pasa por lograr índices de concentración aceptables, propen-diendo a los óptimos, de acuerdo a cada especie, para obtener las rentabilidades de-seadas en la explotación ganadera. Con temperaturas de ambiente elevadas aumenta el riesgo de intoxicaciones por el incremento del consumo de agua, por ello se debe tratar de suministrar agua lo más fresca posible (tanques cubiertos, forestación en zonas de abrevado). Concentraciones salinas altas por lo general aumentan el consumo, salvo casos de toxicidad. El consumo de pastos secos es otro factor de aumento en el consumo de agua, reduciendo la tolerancia en la concentración de las sales.



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Los animales jóvenes son los que menos toleran las aguas saladas y los bovi-nos lecheros toleran hasta un 40 % menos que los de cría. El grado de acostumbramiento al agua salina es muy importante, ya que anima-les nacidos y desarrollados bebiendo estas aguas, las pueden tolerar sin inconvenien-tes, dentro de límites admisibles; mientras que animales habituados a consumir aguas dulces, al beber aguas salinas sufren trastornos, que pueden perdurar o disminuir y hasta desaparecer, luego de un período de adaptación. El efecto más notable del agua con exceso de sales se manifiesta en un menor consumo de alimentos, esto repercute directamente provocando una disminución en el peso corporal y una menor producción láctea. Esto suele ir acompañado de diarrea, gastroenteritis, rigidez de las extremidades, ataxia y parálisis. Para el caso particular del ganado bovino se analizan algunos efectos de las sa-les más comunes en distintas concentraciones: * Cloruros (Cl): El más común es el Cloruro de Sodio (ClNa), o sal común, que le da al agua gusto salado. Una concentración de 20 gr/lt resulta tóxica, aún en invierno, pro-vocándoles falta de apetito, pérdida de peso y deshidratación. Con 15 gr/lt en el agua de bebida pueden soportar en invierno, pero aún a concentraciones menores resultan afectados los animales en el verano. El límite para rodeos de cría es de 10 a 11 gr/lt, y para invernada no debe pasar los 7 gr/lt. El Cloruro de Magnesio (Cl2Mg) es de gusto muy amargo y de acción purgante suave. Las sales de Mg son más perjudiciales que concentraciones similares de Na. Un contenido de 2 gr/lt puede dar lugar a pérdida de apetito y diarrea intermitente, mi-nimizándose este hecho si el agua contiene cantidades similares de Sulfato de Sodio. El Cloruro de Calcio (Cl2Ca) aparece frecuentemente y su acción también es purgante suave. Los animales no toleran concentraciones mayores a 10 gr/lt. * Sulfatos (SO4): Los más frecuentes son los de Magnesio y Sodio, dándole al agua un sabor amargo y un efecto purgante. Actúan sobre el equilibrio ácido-básico alterando las concentraciones normales de Calcio y Fósforo en el suero. Este efecto se minimiza cuando las aguas poseen Calcio, de allí la importancia de suplementar con Calcio y Fósforo la hacienda, si de la determinación previa del análisis de agua indica concen-traciones nocivas de Sulfatos. Esto último externamente les provoca decoloración del pelo. El efecto laxante de los Sulfatos depende en gran medida del acostumbramiento de los animales, siendo el máximo tolerable de 4 gr/lt. Ahora si existe Ca en concentra-ciones altas en el agua ese límite puede llegar a 7 gr/lt. La concentración mínima de los Sulfatos debe ser de 0,1 gr/lt para una óptima fi-jación del Nitrógeno no proteico por las bacterias no ruminales.

Si se encuentra como Sulfato de Sodio (SO4Na2) en proporción de 1 gr/lt aproximadamente, favorece en un mayor consumo de alimento. En caso de no existir



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en el agua, es conveniente dar Sulfato de Sodio en bateas con harina de hueso y sal común, sobre todo cuando los animales consumen pasturas diferidas * Carbonatos (CO3) y Bicarbonatos (CO3H): En aguas de bajo contenido salino es co-mún que los Bicarbonatos sean las sales que aparezcan con mayores concentracio-nes, siendo el más común el Bicarbonato de Sodio. Con altas temperaturas los Bicarbonatos se transforman en Carbonatos (Dureza temporaria). Se ha determinado que los bovinos pueden ingerir concentraciones de Carbona-tos y Bicarbonatos considerados en conjunto de 2 a 3 gr/lt sin tener trastornos, minimi-zándose este problema, ya que las aguas de bebida normalmente no pasan de los 2 gr/lt. * Nitratos (NO3) y Nitritos (NO2): Su presencia va asociada a contaminaciones de ma-teria orgánica en descomposición. También puede deberse a plantas acuáticas, algas, peces u otros animales muertos en los depósitos de agua o reservorios. Otro origen son los fertilizantes o las propias sales presentes en el terreno. Los procesos de descomposición de la materia orgánica determinan la forma-ción de Amoníaco, que por oxidaciones sucesivas se transforma en Nitrito y finalmente en Nitrato. De allí radica la importancia de manejar las áreas de captación y los reservorios de tal manera de minimizar el aporte de deyecciones de los animales. Este problema aumenta potencialmente en épocas lluviosas y disminuye hasta desaparecer en épocas secas. En caso que se determine la presencia tanto de Nitritos como de Nitratos en el agua de bebida, debe efectuársele un análisis bacteriológico para detectar la existencia o no de gérmenes patógenos. Se estima que aguas que contienen de 1 a 3 gr/lt de Nitratos pueden producir in-toxicaciones. En el caso de los Nitritos tan sólo 10 mgr/lt pueden ocasionar problemas. Los animales intoxicados, entre otros síntomas, presentan diarreas, salivación, respiración rápida y cianosis. * Arsénico (As): La elevada toxicidad del Arsénico exige un riguroso control de las aguas sospechadas, pues aún en dosis pequeñas pueden acumularse en el organismo y provocar intoxicaciones crónicas. Cuando sucede esto último los animales se en-cuentran inapetentes, débiles, se mueven con torpeza, pueden presentar convulsiones, diarreas y gastroenteritis hemorrágica. Para el bovino se estima que la concentración máxima en el agua de bebida se encuentra entre los 0,2 y 0,3 mgr/lt.



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Haciendo un análisis particular de los Cationes y su incidencia en el agua de bebida: * Sodio (Na): El Sodio combinado constituye casi el 3 % de la corteza terrestre, su con-centración suele ser alta, llegando a inutilizar importantes fuentes de agua. * Potasio (K): Es un elemento esencial en la nutrición, puede llegar a ser perjudicial en altas concentraciones, pero es muy poco frecuente. Sus propiedades son muy semejantes a las del Sodio y se lo suele agrupar con éste en los análisis químicos. Sobre todo cuando la salinidad del agua no es despre-ciable. * Calcio (Ca) y Magnesio (Mg): Son los principales responsables de la dureza de las aguas, siendo muy frecuentes en las mismas. Las aguas con un contenido elevado en sales de Magnesio poseen un sabor desagradable. Los límites para el Magnesio son de 0,25 gr/lt para vacas lecheras, 0,40 gr/lt para terneros destetados y 0,50 gr/lt para animales adultos. Mientras que para el Calcio no se dan límites. 5.2. Contribución de las sales del agua a la nutrición animal

El aporte mineral que efectúa el agua de bebida a la dieta de los animales en una medida adecuada contribuye en beneficio de la nutrición y producción ganadera. El agua que posee estas cualidades suele denominarse agua engordadora, y las concentraciones óptimas de los minerales dependerá de que especie se trate (bovino, caprino, equino, etc.). Para el ganado bovino, las Sales Totales pueden jugar un rol favorable por de-bajo de los 6 a 7 gr/lt, de acuerdo a su composición. El Cloruro de Sodio en concentraciones bajas, estimula el crecimiento y desarro-llo de los animales, y su concentración óptima va a depender de la que tiene el forraje que consuma. El consumo de aguas duras lleva a la ingestión de cantidades significativas de Calcio y Magnesio, sobre todo cuando el forraje son pasturas maduras. Algo similar sucede con el Sulfato de Sodio, ya que da una tendencia a consu-mir mayores cantidades de alimentos y, por ende, al aumento de peso. El Bicarbonato de Calcio en concentraciones adecuadas complementa los re-querimientos minerales de los animales. Hay que tener en cuenta que en épocas de lluvias aumenta el contenido de Fós-foro en la materia seca de las pasturas en crecimiento, mientras que el Calcio disminu-ye.



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Cuando tenemos zonas con aguas de un tenor salino despreciable se denomi-nan aguas deficientes en sales, como por ejemplo, vertientes de sierras donde esca-sea el pasto, produciéndose en el ganado lo que se conoce como hambre de sal. Algo similar sucede con aquellos que abrevan en aguas cuya única fuente de alimentación es la de lluvia (represas). Es común ver a los animales lamiendo en los caminos para poder incorporar minerales. Surge la necesidad de suministrar en forma permanente en saladeros o bateas Cloruro de Sodio, harina de hueso y minerales menores, debiendo hacer el control de que tipo de alimentación se les brinda, prestando especial cuidado en la época inver-nal, cuando consumen pasto natural diferido del período de lluvias, ya que el lavado produce la disminución en el contenido de minerales y nutrientes orgánicos. 5.3. Contenido máximo de Sales Totales para los animales

Los contenidos salinos totales de las aguas se determinan en Laboratorio hir-viendo el agua a 105 ºC hasta que ésta se evapora totalmente, luego se pesan los re-siduos resultantes, siendo ese valor el Residuo Seco a 105 ºC. Este es uno de los valores más importantes para determinar la calidad del agua de bebida, pero es necesario complementarlo con el análisis de las principales sales que intervienen, para determinar los efectos sobre los animales. Es difícil fijar los límites de los valores analíticos de las sales totales para clasifi-car las aguas como aptas o no aptas para abrevado animal, ya que se interrelacionan varios factores, como ser consumo de agua, hábitos de abrevado, acostumbramiento, tipos de sales, alimentos, etc. Como cifra tentativa para el ganado bovino en zonas con elevada concentración de sales se da como límites máximos a valores que oscilan entre 11 y 13 gr/lt de sales totales, siempre que predomine Cloruro de Sodio y no presenten concentraciones ele-vadas de Magnesio y Sulfatos. La siguiente tabla de clasificación de aguas para bovinos corresponde para ani-males de pastoreo en zonas templadas:



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Tabla 1: Clasificación del agua para ganado bovino en zonas templadas:

Sales Cloruro Sulfato MagnesioCría Inverne - Tambo Totales de Sodio

Deficiente Deficiente Menos de 1 gr/lt ----- ----- -----Muy buena Muy buena Más de 1 gr/lt 0,6 gr/lt 0,5 gr/lt 0,2 gr/ltMuy buena buena Hasta aproximadamente 2 gr/lt 1,2 gr/lt 1 gr/lt 0,25 gr/ltBuena Aceptable Hasta aproximadamente 4 gr/lt 2,4 gr/lt 1,5 gr/lt 0,3 gr/ltAceptable Mala Hasta aproximadamente 7 gr/lt 4,2 gr/lt 2,5 gr/lt 0,4 gr/ltMala Hasta aproximadamente 11 gr/lt 6,6 gr/lt 4 gr/lt 0,5 gr/ltCondicionada Hasta 13 gr/lt 10 gr/ltr 7 gr/lt 0,6 gr/ltFuente: "Manual de Aguas y Aguadas para el Ganado" 2da Edición 2001 Guillermo Bavera

Para

CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS PARA BEBIDA DE BOVINOS

Para el ganado bovino, ovino, caprino y equino una clasificación orientativa de aguas en [gr/lt] es: Tabla 2: Clasificación del agua para ganado bovino, ovino, caprino y equino:

Tipo

BOVINOS

(Carne)

BOVINOS

(leche)

OVINOS y CAPRINOS

EQUI-

NOS

R.Seco SO4 Mg R.Seco SO4 Mg R. Seco SO4 Mg R. Seco

Excelente < 2 < 1 < 0,2 < 1,6 < 0,8 < 0,6 < 2,2 < 0,9 < 0,2 ------ Buena 2-4 1-2 0,2-0,4 1,6-3,8 0,8-1,6 0,6-0,32 2,2-4,4 0,9-1,7 0,2-0,4 ------ Regular 4-7 2-3 0,4-0,45 3,8-5,6 1,6-2,4 0,32-0,36 4,4-7,7 1,7-2,6 0,4-0,48 ------ Tolerable 7-10 3-3,5 0,45-0,5 5,6-8 2,4-2,8 0,36-0,4 7,7-11 2,6-3 0,48-0,55 < 6,5 Mala > 10 > 3,5 > 0,5 > 8 > 2,8 > 0,4 > 11 > 3 > 0,55 < 6,5 Fuente: J. A. Carrazzoni (INTA-R.S.PEÑA) “GANADERÍA SUBTROPICAL ARGENTINA”

En el Oeste de Australia se adoptaron los siguientes límites máximos: Tabla 3: Clasificación del agua para animales en Oeste de Australia:

Tipo Sales Totales en mgr/ltr

Aves de corral 2.900Cerdos 4.300Equinos 6.500Bovinos para inverne y tambos 7.200Bovinos para carne 10.000Ovinos adultos 12.000Fuente: Water cuality studies P.H.S. Cincinati EEUU

Límites máximos de sales totales para animales



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Otros valores para tener en cuenta:

Tabla 4: Clasificación del agua para animales de la Facultad de Agronomía de la UBA:

Tipo Sales Totales en mgr/ltr

Equinos 6.500Cerdos 6.000Bovinos para tambos 7.000Bovinos para carne 13.000Lanares 13.000Fuente: Facultad de Agronomía UBA

Límites máximos de sales totales para animales

5.4. Análisis de agua e interpretación

En campo puede ser de utilidad la determinación del contenido salino del agua por medio del gusto como guía práctica, haciendo la salvedad que de ninguna manera puede reemplazar al análisis de Laboratorio. Para las Sales Totales:

< 1.000 mgr/lt.......... sin gusto < 2.000 mgr/lt.......... salobre suave < 4.000 mgr/lt.......... muy salobre > 5.000 mgr/lt.......... intolerable para las personas

Para el Cloruro de Sodio:

< 1.000 mgr/lt.......... sin gusto < 2.000 mgr/lt.......... salado suave < 5.000 mgr/lt.......... muy salado > 10.000 mgr/lt.......... salmuera

Para el Sulfato de Magnesio:

< 1.000 mgr/lt.......... sin gusto < 2.000 mgr/lt.......... amargo apenas perceptible < 5.000 mgr/lt.......... amargo suave > 10.000 mgr/lt.......... amargo fuerte

Los análisis de agua se realizan esencialmente para determinar la factibilidad de su uso y sus incidencias en el organismo, según cada especie. Salvo casos particulares, donde se sospeche contaminación orgánica, se debe-rán realizar análisis bacteriológicos, en los cuales las tomas de muestra deben hacerse con recipientes esterilizados (se consiguen en las farmacias).



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Una vez obtenida la muestra para análisis bacteriológicos debe conservarse en hielo y sin luz para no alterarla, y transportarse al Laboratorio en el menor tiempo posi-ble (lo ideal es llevar la muestra a Laboratorio ni bien se extrae). Un dato importante es que se recomienda llevarla entre los días lunes y miércoles de la semana, ya que a la misma se le hace un proceso de cultivos que lleva de 2 a 3 días para obtener el resul-tado final. Si se quiere obtener una muestra para análisis químico, la misma debe tomarse dejando previamente funcionar al mecanismo extractor (molino o bomba) unos minu-tos. Hay que tratar de no tomar las muestras de los depósitos y bebederos, ya que la concentración salina puede estar afectada por la evaporación. En los pozos a cielo abierto en los cuales no se extrae agua por algún tiempo es necesario efectuar un bombeo más prolongado asegurándose de que el agua que se envase para análisis sea la del acuífero y no la alterada por otras fuentes. No debe contener restos vegetales pues eso provoca alteración en los resulta-dos. Se puede envasar en botellas comunes de plástico o vidrio, previo enjuague a su llenado por lo menos 2 veces con el agua que se quiere analizar. Se deben descar-tar las botellas que se han utilizado anteriormente para contener combustibles, vene-nos o cualquier otro líquido que pueda alterar los resultados. De igual manera, debe trasladarse al Laboratorio en el menor tiempo posible, tratando de que no sobrepase los 3 días. Es importante que se identifiquen claramente las botellas en el mismo momento de su llenado, donde básicamente debe tener los siguientes datos: nombre del propie-tario, lugar bien identificado, fuente (río, canal, pozo, perforación, represa), nivel del agua respecto a la superficie, profundidad total de la perforación o pozo, fecha, nombre del Técnico u Organismo que pide hacer el análisis, que tipo de análisis se requiere. Si hay dudas al respecto se debe desechar la muestra y reiterar la extracción. Al solicitar un análisis químico, las determinaciones básicas que se deben pedir: - Residuo Seco a 105 ºC. - Aniones: Carbonatos, Bicarbonatos, Cloruros y Sulfatos. - Cationes: Sodio, Potasio, Calcio y Magnesio. y como determinaciones complementarias: el Arsénico, por su toxicidad y poder acu-mulativo, el Flúor y el pH, la Dureza Total y la Alcalinidad Total, para efectuar poten-ciales tratamientos del agua que se quiera utilizar. En la práctica, las determinaciones de los análisis químicos, con excepción del pH, se expresan en [mgr/lt], por ser fácilmente comprensibles para efectuar la interpre-tación de los resultados. Las determinaciones básicas pueden complementarse bajo la forma de combi-naciones hipotéticas, es decir, las formas probables en que pueden encontrarse los Cationes y Aniones existentes en el agua analizada.



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Esto sirve para aquellas fuentes de agua que posean valores altos de salinidad, ya que la existencia de una u otra sal puede hacerlas aptas o inhibirlas para consumo de los animales. Esas determinaciones se obtienen expresando las sales en orden creciente de solubilidad, es decir, en el orden más probable en que se puedan combinar los iones para formarlas. La metodología para determinar las combinaciones hipotéticas es la siguiente:

1) A los datos obtenidos en las determinaciones básicas en [mgr/lt] (habiendo adi-cionado previamente los Bicarbonatos a los Carbonatos y el Potasio al Sodio, por lo ya explicado anteriormente), se los debe expresar en [meq/lt]:

Carbonato: ............ mgr/lt x 0,03333 = ............ meq/lt

Cloruro: ............ mgr/lt x 0,02821 = ............ meq/lt

Sulfato: ............ mgr/lt x 0,02083 = ............ meq/lt

Sodio y Potasio: ............ mgr/lt x 0,04350 = ............ meq/lt

Calcio: ............ mgr/lt x 0,04990 = ............ meq/lt

Magnesio: ............ mgr/lt x 0,08226 = ............ meq/lt Una vez logrados los valores en [meq/lt], se trabaja con ellos en los siguientes pasos. 2) CO3Ca: se obtiene comparando al (Ca) y al (CO3), eligiéndose como valor de esa sal la alternativa de menor concentración.

3) CO3Mg: con igual metodología que en 2) se compara el (Mg) y (CO3 - CO3Ca).

4) SO4Ca: ídem que en 2), comparando (Ca - CO3Ca) y (SO4).

5) Cl2Ca = Ca - CO3Ca - SO4Ca.

6) SO4Mg: ídem que en 2), se compara (Mg - CO3Mg) y (SO4 - SO4Ca).

7) Cl2Mg = Mg - CO3Mg - SO4Mg.

8) SO4Na2 = SO4 - SO4Ca - SO4Mg.

9) CO3Na2 = CO3 - CO3Ca - CO3Mg

10) ClNa = (Cl - Cl2Ca - Cl2Mg + Na - SO4Na2 - CO3Na2)/2

11) Una vez efectuadas estas operaciones y obtenidas las combinaciones hipotéticas, a las sales obtenidas en [meq/lt] se las puede expresar en [mgr/lt]:



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CO3Ca: ............ meq/lt X 50,05 = ............ mgr/lt

CO3Mg: ............ meq/lt X 42,16 = ............ mgr/lt

SO4Ca: ............ meq/lt X 68,07 = ............ mgr/lt

Cl2Ca: ............ meq/lt X 55,49 = ............ mgr/lt

SO4Mg: ............ meq/lt X 60,18 = ............ mgr/lt

Cl2Mg: ............ meq/lt X 47,61 = ............ mgr/lt

SO4Na2: ............ meq/lt X 71,02 = ............ mgr/lt

CO3Na2: ............ meq/lt X 52,99 = ............ mgr/lt

ClNa: ............ meq/lt X 58,44 = ............ mgr/lt Sumándose estas sales y comparándolas con el Residuo Seco a 105 ºC, los va-lores tienen que ser cercanos, y la diferencia se debe a que hay sales que no fueron investigadas en forma particular y que se encuentran presentes en el agua analizada. A título orientativo se presenta la siguiente tabla resumen que expresa valores máximos admisibles para ganado bovino, en [mgr/lt]: Tabla 5: Valores hidroquímicos máximos tolerables en el ganado bovino para climas templados:

Residuo Seco a 105 ºC 13.000

Calcio (Ca) 500

Magnesio (Mg) 500

Carbonatos (CO3) 3.000

Sulfatos (SO4) 4.000

Nitratos (NO3) 500

Nitritos (NO2) 10

Arsénico (As) 0,3

Flúor (F) 16

Cinc (Zn) 8

Plomo (Pb) 0,1

Molibdeno (Mo) 1

Boro (B) 20

Vanadio (V) 0,1

Aluminio (Al) 5

Cloruro de Sodio (ClNa) 11.000

Cloruro de Magnesio (Cl2Mg) 2.000

Cloruro de Calcio (Cl2Ca) 10.000

Sulfato de Sodio (SO4Na2) 2.000

Sulfato de Calcio (SO4Ca) 2.090

Sulfato de Magnesio (SO4Mg) 2.000



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6. CONSUMO DE AGUA

La determinación de las necesidades de agua de los animales resulta complica-da, debido a la interacción de un gran número de factores (tipo de alimentación, tem-peratura y humedad ambiente, temperatura del agua de bebida, disponibilidad de agua, sales en el agua, estado fisiológico), aún dentro de iguales especies. Pero existen cifras orientativas, a través de investigaciones, del consumo real de los animales que interesan en este análisis: Tabla 6: Consumo de agua del ganado bovino, equino, caprino, ovino y porcino:

NECESIDAD DE AGUA PARA ANIMALES [lts]

Especie Diario 240 días 300 días Anual

mín. máx. mín. máx. mín. máx. mín. máx.

Bovinos 53 83 12.720 19.920 15.900 24.900 19.345 30.295

Equinos 41 68 9.840 16.320 12.300 20.400 14.965 24.820

Caprinos 6 11 1.440 2.640 1.800 3.300 2.190 4.015

Ovinos 6 11 1.440 2.640 1.800 3.300 2.190 4.015

Porcinos 6 16 1.440 3.840 1.800 4.800 2.190 5.840 Fuente: Souza Silva - Teixeira de Lima Brito - Monteiro Rocha “Captaçao e conservação de água de chuva no semi árido brasileiro”.

Si se compara esta última tabla del semiárido brasilero con valores estudiados en nuestra región, no difieren en gran medida, pero se deben adaptar a cada zona de potencial explotación. Para el ganado bovino, la bibliografía y experiencias de campo indican que se puede considerar un consumo promedio de 50 lts/día para animales adultos en pasto-reo. En el caso de alimentar ganado a pastoreo con suplementos el consumo es de 65 lt/día. Animales de alto peso corporal y con días cálidos pueden consumir 80 lt/día. Existen casos especiales como por ejemplo el ganado de tambo, con un consumo en-tre 110 y 130 ltrs/día. Para el caso del ganado caprino se considera un consumo promedio de 5 a 7 lts/día para animales adultos. Se brinda otros valores de regiones del semiárido y árido mexicano, que permi-ten obtener valores orientativos, siempre bajo la premisa de ajustarlos a la zona de tra-bajo:



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Tabla 7: Requerimientos de agua de especies ganaderas en condiciones normales:

Requerimiento de

agua por día en ltrs

Vacas adultas secas 57Vacas adultas productoras 80 a 130Equinos 40Cerdos en última etapa (55 Kgr peso vivo) 6 a 8Cerdos en finalización (100 Kgr peso vivo) 8 a 12Ovinos a 5 meses de gestación 7Cabras productoras de carne 5Cabras productoras de leche 12Conejos machos adultos y conejas preñadas 0,5Pollos de 1,3 Kgr de peso vivo 0,16Gallinas de 2,2 Kgr de peso vivo 0.25Fuente: Manual Técnico "Sistemas de captación de agua de lluvia para uso doméstico en América Latina y el Caribe"

Autor: Dr. Manuel Anaya Garduño (México, 1.998)

Especie

7. UBICACIÓN Y CÁLCULO DE AGUADAS Se clasifica como aguadas a los lugares donde se recepta el agua proveniente de las fuentes meteórica, superficial y/o subterránea, cuya finalidad es la cubrir la de-manda de las personas, del ganado y/o del riego que se pretenda administrar. Las aguadas naturales son aquellas que existen sin la intervención del hombre, como por ejemplo paleocauces, lagunas, arroyos, ríos, etc., que pueden ser de carác-ter permanente o transitorio. Las aguadas artificiales son aquellos reservorios construidos por el hombre, ya sea perfeccionando las naturales o íntegramente elaboradas: represas, pozos, perfora-ciones, etc. El desafío técnico consiste en lograr reservorios que permitan satisfacer la de-manda durante todo el año y así planificar las producciones agropecuarias, minimizan-do los riesgos de escasez de agua. Por ello, es preferible contar con una fuente alter-nativa de reserva, previendo inconvenientes o falencias de la fuente primaria de abas-tecimiento. En el caso de las zonas de secano con acuíferos de escaso rendimiento y con limitantes en el aspecto químico, es válido proyectar manejos mixtos de aguas de ori-gen pluvial y subterráneo, que permitan brindar agua para los distintos propósitos, atendiendo los requerimientos de cantidad, calidad deseada y oportunidad.



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7.1. Selección del lugar

Cuando se planifica el aprovechamiento de un campo, para seleccionar el lugar de una aguada hay que tener en cuenta varios aspectos, efectuando un estudio por-menorizado de la zona. El tamaño de la cuenca o área de aporte de agua de lluvia es muy importante, ya que si la cuenca es demasiado grande puede ocasionar problemas de erosión, y si es muy pequeña, el escurrimiento superficial no será suficiente para llenar la represa. Las fotografías aéreas, las cartas topográficas y las imágenes satelitales son una herramienta muy útil en gabinete para identificar los lugares donde fluyen las aguas de lluvias por escorrentía superficial, mientras que en campo se debe consultar a las personas del lugar y lo ideal es concurrir al lugar en las épocas de lluvias, efec-tuando las correspondientes verificaciones de pendientes con aparatos de topografía. Como se ha visto anteriormente, son recomendables los estudios hidrogeológi-cos y geofísicos para detectar el agua de mejor calidad (los “bolsones” de agua dulce) de buenas dimensiones, que generalmente se asientan sobre el agua de tenor salino más elevado. Esto último sucede por ser más densas estas últimas. Esta situación se logra tanto por las recargas naturales (percolación, drenajes la-terales, etc.) o por recargas artificiales (barrenados, represas sin tratamiento del piso, etc.) y debe ser aprovechada para obtener agua de buena calidad. El aprovechamiento de las fuentes de agua debe hacerse en función de la mejor calidad del agua subterránea y de los lugares más bajos que permitan el escurrimiento desde áreas más elevadas: las represas nunca deben ubicarse en lugares altos donde se priorice la distribución del agua. Ésta última debe planificarse a través de cañerías, grifos, bebederos y tanques bebederos. Si el campo no está todavía apotrerado (ideal), hay que hacerlo luego de la construcción de las aguadas y en función de su ubicación. Como esto en la realidad pocas veces sucede, hay que implementar los mecanismos de impulsión y cañerías necesarios para llevar el agua a los lugares deseados. Los bebederos deben estar ubicados de tal manera que el animal camine lo menos posible con un desgaste mínimo de energía. Lo que recomiendan los especia-listas es que la distancia entre el alimento y el agua sea menor a 1 Km., mientras que en campos extensos no deben caminar más de 5 Km. (como máximo 8 Km.). Hay que evitar las zonas próximas a corrales, lotes sucios y todo lugar que pue-da contaminar el agua. Esto contribuye a que la fuente de agua se contamine en el menor grado posible y sea más fácil y menos costoso su tratamiento.



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7.2. Dimensión o capacidad

Las dimensiones de una aguada dependen esencialmente del Nº de personas, de la cantidad y tipo de especies de animales, de las superficies de riego y tipo de cul-tivo que se planifique abastecer y de las pérdidas que se produzcan. Lo ideal es hacer un censo con estos requerimientos, que permita efectuar el cálculo del consumo diario y de las pérdidas. Luego se debe calcular el máximo período sin lluvias, estando ínti-mamente ligado al lugar (datos de lluvias, temperaturas y evaporación). El cálculo debe efectuarse con un cierto margen de seguridad por años atípicos donde se pueda prolongar las falencias de precipitaciones (el estudio de las precipita-ciones mediante análisis probabilísticos con recurrencias bajas es esencial), y se de-ben adicionar las pérdidas que se producen por evaporación de la superficie de agua y por la infiltración del fondo del reservorio. Los cálculos se deben efectuar previendo las máximas cargas animales que puedan soportar los potreros abastecidos por esa aguada y atentos al crecimiento de-mográfico.

Para ambientes rurales se calcula la población de diseño con un crecimiento del 20%, previendo siempre para todas las familias involucradas superficies de huertas pa-ra regar (mínimo 40 m

2). Por ejemplo:

Departamento: AvellanedaProvincia: Santiago del Estero

Familia personas Huertaspor flia vacas caballos cabras cerdos ovejas (m2)

Banuera, Andrés 5 10 16 60 14 6 40Gomez, Carlos 15 4 15 18 10 40Gomez, Rogelio 4 70 6 60 18 13 40Herrera, Fulgencia 14 4 20 10 8 40Herrera, Jorge 20 10 60 15 12 40Herrera, Leonarda 25 5 20 15 5 40Maldonado, Darío 65 20 90 18 30 40Morales, Isidro 8 20 13 30 15 10 40Villarreal, Domingo 3 12 10 35 10 7 40TOTAL 20 251 88 390 133 101 360

Dotación diaria actual de Himalaya

Rubro Nº X Ypersonas 20 40 800cabras 390 7 2730vacas 251 50 12550mulas y yeguarizos 88 40 3520cerdos 133 10 1330ovejas 101 7 707superficie huertas 360 2 720TOTAL 22357donde:X = dotación [lts/(día x rubro)]Y = litros/día

Dotación de Proyecto: 22357 lts/d x 1,2 = 26828 lts/día

animales mayores animales menores

Censo de personas y animales en el Paraje Himalaya

Pero esto tiene que quedar sujeto a la planificación integral del dominio de las familias involucradas, siempre bajo la premisa de un aprovechamiento sustentable.



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Las pérdidas producidas por evaporación se pueden disminuir construyendo las

represas rectangulares, de manera tal que la orientación del eje principal de las mis-mas sea perpendicular a la dirección predominante de los vientos de la región, ofre-ciendo así una menor superficie expuesta y, de esta manera, se minimiza la formación de oleaje, que repercute sobre los taludes. Se logra aún mayor eficacia en la disminución de evaporación cuando la direc-ción de los vientos es por lo general de este-oeste, ya que de esta manera el eje prin-cipal coincide con la dirección norte-sur, contrarrestando la actuación de los rayos sola-res sobre la superficie de agua. Lo anterior se puede complementar forestando en dirección al eje principal, al-rededor del reservorio, con árboles de follaje espeso y de altura (por ejemplo, álamos, sauces, que son de crecimiento rápido, o casuarinas, eucaliptos, de crecimiento mode-rado), teniendo la precaución de plantarlos lo suficientemente alejados para no afectar con las raíces el fondo del reservorio. La forestación, además, contribuye en una mejora de las condiciones ambienta-les para el ganado en los días de temperaturas extremas, lo cual ocasiona la disminu-ción del consumo de agua. Pero el factor que mejor contrarresta el efecto de las pérdidas por evaporación en una represa es diseñarlas bien profundas, logrando de esa manera una menor su-perficie expuesta al sol.

Es un error construir represas de gran extensión y poco profundas ya que la su-perficie evaporante se maximiza. Las mismas deben hacerse con 3 m de profundidad como mínimo, siempre que lo permita el nivel freático. Esto quiere decir que para un mismo volumen de agua almacenado se tendrá una menor superficie expuesta y, por consiguiente, una menor evaporación. Con ese criterio, los taludes deben hacerse lo más pronunciados posibles, de-pendiendo de la textura del suelo y de la maquinaria que se tenga para excavar, donde tiene que primar la estabilidad y no producirse desmoronamientos. Por lo general, a los taludes se los construye con una pendiente de 3 a 4:1, quiere decir 3 a 4 m en horizontal, por 1 m en vertical.

Las pérdidas por infiltración del piso de las represas pueden ser muy importan-tes si no se toman los recaudos necesarios, agotándose las reservas en un tiempo menor al previsto.



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Las mismas están en función del tipo de suelo y del tratamiento que se pretenda darle al reservorio. 7.3. Construcción de la represa

Cuando se ha identificado el lugar, como primera medida se debe hacer la lim-pieza de la vegetación existente con las raíces inclusive en el lugar que se ha previsto la excavación, preservando los árboles de las inmediaciones que no provoquen incon-venientes en la excavación. Se debe planificar la descarga de los materiales extraídos, de manera tal que no ingresen nuevamente al reservorio con las lluvias y que actúen como barreras de los vientos predominantes de la zona (se recomienda un mínimo de 15 m entre la represa y el comienzo de la descarga de la tierra). Se debe prever también con los movimientos de suelo, que de acuerdo a las ca-pas de terreno que se vayan extrayendo y del grado de humedad de las mismas, con-formar un lugar sobreelevado (fijado previamente) que actúe como base de depósitos de almacenamiento, para manejar el sistema de distribución de agua por gravedad. La construcción se debe efectuar en el menor tiempo posible y lo ideal es hacer-lo fuera de las épocas de lluvias, ya que pueden demorar los trabajos que se empren-dan. Si la excavación se hace durante el período lluvioso una buena medida es exca-var el reservorio por partes, avanzando secuencialmente luego de terminar la anterior. Así, cuando se produzca una lluvia imprevista de considerable volumen, que demoraría la prosecución de la obra, se puede empezar a trabajar en el sector no excavado sin inconvenientes. La profundidad de excavación depende de la maquinaria que se utilice, de las capas más impermeables del suelo y de la proximidad del nivel freático. Los equipos de tractor-pala trabajan de manera eficiente, permitiendo la cons-trucción de taludes con las pendientes recomendadas, un trabajo prolijo y la implemen-tación de terraplenes soporte para los tanques de almacenamiento con la compacta-ción adecuada. Si el nivel freático condiciona la entrada de estas máquinas, se deben emplear retroexcavadoras hidráulicas de giro completo, que operan desde el borde del reservorio. El m3 removido tiene mayor costo con éstas últimas y el trabajo no es tan prolijo. No se descarta la utilización de palas de arrastre con animales, previendo un mayor tiempo de trabajo, por la posibilidad de precipitaciones. La longitud del reservorio variará de acuerdo al volumen de agua que se quiera almacenar, pero el ancho en superficie debe oscilar como máximo entre los 50 m y 70 m, para que no se genere oleaje lateral por el viento.



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Para efectuar el cálculo del volumen de una represa con las siguientes dimen-siones: fondo de 30 m x 80 m en la base, con taludes aproximados de 3:1, de manera tal de tener en superficie 50 m x 100 m, con una profundidad de 3 m, el volumen al-macenado se calcula con la siguiente fórmula:

Vol. = (Prof./6) * [A * (2L + l) + a * (2l + L)] [3]

donde:

- Vol.: volumen almacenado = 10.900 m3 = 10.900.000 lts - Prof.: profundidad máxima del agua almacenada = 3 m - A: ancho superficial = 50 m - a: ancho de fondo = 30 m - L: largo superficial = 100 m - l: largo de fondo = 80 m

Figura 5: Forma y dimensiones de una represa tipo artesa.

Foto 2: Represa construida con terraplén soporte para depósitos de agua.



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Si se quiere lograr precisión en el cálculo, se realiza un levantamiento planialti-métrico del cuenco, mediante un nivel o un teodolito. Se efectúa una cuadrícula para poder cubicar el cuenco y obtener la relación al-tura de agua-volumen almacenada, muy útil esta última para saber el volumen de agua existente con una simple medición de profundidad de agua, cuando se estime conve-niente. Para ello es conveniente la implementación de una escala hidrométrica que permita medir el nivel del agua en la represa Cuando sea necesaria la construcción de algún cierre lateral mediante un terra-plén, se deben mantener las pendientes anteriormente mencionadas, para que no se produzcan desmoronamientos. La base debe ser tal que se llegue con una cresta de por lo menos 3 m, permi-tiendo el paso de maquinaria en trabajos de conservación. Es importante el trabajo de compactación con un grado suficiente de humedad, a través de equipos con pata de cabra. La implantación de vegetación, preferentemen-te perenne es muy útil para fijar la tierra del terraplén y amortiguar el efecto erosivo del agua. Lo ideal es que en el interior del terraplén vaya material fino, preferentemente arcilla, para que no se produzcan tubificaciones. 7.4. Tratamiento del piso de un reservorio de agua Si se pretende utilizar los reservorios para mejorar la calidad del acuífero libre, alimentándolo con la filtración a través del piso, se pueden hacer perforaciones en el mismo con pala-barreno, entubándolas con caño de PVC ranurados y rellenas con gra-va, que facilitan la recarga subterránea mediante la inyección de agua de buena cali-dad a la napa. El agua es inyectada de manera natural (por gravedad) y puede ser re-cuperada a través de un pozo de bombeo de gran diámetro mediante el mecanismo de extracción que se considere conveniente. También es posible la inyección a acuíferos más profundos, dependiendo de la conformación geológica y de la calidad del agua de los mismos. Aquí el grado de com-plejidad técnica es mayor así como también la inversión. Para recapturar el agua re-cargada hay que realizar perforaciones convencionales ubicando los filtros en los acuí-feros recargados, utilizando electrobombas sumergibles. Entre las ventajas de esta metodología se encuentran que el agua no se evapo-ra como en superficie, se produce su filtrado, la temperatura es más estable durante el año, el agua se contamina menos bacteriológicamente que en superficie, el agua de lluvia se mineraliza y el agua subterránea se desconcentra de sales. En estos casos los animales no deben ingresar al cuenco, ya que con el simple pisoteo compactan el piso, debiendo construir mecanismos que minimicen el aporte de material fino en suspensión.



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Si todos los acuíferos tienen alto grado de salinidad pueden inhibir esta metodo-logía teniendo que optar por conservar el agua en superficie y lograr el mezclado con el agua subterránea artificialmente en los tanques de almacenamiento. Para ello hay que compactar e impermeabilizar el piso del reservorio en el mayor grado posible. Si no se efectúa ningún tratamiento previo las pérdidas por infiltración pueden ser importantes, sobre todo en la etapa inicial de la utilización; pero luego el material arcilloso-limoso existente en las áreas de captación es arrastrado hacia el reservorio en las épocas de lluvia, tapando en gran medida los poros a través de los cuales se pro-ducen esas pérdidas. Como se trata de superficies muy extensas, los pisos de mampostería o cemen-to son prohibitivos desde el punto de vista económico, existiendo otras alternativas. El pisoteo por la hacienda es un sistema económico y muy utilizado en la prácti-ca, relativamente eficiente, pero provoca contaminación en el cuenco receptor y no siempre da buenos resultados a corto y mediano plazo. Sí se puede recomendar, cuando se termina de construir o de “desbarrar” una represa, transformar a ese lugar en un dormidero del ganado, cuyas pezuñas actuarán compactando de manera semejante a los rodillos pata de cabra. Hay que tener la pre-caución de limpiar correctamente esa zona antes de la época de lluvias. Otra metodología económica es el agregado de tierra arcillosa, cuyo espesor de esta capa debe ser de 10 a 20 cm. Su origen puede ser de la misma construcción, o extraída de la colmatación de represas cercanas. El flete de zonas alejadas puede en-carecer esta metodología. En el caso de efectuar la limpieza o profundización de una represa es acertado separar las capas arcillo-limosas de las más permeables, a los efectos de darle la pro-fundidad que se requiera y luego agregarle una capa de ese material fino. La utilización de plásticos implica costos relativamente bajos y de fácil coloca-ción, con una duración aceptable, si se toman los recaudos necesarios. Como condición previa a la colocación del revestimiento, se debe alisar y com-pactar la base, extrayendo cualquier elemento que pueda deteriorar la película de po-lietileno. Es recomendable efectuar un tratamiento con herbicida, de tal manera de im-pedir el crecimiento de malezas. En el mercado vienen rollos de 6 a 8 m de ancho x 50 m de largo x 200 micro-nes de espesor de polietileno negro, que se unen con cemento adhesivo, broches o burletes. Es posible la unión de los plásticos sin aditivos de la siguiente manera:



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Figura 6: Unión de plásticos sin aditivos.

Foto 3: Revestimiento de represa con plástico de 200 micrones de espesor.

Existen plásticos de mayor espesor (500 a 1.000 micrones) pero el precio sube considerablemente, y debe estudiarse la relación beneficio/costo. Una vez colocado el plástico, debe cubrirse con ripio y/o tierra en toda la super-ficie, con 10 cm como mínimo de espesor, cuya principal función es protegerlo del efecto del sol, ya que el mayor problema radica en la degradación que sufre por la ac-ción de los rayos solares. A tal efecto, los taludes deben construirse extendidos, con una pendiente de 3:1 como máximo, para que la tierra pueda mantenerse sobre esa superficie inclinada. También el recubrimiento lo protege de pisadas de animales.



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Es muy importante revisar la represa después de cada lluvia, y volver a cubrir aquellas superficies que quedasen expuestas, sellando las posibles roturas. Nunca se debe dejar entrar a los animales que tomen agua, ya que el pisoteo producirá considerables roturas, minimizando su función impermeabilizante. Una propuesta complementaria implica invertir también en bolsas de cemento para recubrir los taludes con suelo cemento (arriba del plástico). Este material se ob-tiene mezclando una parte de cemento y 8 partes de tierra. Es un compuesto que per-mite proteger al plástico de los rayos ultravioletas y de las pisadas de los animales y estabiliza el material en los taludes, con menores riesgos de que el material imper-meabilizante quede expuesto.

Foto 4: Taludes con suelocemento y piso con 10 cm de tierra. Abajo plástico de 200 micrones.

Se debe prever mecanismos que no permitan en mayor grado el aporte de sóli-dos al cuenco receptor, ya que es complicado el posterior trabajo de extracción de los mismos con maquinarias convencionales, sin provocar el deterioro de esa cobertura. Otro elemento que se recomienda es la bentonita sódica, cuyo espesor mínimo para las represas con agua común es de 10 cm (mezclada con tierra), con una propor-ción de 7 a 8 % de bentonita. En los taludes únicamente se debe aplicar mezclada con cemento por los efec-tos erosivos del agua con la proporción de 33% cemento y 66 % bentonita, con una pendiente de 4:1.



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Pasos a seguir para aplicar bentonita sódica: - Roturar el suelo un espesor de 10 cm lo más disgregado posible. Utilizar rastra de disco o rotabasto. El tema pasa porque no queden cascotes grandes sin romper. - Distribuir la bentonita manualmente (espolvorear el material) y homogéneamente en una proporción de 8 Kg./m2. Las bolsas comerciales vienen de 40 Kg., implica que ca-da bolsa hay que esparcirla en 5 m2. - Se vuelve a pasar la rastra de disco para que la bentonita se mezcle con la tierra e in-troduzca en el espesor de los 10 m (se tiene que mezclar bien y lo más homogénea posible). - Se humedece a humedad Proctor (se riega) y luego se compacta. Ideal para este tra-bajo es el rolo pata de cabra.

Foto 5: Distribución de bentonita sódica para impermeabilizar la represa.

Foto 6: Revestimiento con bentonita sódica. Humedecimiento y compactación.



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Se pueden utilizar otros materiales, como por ejemplo asfalto, de acuerdo a las posibilidades del lugar y, fundamentalmente, a las inversiones que se esté dispuesto a asumir. Se recomienda siempre tener cercado el reservorio y las inmediaciones, no sólo para resguardo de las instalaciones, sino también para preservar la calidad del agua almacenada.

7.5. Decantadores

Los decantadores o “trampa de sedimentos” son aquellos mecanismos que per-miten retener en su mayor parte los sólidos en suspensión que trae el agua provenien-te del área de captación, alargando considerablemente la vida útil del cuenco receptor (represa o aguada), sin necesidad de periódicas remociones. Tienen la ventaja adicional de remover los sedimentos sin tener que esperar a que se agote el agua almacenada en las represas, siendo lo conveniente hacerlo antes y después de las primeras lluvias, que son las que transportan el mayor volumen de material suelto. Dependiendo del grado de arrastre que tenga la cuenca o zona de aportes, don-de juegan un rol importante la pendiente, el tipo de cobertura vegetal, el régimen de lluvias y el tipo de suelo de la zona, serán las dimensiones del decantador. Su esencia es conseguir “tranquilizar” el agua que viene con régimen turbulento arrastrando materiales, de manera tal que los sedimentos suspendidos se depositen en el fondo del mismo y el agua pase más limpia hacia la represa.

Figura 7: Perfil transversal del decantador de sedimentos, la rápida y el disipador de energía.



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Figura 8: Vista en Planta del decantador de sedimentos, la rápida y el disipador de energía.



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Son piletones a donde deben convergen todas las aguas provenientes del área de captación.

Figura 9: Represa con sus componentes.

En zonas de serranías las dimensiones deben ser mayores, formando pequeños cuencos receptores anteriores a la rápida, por donde se produce el ingreso de agua a la represa. Por lo general, se los hace sin revestimiento, lo cual facilita su limpieza in-gresando con palas de arrastre para remover los sedimentos depositados. En este caso, la rápida que sirve de unión entre el decantador y la represa sí debe ser revestida, pues se produce un aumento de velocidad considerable con gran poder erosivo. En las zonas de llanura conviene hacerlos de material, lo ideal es con cemento, pero en la práctica andan muy bien los construidos con mampostería, no inhibiendo la utilización de otros materiales que contrarresten los efectos erosivos del agua. Las dimensiones pueden variar, donde se debe hacer con una profundidad co-mo mínimo de 1,50 m, por 5,00 m de ancho y 8,00 m de largo. Su forma se puede asemejar a la de un embudo cuya boca se encuentre del lado del área de captación, donde convergen los canales encauzadores. La comunicación con la represa debe hacerse al menos un tramo con material, para que el agua no socave la estructura. Se puede adicionar a este mecanismo un tejido que permita la retención del ma-terial flotante (maderos, pastos, plásticos, etc.) para que no ingrese a la represa.



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Mediante nivelación del terreno se debe prever que cuando la represa llegue al máximo nivel esperado el agua naturalmente se derive hacia zonas más bajas, sin in-gresar al cuenco (ideal). Con esto se logra preservar la represa de fuertes escorrentías y, fundamentalmente, que el decantador no vea sobrepasada su capacidad de retener los sólidos.

Foto 7: Decantador de mampostería. 7.6. Vertedero de excedencias Cuando se evalúa que las escorrentías superficiales pueden superar la capaci-dad de la represa y ocasionar daños por desbordes es necesaria la construcción de un vertedero que permita evacuar esos excedentes sin inconvenientes. Debe hacerse de material y sus dimensiones debe ser tal que permita evacuar igual o mayor cantidad de agua que el dispositivo de entrada (rápida de ingreso). Su nivel de descarga marca el nivel máximo que debe llegar el agua en la repre-sa y que no debe superar el borde más bajo de los taludes, siendo conveniente tener una revancha en estos últimos de 0,50 m como mínimo, para resguardo de los bordes.



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7.7. Área de captación y canales encauzadores

Se entiende por área de captación a aquella superficie a través de la cual escu-rren las lluvias con cierta intensidad hacia el cuenco receptor. Las mismas no se deben cultivar y, preferentemente, deben estar clausuradas con cercos, para minimizar la entrada de sedimentos al sistema y, fundamentalmente, de materia fecal, lo cual contamina el agua almacenada y sirve de nutriente para la proliferación de vegetación en el reservorio. Para dimensionar un área de captación, es decir, especificar la superficie míni-ma de aportes con la cual se obtengan los volúmenes esperados, hay que evaluar el tipo de suelo que se tenga, la vegetación imperante, la pendiente existente y la intensi-dad, distribución y volumen de las lluvias de la zona. Cada una de esas variables incidirá en el porcentaje del monto total de lluvia que escurra y el que se infiltre. En la práctica se lo suele globalizar mediante un coefi-ciente de escorrentía (µ), que como su nombre lo indica, es el porcentaje de agua que escurre superficialmente respecto de la total precipitada. De una manera muy simplificada, se puede expresar:

Sup. = Vol./ (µ * PP) [4]

donde: - Sup.: superficie de captación. - Vol.: volumen que se necesita en la represa (demanda más pérdidas). - µ: coeficiente de escorrentía. - PP: precipitación anual mínima del período considerado, precipitación media mínima de años secos o precipitación anual mínima probable. Existen tablas que permiten obtener el coeficiente de escorrentía (µ) en función del tipo de suelo y de la pendiente del área de captación:

Tabla 8: Coeficiente de escorrentía en función del tipo de suelo y la pendiente:

Tipo de suelo en la cuenca Pendiente (%) Cfte. de escorrentía (µ)

arenoso < 2 0,05 - 0,10

arenoso 2 - 7 0,10 - 0,15

arenoso > 7 0,15 - 0,20

arcilloso < 2 0,13 - 0,17

arcilloso 2 - 7 0,18 - 0,22

arcilloso > 7 0,25 - 0,30

Fuente: Ven Te Chow. “Handbook of Applied Hydrology”. Edit. Mc Graw Hill.



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Y otras más elaboradas, que también tienen en cuenta el tipo de vegetación: Tabla 9: Coeficiente de escorrentía, en función del tipo de suelo, de la pendiente y del uso del suelo y la vegetación:

Uso del Tipo de suelo

suelo A B C D

o Pendiente del terreno

vegetación 0-2% 2-6% > 6% 0-2% 2-6% > 6% 0-2% 2-6% > 6% 0-2% 2-6% > 6%

Cultivos 0,08 0,13 0,16 0,11 0,15 0,21 0,14 0,19 0,26 0,18 0,23 0,31

Pastizal o 0,12 0,20 0,30 0,18 0,28 0,37 0,24 0,34 0,44 0,30 0,40 0,50

pasturas 0,15 0,25 0,37 0,23 0,34 0,45 0,30 0,42 0,52 0,37 0,50 0,62

Prado o 0,10 0,16 0,25 0,14 0,22 0,30 0,20 0,28 0,36 0,24 0,30 0,40

pradera 0,14 0,22 0,30 0,20 0,28 0,37 0,26 0,35 0,44 0,30 0,40 0,50

Monte o 0,05 0,08 0,11 0,08 0,11 0,14 0,10 0,13 0,16 0,12 0,16 0,20

bosque 0,08 0,11 0,14 0,10 0,14 0,18 0,12 0,16 0,20 0,15 0,20 0,25

Fuente: Rawls “Runoffs coefficients for the rational formula by hydrologic soil group and slope range”.

donde: - A: arenas profundas, con muy poco limo y arcillas. Potencial de escurrimiento míni-mo. - B: suelos arenosos menos profundos que los del grupo A. Son suelos arenosos con buen drenaje. - C: Son suelos someros con drenaje pobre. Contienen arcillas y coloides. - D: Son las arcillas con un porcentaje de aumento de volumen elevado y un drenaje muy dificultoso. En el término PP uno tiene alternativas, de las cuales debe adoptar la que con-sidere más apropiada: * Precipitación anual mínima del período considerado: como su nombre lo indica, es el valor anual más bajo registrado del período que se tengan datos. No es conveniente utilizar este valor pues se sobredimensiona la superficie de captación. * Precipitación media mínima de años secos: es el valor medio del período más exten-so de años secos. Este valor se recomienda usar cuando no se han estudiado estadís-ticamente las precipitaciones anuales, y los riesgos de falencia de captaciones son aceptables. * Precipitación anual mínima probable: cuando se han estudiado estadísticamente las probabilidades de precipitaciones anuales, uno está en condiciones elegir aquel valor de precipitación que en promedio no será menor al riesgo que se asuma (Recurrencias entre 1, 1 y 1,25 años).



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Por ejemplo, si se quiere saber que área de captación se necesita para llenar una represa de 8.000 m3 de capacidad con una precipitación anual de 300 mm (obte-nida por cualquiera de los 3 métodos anteriores), que tenga un suelo poco profundo (C), con una pendiente general del 2 al 6 %, y que posee principalmente pasturas. Se entra con estos datos a la Tabla 9 y se obtiene un coeficiente de escorrentía µ entre 0,34 y 0,42, que se puede asumir como promedio 0,38 (depende de la época del año). Por lo tanto, de fórmula [4]:

Superficie = 8.000 m3 / (0,38 * 0,300 m) = 70.175 m2 ≅ 7,02 has En este caso se necesitan algo más que 7 hectáreas para llenar una represa de 8.000 m3 de capacidad. Con igual metodología se puede saber que volumen aproximado se puede al-macenar en un reservorio con una tormenta de 80 mm en un área de captación de 2 has (20.000 m2), que tiene un suelo arenoso con buen drenaje (B), una pendiente ma-yor al 6 %, y que posee principalmente monte. Se entra con estos datos y se obtiene un coeficiente µ entre 0,14 y 0,18, que por ser la época de verano se toma 0,14. Por lo tanto, despejando el volumen de la Fórmula [4]:

Volumen = Superficie * µ * Precipitación = 20.000 m2 * 0,14 * 0,080 m = 224 m3.

Cuando se hace el análisis de una tormenta también hay que tener en cuenta el estado de humedecimiento del área de captación (índice de humedad antecedente) y la época del año (por el desarrollo de la vegetación y por la afectación al porcentaje de infiltración respecto al escurrimiento superficial). El coeficiente de escorrentía µ es un término que abarca muchas cosas y que se debe tratar de ajustarlo para cada lugar en particular. Una buena metodología en la captación de lluvia es utilizar el agua que escurre a través de los caminos y cunetas, en los cuales se almacenan considerables volúme-nes de agua, que muy pocas veces son aprovechados. Pueden utilizarse como com-plemento de otras áreas de aporte, o bien como única área de alimentación a un cuen-co. Para eficientizar el traslado de la escorrentía superficial a través del área de cap-tación se construyen canales encauzadores, regueras, canaletas de alimentación, etc., que convergen al decantador (Figura 9). Los mismos deben construirse en forma de plato, con un ancho que puede va-riar en función de que tipo de elementos se utilice para construirlos (1,50 a 2,00 m), de poca profundidad (0,20 a 0,30 m.), para evitar el efecto erosivo del agua.



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Se deben vegetar para disminuir el aporte de sedimentos al cuenco y no provo-car erosiones y pequeñas cárcavas. Es importante limpiarlos antes y durante el período de las lluvias, cortando la vegetación al mínimo (1 cm de altura) de manera tal que los proteja y permita un ade-cuado escurrimiento (coeficiente de rugosidad bajo). También se puede sistematizar el área de captación o parte de ella, dándole pendientes adecuadas, dividiéndola en subcuencas, impermeabilizándola con distintos tipos de elementos, siempre bajo la premisa de evaluar las relaciones beneficio/costo de los materiales que se ocupen.

8. ACCESO AL AGUA SUBTERRÁNEA

En nuestra región es muy común la existencia de pozos cercanos a las repre-sas, que tienen una utilización discontinua durante el año. Se utilizan como fuente alternativa de consumo de agua, cuando se termina la almacenada en superficie. Es común su construcción en zonas donde las napas son de poco caudal, o en la explotación de “bolsones” de agua dulce sobre aguas saladas. El diámetro puede variar desde 1 a varios metros, estos últimos se denominan pozos de gran diámetro, cuya principal ventaja es una mayor superficie de acceso del agua, lo cual implica que se recuperan antes y hacen de depósitos de almacenamiento subterráneos. Los pozos de gran diámetro se utilizan en zonas donde el manto saturado tiene poca permeabilidad y que puede ser sometido a explotación sin descender el nivel de agua (nivel dinámico) a valores no permitidos en los parámetros químicos. Cuando se decide la construcción de un pozo, el calzado del mismo depende de la textura del terreno, que se puede presentar firme en toda su profundidad, pero siem-pre es recomendable hacerlo, para una mayor seguridad de los operarios y ante cual-quier imprevisto. Lo recomendable es ir calzando el pozo a medida que se avanza en profundi-dad. Se recomienda el pozo de mampostería, que comienza con un anillo de hormigón armado, luego se levanta la pared circular de 15 cm. de espesor con ladrillos asenta-dos en cemento. En la zona del acuífero se dejan ladrillos en su parte lateral bien juntos pero sin cemento para que el agua filtre por allí sin arrastre de sólidos. Cada 1,50 a 2,00 m es recomendable hacer un anillo de hormigón armado para preservar su estructura y se hace sobresalir la pared de la superficie del suelo de manera tal que el escurrimiento superficial nunca pueda ingresar al pozo (brocal). Se lo termina con una tapa de hor-migón armado con manijas.



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Foto 8: Calzado de un pozo con mampostería y anillos de hormigón armado

Se pueden ocupar otros materiales: superposición de caños de cemento pre-moldeados, colocación de cemento “in-situ”, maderas de quebracho, no descartándose otras metodologías.

Foto 9: Calzado de un pozo con maderas



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Foto 10: Calzado de un pozo con anillos de hormigón premoldeado Se recomienda hacerlo circular, porque trabaja distribuyendo uniformemente las

tensiones que le transmite el terreno (el empuje) y el agua. Exceptuando el de maderas por razones obvias. Una ventaja adicional respecto a una perforación convencional es que la superficie de ingreso de agua es considerablemente mayor, permitiendo el aprovechamiento del agua subterránea con poca permeabilidad y sin riesgos de ingre-so de la cuña salina.

Figura 10: Superficie de ingreso de agua mayor en un pozo que en una perforación.



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Cuando se llega al agua es necesario preservar estanca la zona de trabajo, ex-trayendo el agua con una bomba de achique de capacidad suficiente para poder eva-cuar la que sigue ingresando. A partir de allí, es importante avanzar solamente hasta la zona de agua de buena calidad, tratando de no sobrepasar la divisoria de aguas, a par-tir de la cual se sacaría agua salada. Siempre que se pueda y se justifique económicamente, se debe barrenar el po-zo colocando drenes horizontales, cuya finalidad es lograr mayor cantidad de agua de la napa de buena calidad, agrandando el radio de captación. Periódicamente, el pozo debe ser desbarrado, a los efectos de remover los se-dimentos depositados en el fondo, ya que éstos le restan capacidad de almacenamien-to en su interior y puede deteriorar severamente los mecanismos de bombeo. Nunca se debe permitir que el agua de lluvia ingrese a través de la boca del po-zo (que sobrepase el brocal), esto es para preservar la estructura en buenas condicio-nes y para que no se introduzca material sólido, que obstruye las vertientes. Es recomendable sobreelevar la boca del mismo, por lo menos 30 cm. por en-cima del nivel máximo de agua superficial que se conozca o se calcule de tormentas con montos considerables. Para ello se construye el brocal y se le hace una tapa. Ésta última preserva la limpieza del pozo, no permite el ingreso de animales (sapos, víboras, etc.) y minimiza riesgos de accidentes en las personas y los animales. Cuando el mecanismo de extracción es un molino se recomienda construir un antepozo cercano al pozo.

Figura 11: Molino instalado en un antepozo.



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De esa manera se instala la torre sobre el antepozo, sin obstruir la boca del po-

zo principal. Esto favorece los trabajos de mantenimiento en el mismo y la colocación de mecanismos de extracción de agua complementarios (bombas, baldepozo, etc.), ya sea por falencia de vientos o por rotura de la máquina. Permite colocar la tapa al pozo y mantener estanca a la fuente de agua sin contaminaciones. Inhibe la posibilidad de accidentes y permite el mantenimiento de la bomba del molino o la manipulación de las llaves de manera segura por parte de los operarios.

Foto 11: molino instalado en un antepozo que permite extraer agua del pozo contiguo y de la represa.

8.1. Perforaciones profundas

Si el resultado de la prospección geoeléctrica indica la posibilidad de aprovechar los acuíferos profundos se recomienda realizar un pozo piloto o de exploración de diá-metro pequeño para conocer las características litológicas del subsuelo y las propieda-des hidráulicas y químicas de los acuíferos, a fin de diseñar, en el caso de un resultado exitoso, la perforación definitiva o de captación.



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Luego de alcanzar la profundidad final y con el pozo lleno de inyección, pero sin

entubamiento, se hace un perfilaje del pozo, el cual tiene 2 registros: el potencial es-pontáneo (SP) y la resistividad aparente.

El potencial espontáneo mide la diferencia natural de potencial eléctrico entre las unidades geológicas. Se mide en milivoltios (mV) y la interpretación de su registro permite establecer la ubicación de los horizontes más permeables (arenas) y los me-nos permeables (arcillas).

La resistividad, medida en ohm.m, consiste en inyectar una corriente eléctrica en la pared del pozo y registrar la intensidad de su retorno, afectada por la constitución li-tológica y el contenido salino del agua de formación.

Otro registro que se realiza es el de los rayos gamma, el cual mide la radiación natural de los componentes geológicos y tiene la ventaja de que puede realizarse también en los pozos entubados con material de PVC o de hierro.

Una vez finalizada la interpretación de los registros se procede a entubar el pozo exploratorio para ensayarlo y tomar muestras de agua del o de los acuíferos que se captarán con el pozo definitivo.

Normalmente se emplea cañería de pequeño diámetro y filtros preengravados o de pequeña abertura (0,10 a 0,25 mm). Luego se coloca la bomba y se procede a la limpieza y mediante este ensayo expeditivo se obtiene una idea del caudal y de la de-presión (nivel dinámico).

Estos pasos se realizan cuando se quiere perforar en sitios poco conocidos hidrogeológicamente.

Luego se procede a la perforación definitiva, entubando normalmente con cañe-ría de PVC o de H°G.

La elección de los filtros tiene en cuenta las características del material del acuí-fero y del caudal que se piensa extraer. La elección de un filtro de ranura pequeña es más eficiente en no dejar pasar material fino pero afecta la entrada de caudales impor-tantes, por lo cual el engravado artificial juega un rol importante actuando como prefil-tro.

El prefiltro tiene por finalidad evitar la entrada de arena fina de formación, luego de completar el desarrollo del mismo.

La limpieza y, fundamentalmente, el desarrollo son prácticas esenciales para el correcto funcionamiento del pozo.

Cuando existe el riesgo de contaminación bacteriológica o química se debe ce-mentar los acuíferos. Es conveniente que para lograr una buena cementación es nece-sario contar con un diámetro de pozo al menos 4 pulgadas mayor que el de la cañería.



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La limpieza consiste en extraer los materiales ingresados a la perforación duran-

te su ejecución, como los finos incorporados a la inyección al atravesar estratos limo-sos y arcillosos, o aquellos agregados artificialmente, como la bentonita.

Los finos pueden eliminarse mediante la circulación con agua limpia, luego del entubado, engravado y cementado, o también mediante el bombeo. Los tamaños me-dianos se cucharean.

El desarrollo consiste en extraer los granos finos (limo y arcilla) y los medianos (arena fina), emplazados en el prefiltro de grava y en la formación productiva vecina al mismo. Lo ideal es generar un flujo de direcciones contrarias.

La finalidad del desarrollo es incrementar la permeabilidad en la vecindad del fil-tro y lograr que el pozo funcione con un mayor rendimiento.

Foto 12: máquina perforadora con cañerías y filtros de H°G. 9. DEPÓSITOS DE AGUA Los depósitos de agua son imprescindibles en el manejo de agua que se pre-tenda realizar, pues permiten cubrir la demanda de agua instantánea necesaria, espe-cialmente para el ganado. Constituyen la reserva indispensable para cubrir falencia de vientos (en los moli-nos), rotura en los mecanismos de extracción, de elevación de agua o de transmisión de energía. Permiten el manejo mixto de agua meteórica y subterránea, cuando esta última no cumple con los límites químicos máximos tolerables, de tal manera de dosificar las sales necesarias.



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Los más comunes en nuestra región son los tanques australianos, son circulares y se construyen sobreelevados, para abastecer a los mecanismos de distribución por gravedad (a los bebederos).

Figura 12: Tanque australiano y bebedero. Se ubican generalmente cerca de los mecanismos de extracción de agua y de-ntro del perímetro de cercado de las instalaciones. Esto último es para que los anima-les no puedan ingresar a los mismos. Se los puede construir de placas de hormigón armado, de cinc o de ladrillos. Los primeros son los más difundidos en la región, por ser de fácil colocación y no sufrir de-terioros con las aguas saladas. La construcción del terraplén, que servirá de base del tanque, debe hacerse con los recaudos necesarios para que sea estable con el peso de agua al que va a ser so-metido (máximo nivel). Una vez elegido el lugar, se procede a limpiar una superficie mayor a la de la base del terraplén, identificándose el sitio de donde se va a extraer la tierra. El terra-plén debe construirse con tierra limpia y preferentemente no arenosa. Es necesario que la tierra esté húmeda (nunca se debe hacer un terraplén con tierra seca, ya que por más que se pise no se compacta). Tampoco debe estar muy húmeda. Para saber si la humedad es la adecuada se toma una porción de tierra en una mano, se aprieta fuerte y debe quedar bien formada, sin soltarse (que es cuando falta humedad) y sin muestras de barro (que es cuando tiene exceso de agua). El terraplén se debe ir levantando en capas de 20 a 40 cm como máximo, com-pactándola a cada capa con el mismo paso del tractor, hasta llegar a la altura deseada. La altura del terraplén debe ser de 1 m como mínimo (preferentemente 2 ó 3 m) con respecto a los bebederos, donde se debe tener en cuenta que ha medida que au-mente la distancia del lugar que se pretenda abastecer con agua, aumentarán las pér-didas de carga en la cañería, y por consiguiente, será necesaria una mayor altura, donde el desnivel del terreno natural interviene de manera preponderante en algunas zonas.



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Una vez construido el terraplén, deberá tener por lo menos 6 m más de diámetro que el del tanque, de manera tal que una vez armado el tanque, quedarán 3 m sobran-do alrededor del mismo. Esos 3 m son el pié mínimo necesario para que pueda trabajar un tractor-pala rellenando con tierra nuevamente por lo menos una ¾ partes de la altura de las placas (Figura 12). Esto sirve para ayudar a contrarrestar las presiones internas que ejerce el agua contenida sobre las placas laterales del tanque. Antes de colocar las placas, se debe nivelar el terraplén colocando tierra, prefe-rentemente arcillosa, con un espesor de 10 cm. El piso del tanque es conveniente hacerlo de material. Si bien los de tierra pro-ducen un considerable ahorro en lo económico, aumentan los riesgos de fugas de agua, con lo cual se puede producir el colapso de la estructura. Los pisos de hormigón armado son los ideales, desde el punto de vista de la se-guridad, pero su costo es de aproximadamente una vez y media del costo del tanque en sí.

Foto 13: construcción del piso de un tanque australiano de placas premoldeadas con hormigón armado.

Una alternativa viable es la construcción con ladrillos, colocándose de plano so-bre la tierra, formando un círculo concéntrico. Se los humedece bien y se los cubre con una capa de mezcla. Otra posibilidad es hacer el piso con suelocemento, con un espesor de 15 cm., y con una relación de 1 de cemento y de 6 a 8 de tierra sin restos vegetales. Para que no se produzcan agrietamientos, los tanques con piso de material nun-ca deben quedar sin agua.



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Como seguridad adicional se los puede impermeabilizar con membranas de aluminio, aún a los de piso de tierra. Además, se les puede colocar del lado de afuera de las placas un anillo concén-trico exterior de planchas de hierro, en la parte superior del tanque, complementando el trabajo del terraplén. Se debe vegetar el terraplén con pastos perennes, ya que está sujeto a la ero-sión del agua y del viento. El tanque debe tener un caño de desagote que permita efectuar su vaciado y limpieza (Figura 12). La toma de agua del tanque debe estar sobreelevada por lo menos 5 cm (Figura 12), con un filtro, para que no pase basura y no provoque obstrucciones en las cañerí-as, válvulas de cierre, flotantes y cualquier otro elemento hidráulico que haga al manejo del sistema. Es muy importante dimensionar el diámetro de la toma de agua del tanque y del caño de salida, previendo el caudal máximo potencial a que puede ser sometido. Es indispensable que el tanque tenga un caño de fuga para eliminar los exce-dentes (Figura 12), ya que nunca debe revalsar, porque la estructura correría serios riesgos de colapsar. El mismo debe evacuar el agua excedente dejando una revancha superior de por lo menos 10 cm, con un mecanismo de retorno hacia la misma fuente que está extrayendo (represa o pozo). La cobertura superior del tanque en nuestra región, y principalmente en zonas áridas, tiene las siguientes ventajas: disminuye la evaporación de agua, impide el au-mento de la concentración de sales, mantiene más fresca el agua, no permite la proli-feración de vegetación acuática (algas) y el ingreso de tierra con el viento. El INTA ha experimentado con algunos elementos (media sombra, placas de po-liestireno, etc.) a los efectos de compatibilizar buenos resultados con costos acepta-bles. El tanque bebedero es una variedad del tanque australiano convencional, donde se almacena el agua y de donde beben los animales directamente. Este sistema, si bien es más económico, no es recomendable porque la capacidad del tanque se redu- ce bastante, se ensucia más el agua y no se puede lavar con frecuencia (como es el caso de los bebederos). Para el dimensionamiento de un tanque circular, su capacidad útil se calcula con la siguiente fórmula:

Volumen = π * (radio)2 * altura [5] donde:



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- Volumen: capacidad útil del tanque, en [m3]. Sabiendo que 1 m3 = 1.000 lts. - π: 3,1416 - Radio: es la mitad del diámetro del tanque, en [m]. - Altura: es la altura útil del agua, en [m]. Se la calcula como la altura del tanque, me-nos los [cm] que se sobreeleve la toma de agua en el piso (≅ 5 cm) y menos los [cm] que se dejen de revancha en la parte superior, que lo dará el canal de fuga o de reval-se (≅ 10 cm). La capacidad del depósito depende, fundamentalmente, del mecanismo de ex-tracción y elevación de agua y de la energía que se utilice para tal fin. Cuando se emplean molinos se debe analizar el régimen de vientos imperante en la zona y posibles roturas en algún mecanismo, a tal efecto se prevé una reserva de no más de 5 días. Si se utiliza otros equipos de transmisión de energía, que no dependan del vien-to, esa reserva disminuye tomando como máximo 3 días. Otro dato importante es la carga máxima de animales que soporte el campo. Finalmente, la capacidad del depósito se calcula como:

Volumendepósito = (Consumo de los animales/día) * (Días de reserva) [6] donde:

- Volumendepósito: capacidad o volumen necesario del depósito. - Consumo de los animales que abrevan por día. Es la cantidad de agua que toman los animales que se abastecen de ese depósito en un día, según las especies. - Días de reserva: son los días que se toman como reserva ante cualquier imprevisto. Por ejemplo, si se tiene 150 vacunos y 300 caprinos, consumiendo en promedio 50 lts/día y 7 lts/día, respectivamente, y al depósito se lo abastece con un molino, im-plica que la capacidad necesaria del depósito (Fórmula [6]) es:

Capacidad = [(150 * 50 lts/día) + (300 * 7 lts/día)] * 5 días = 48.000 lts = 48 m3 Es decir, se necesita un depósito de por lo menos 48 m3 para prever cualquier tipo de inconvenientes de extracción, con una autonomía de 5 días.

10. CAÑERÍAS

El transporte de agua desde la fuente misma (represa o pozo) hasta el depósito, y luego hasta los lugares de consumo, se realiza por medio de cañerías. Esencialmente se las divide en metálicas y no metálicas.



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Las primeras se recomienda sean de acero galvanizado (tratamiento que se le efectúa al acero para protegerlo de la corrosión que le pueden provocar las sales del agua y el suelo). Su largo es de 6,40 m, cada caño trae su respectiva cupla para unirlo al siguiente. Para llevarlas a zona hay que prever transportes que permitan soportar mucho peso y al colocarlos hay que tener terrajas especiales cuando hay que adaptar su largo a los distintos requerimientos. En las cañerías no metálicas las más comunes son las plásticas. Los caños plásticos reemplazan a los de acero galvanizado presentando mu-chas ventajas: menor costo, no se corroen, menor resistencia a la circulación del agua, no se incrustan, son sumamente livianos, fáciles de transportar y de colocación sencilla y rápida. Y como desventajas su fragilidad y exposición a los rayos ultravioletas y a las temperaturas extremas. Existen 3 tipos principales de caños plásticos: los de Polipropileno (PP), los de Policloruro de Vinilo (PVC), que son rígidos y más económicos, y los de polietileno (mangueras), más flexibles. Las cañerías de PVC y PP se encuentran en el mercado para determinadas pre-siones internas: K4, K6 y K10, lo cual significa para 4, 6 y 10 Kg./cm2 respectivamente, y tienen un largo de 6,00 m, mientras que las de polietileno no soportan presiones ele-vadas (2 a 4 Kg./cm2). Las de polietileno vienen en rollos fáciles de transportar a zona pero tienen la desventaja que se deforman fácilmente por presión externa o por succión interna. Los caños de PVC comunes sí o sí se emplean enterrados en el suelo con una tapada mínima de 40 cm. (recomendable 80 cm. y 1,00 m cuando se pasa por lugares críticos, por ejemplo caminos con cunetas), siempre atentos a que no los deterioren máquinas viales o de preparación del terreno para agricultura. Su unión se realiza con pegamento especial los denominados junta pegar y enchufados los de junta elástica. Actualmente viene la línea de PVC reforzado, con tratamiento contra los rayos solares, que permite su utilización en superficie, soportando mayor presión hidrostáti-ca.

Los caños de PP se proveen con roscas para su unión. Su manejo en campo es muy simple, se cortan con sierra común, las roscas se hacen con terrajas en el mismo lugar y se unen adicionándole sellarroscas o simplemente teflón.

También se los coloca de manera mixta: cañería de PVC enterrada y de PP

cuando necesariamente debe ir cañería en superficie. Esto es debido a la durabilidad de cada uno de los materiales y al costo. Los caños de polietileno vienen en rollos de 100 m, presentan las ventajas de soportar bajas temperaturas absorbiendo sin problemas el cambio de volumen provo-cado por el congelamiento del agua y de seguir las sinuosidades de la zanja que se excave para enterrarlo ante obstáculos insalvables. Siempre deben ir enterrados por-que los dañan los rayos solares.



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Los accesorios para este tipo de caño poseen dientes circulares (espigados) que permiten una unión estanca. Esta última se realiza utilizando solo agua caliente para ablandar la manguera, entrando así con facilidad y produciéndose una unión sóli-da, aquí no se necesitan pegamentos. Es conveniente siempre asegurar la unión me-diante alambre blando. No se debe usar fuego para ablandar la manguera, ya que se calienta despare-jo, no produciéndose un buen sellado. 10.1. Golpe de ariete Cuando se lleva agua a bebederos muy alejados, estando éstos provistos de cierre automático (flotantes) o válvulas de cierre (especialmente las esféricas), pueden producirse sobrepresiones internas en las cañerías, es lo que se conoce como golpe de ariete. El golpe de ariete es el aumento de presión en las cañerías debido a variaciones bruscas en la velocidad del agua, que producen un choque violento contra las paredes de las mismas. Para evitar el riesgo de roturas, se debe instalar caños (chimeneas de equilibrio) o válvulas de alivio, que unidos perpendicularmente a la cañería (Figura 13), permiten la salida de agua durante el golpe de ariete, eliminando los excedentes de presión. Si el depósito se encuentra a una altura muy superior a la de los bebederos es conveniente colocar una válvula de alivio, ya que no es práctico colocar un caño de ali-vio de gran altura. 10.2. Pérdidas de carga y cálculo de cañerías

El agua conducida por una cañería, sufre resistencias a su movimiento debidas al rozamiento, que será mayor cuando las paredes son más rugosas, las que se magni-fican cuando existen codos, derivaciones, válvulas, etc. Si a la cañería que une el tanque australiano con los bebederos le instalamos una serie de caños de alivio (como los ya vistos para golpes de ariete), y se observa el nivel de agua que existe en cada uno de ellos, sucederá que cuando los bebederos es-tén llenos y el flotante cerrado el nivel en cada uno de ellos coincidirá con el del tan-que australiano. Cuando se abra el flotante o la válvula de cierre por consumo de los animales, se producirán variaciones de nivel en los caños de alivio, que serán mayores cuanto más alejados estén del depósito.



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Figura 13: Pérdidas de carga en la cañería que abastece al bebedero. Esto se produce por las pérdidas de cargas existentes en las cañerías, y la unión de los niveles de agua que se producen en los caños desde el tanque australia-no hasta la salida en los bebederos conforma la línea de alturas totales. Si se mide el desnivel de agua existente entre el tanque australiano y el final de la cañería nos da la pérdida de carga máxima existente entre esos puntos. Las pérdidas de carga se pueden reducir empleando cañerías de mayor diáme-tro y el mínimo indispensable de accesorios hidráulicos. Para calcular las pérdidas de carga de los accesorios se los debe transformar en longitudes ficticias equivalentes de caños rectos, como por ejemplo: Tabla 10: Longitudes ficticias equivalentes de accesorios de cañerías:

Longitudes ficticias de accesorios (en m)

Accesorio diámetro del accesorio (en pulg.)

1 1¼ 1½ 2 2½ 3 4 Llave esclusa abierta 0,18 0,24 0,30 0,36 0,45 0,50 0,70 Válvula de retención 2,44 3,66 4,30 5,80 7,00 9,80 13,10 Curva de 90 º 0,50 0,70 0,82 1,07 1,28 1,60 2,15 Codo de 45º 0,40 0,50 0,60 0,75 0,90 1,15 1,50 Paso a través de una T 1,10 1,60 2,00 2,70 3,30 4,20 6,00 Derivación en una T 2,30 3,10 3,50 4,20 4,60 6,00 7,40

Fuente: Bavera, Rodriguez, Beguet, Bocco y Sánchez “AGUAS Y AGUADAS”

Los valores de la Tabla 10 son válidos tanto para caños galvanizados como para los plásticos. Para dimensionar los distintos elementos que componen una aguada hay que tener en cuenta las siguientes variables: el caudal necesario, el diámetro de las cañerí-as, la velocidad del agua y las pérdidas de carga.



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A tal efecto existen Ábacos o Tablas para caños galvanizados y caños plásticos, los cuales permiten hallar rápidamente y con la suficiente exactitud en este tipo de es-tudio, dos valores cualesquiera conociendo los dos restantes, donde: - Q, en [lts/seg], es el caudal necesario. - Ø o D, en [mm] o [pulg], es el diámetro de la cañerías. - V, en [m/seg], es la velocidad del agua. - J, en [m/m], son las pérdidas de carga unitarias.



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Las pérdidas de carga unitarias se calculan como la relación entre la pérdida de carga total de la línea de alturas totales que puede soportar el sistema analizado y la longitud total de las cañerías, incluyendo esta última las longitudes ficticias equivalen-tes provocadas por los accesorios:

J = H / L [7]

donde: - H: pérdida de carga máxima admisible del sistema, en [m]. - L: longitud de la cañería (real + ficticia equivalente de los accesorios), en [m].



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Las pérdidas de carga serán mayores cuando:

- La velocidad del flujo sea mayor. - Se achique el diámetro de la cañería. - Las paredes internas de la cañería sean más rugosas (las de acero galvaniza-do tienen más pérdidas de carga que las de plástico).

Para las velocidades de flujo se recomienda trabajar entre 0,5 y 2 m/s, ya que velocidades menores a 0,5 m/s se logran con caños de mayor diámetro, encareciendo innecesariamente las instalaciones y corriendo riesgos de asentamientos de materiales que vienen en suspensión con el agua, sobre todo cuando ésta es de represas. Mien-tras que si se trabaja con velocidades mayores a 2 m/s se pueden originar problemas de turbulencia.

Para el uso de los Ábacos (Q, D, J, V) se pueden dar ejemplos de solución se-gún que variable se solicite. Si se tiene la situación del esquema que se presenta a continuación:

Figura 14: Ejemplo de cálculo de cañerías. * Una alternativa es ¿que diámetro se necesita para abastecer al bebedero con un cau-dal suficiente que compense el consumo de ganado que se planifique? Supongamos que se necesita un caudal de 2 lts/seg. Para ello se elige que tipo de cañería se va a usar, que por lo general son de plástico, por ser más económicas y fáciles de colocar. Se entra en el Ábaco 1 de caños plásticos con Q = 2 lts/seg. y con los rangos admisibles de velocidades. Primero se prueba con V = 2 m/seg. (diámetro mínimo), donde la recta de estos 2 puntos intersecta un D = 1½ “, y una pérdida de carga unita-ria J = 0,13 m/m, analizándose ahora que pasa con las pérdidas de carga totales (H).



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El sistema tiene que dimensionarse de manera tal que cualquiera sea el nivel de agua que tenga el tanque australiano, debe abastecer sin inconvenientes al bebedero. Por ello, consideramos la situación más crítica, cuando el nivel de agua es mí-nimo. Analizando el esquema (Figura 14) se ve que la pérdida de carga máxima admi-sible es de 90 cm. (H = 0,90 m), que sale por diferencia de la altura mínima de agua del tanque y la boca de salida en el bebedero, tomando como plano de referencia aquel que coincide con la cañería horizontal. Se debe cumplir que:

Hcalculada = 0,90 m

Para hallar la pérdida de carga total (Hcalculada) falta calcular la longitud de cañe-ría (real + ficticia equivalente de los accesorios). El largo de la cañería real es:

2 m + 50 m + 1,10 m = 53,10 m

mientras que la longitud ficticia equivalente está en función del diámetro de la cañería que se adopte, que en esta primera instancia prefijamos en 1½ “. En base a los accesorios existentes y a la Tabla 10 se obtiene:

3 curvas de 90 º de 1½ “ ....................2,46 m

Paso a través de una T de 1½ “ ....................2,00 m

Llave esclusa de 1½ “ ....................0,30 m

Total = 4,76 m

La longitud de la cañería L = 53,10 m + 4,76 m = 57,86 m. Como J = H/L (de Fórmula [7]) ⇒ Hcalculada = J * L = 0,13 m/m * 57,86 m = 7,52 m >>> 0,90 m. Como se puede apreciar, la pérdida de carga que provoca la cañería de 1½ “ es-tá muy por encima del valor máximo admisible. La solución radica en probar con diámetros mayores dentro de las velocidades recomendadas. Si bien estos ábacos permiten jugar con diámetros de cualquier valor, lo práctico es ir probando con diámetros comerciales que sean fáciles de adquirir en el mercado, por ello se intentará ahora con D = 2 “.



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Uniendo en el ábaco para caños plásticos los puntos de Q = 2 lts/seg y D = 2 “ se obtiene J = 0,024 m/m y V ≅ 1 m/seg. Ahora hay que recalcular las longitudes ficticias equivalentes para D = 2 “:

3 curvas de 90 º de 2 “ ....................3,21 m

Paso a través de una T de 2 “ ....................2,70 m

Llave esclusa de 2 “ ....................0,36 m

Total = 6,27 m

La longitud de la cañería L = 53,10 m + 6,27 m = 59,37 m. Como J = H/L ⇒ Hcalculada = J * L = 0,024 m/m * 59,37 m = 1,42 m > 0,90 m. Si bien la pérdida de carga se redujo considerablemente (de 7,52 m a 1,42 m), aún sobrepasa los 90 cm. prefijados como límite. Ahora se prueba con D = 2½ “ y Q = 2 lts/seg, obteniendo J = 0,01 m/m y V = 0,7 m/seg Las longitudes ficticias equivalentes para 2½ “ son:

3 curvas de 90 º de 2½ “ ....................3,84 m



Total = 7,59 m

La longitud de la cañería L = 53,10 m + 7,59 m = 60,69 m. Como J = H/L ⇒ Hcalculada = J * L = 0,01 m/m * 60,69 m ≅ 0,61 m < 0,90 m. Finalmente, se obtiene un diámetro de cañería D = 2½ “, que permite llevar el caudal necesario para abastecer el consumo de los animales, con pérdidas menores a las pérdidas de carga máximas admisibles en el sistema. * Otra alternativa de utilización de estos Ábacos es saber ¿que caudal llega en el sis-tema que se ha tomado como ejemplo, teniendo las instalaciones implementadas ca-ñerías de acero galvanizado de D = 1½" ?. El primer paso consiste en calcular la longitud total de cañería L:



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Con D = 1½ “ se obtiene del cuadro de longitudes ficticias equivalentes:

3 curvas de 90 º de 1½ “ ....................2,46 m



Total = 4,76 m

La longitud de la cañería L = 53,10 m + 4,76 m = 57,86 m. Como la pérdida de carga total debe ser menor o a lo sumo igual a 0,90 m, im-plica que:

J = 0,90 m / 57,86 m = 0,016 m/m

Con D = 1½ “ y J = 0,016 m/m se entra al Ábaco de acero galvanizado y se ob-tiene un caudal Q = 0,7 lts/seg. Como se puede apreciar, la utilización de un diámetro menor ocasiona un abas-tecimiento considerablemente menor que el consumo previsto. Es importante tener en claro que todos estos cálculos anteriores tienen sentido si las mediciones de desniveles y distancias horizontales de campo son efectuados co-rrectamente. Para ello es necesario hacerlo con instrumental adecuado: nivel o teodoli-to y cintas métricas. También existen tablas con mayor precisión que los ábacos anteriores y con las mismas variables en juego Tablas Nº 11 para caños galvanizados y Nº 12 para caños plásticos):



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1/2" 3/4" 1" 1 1/4" 1 1/2" 2" 2 1/2" 3" 3 1/2" 4" 5" 6"15.75 21.25 27 35.75 41.25 52.5 68 80.25 92.5 105 130 155.50.855 0.47 0.2929.91 2.407 0.7841.282 0.705 0.438 0.24920.11 4.862 1.57 0.4161.71 0.94 0.584 0.331 0.24933.53 8.035 2.588 0.677 0.3462.138 1.174 0.73 0.415 0.31249.93 11.91 3.834 1.004 0.512.565 1.409 0.876 0.498 0.374 0.23169.34 16.5 5.277 1.379 0.7 0.2232.983 1.644 1.022 0.581 0.436 0.26991.54 21.75 6.949 1.811 0.914 0.291

1.879 1.168 0.664 0.499 0.30827.66 8.82 2.29 1.16 0.3682.349 1.46 0.83 0.623 0.385 0.22941.4 13.14 3.403 1.719 0.544 0.1592.819 1.751 0.996 0.748 0.462 0.27557.74 18.28 4.718 2.375 0.751 0.2183.288 2.043 1.162 0.873 0.539 0.321 0.23176.49 24.18 6.231 3.132 0.988 0.287 0.131

2.335 1.328 0.997 0.616 0.367 0.26330.87 7.94 3.988 1.254 0.363 0.1642.627 1.494 1.122 0.693 0.413 0.26938.3 9.828 4.927 1.551 0.449 0.2032.919 1.66 1.247 0.77 0.459 0.329 0.24846.49 11.9 5.972 1.875 0.542 0.244 0.1243.649 2.075 1.558 0.962 0.574 0.412 0.31 0.24170.41 17.93 8.967 2.802 0.809 0.365 0.185 0.101

2.49 1.87 1.154 0.668 0.494 0.372 0.28925.11 12.53 3.903 1.124 0.506 0.258 0.142.904 2.182 1.347 0.803 0.576 0.434 0.33433.32 16.66 5.179 1.488 0.67 0.338 0.1843.319 2.493 1.539 0.918 0.659 0.496 0.385 0.25142.75 21.36 6.624 1.901 0.855 0.431 0.234 0.0844.149 3.117 1.924 1.147 0.823 0.62 0.481 0.31464.86 32.32 10.03 2.86 1.282 0.646 0.35 0.126

3.74 2.309 1.377 0.988 0.744 0.577 0.377 0.26345.52 14.04 4.009 1.792 0.903 0.488 0.175 0.0744.987 3.078 1.836 1.317 0.992 0.77 0.502 0.35178.17 24.04 6.828 3.053 1.53 0.829 0.294 0.124

3.848 2.295 1.647 1.24 0.962 0.628 0.43936.71 10.4 4.622 2.315 1.254 0.445 0.1874.618 2.753 1.976 1.488 1.155 0.753 0.52651.84 14.62 6.505 3.261 1.757 0.623 0.26

3.212 2.306 1.736 1.347 0.879 0.61419.52 8.693 4.356 2.345 0.831 0.3473.671 2.635 1.984 1.54 1.005 0.70225.2 11.18 5.582 3.009 1.066 0.4454.13 2.964 2.232 1.732 1.13 0.7931.51 13.97 6.983 3.762 1.328 0.5554.589 3.294 2.48 1.925 1.256 0.87738.43 17.06 8.521 4.595 1.616 0.674

4.117 3.1 2.406 1.57 1.09726.1 13 7.01 2.458 1.0274.941 3.72 2.887 1.883 1.31636.97 18.42 9.892 3.468 1.444

4.34 3.368 2.197 1.53524.76 13.3 4.665 1.9344.96 3.85 2.511 1.75431.94 17.16 5.995 2.496

4.812 3.139 2.19326.26 9.216 3.807

3.767 2.63213.05 5.4175.023 3.50922.72 8.926

4.38614.42

300 5000 83.3

150

Pérdida de carga o de altura en cañerías de hierro nuevas

Las cifras en la parte superior de cada celda indicanla velocidad (V) del agua en m/seg. Las cifras en laparte inferior de cada celda indican la pérdida decarga o de altura (J) en metros por cada 100 metrosde tuberia.

240 4000 66.7

2500 41.7

180 3000 50

105 1750 29.2

120 2000 33.3

75 1250 20.8

90 1500 25

54 900 15

60 1000 16.7

42 700 11.7

48 800 13.3

30 500 8.33

36 600 10

18 300 5

24 400 6.67

Diámetro nominal interno de la cañería en pulgadas y en mm (D)

0.6 10 0.16

L/seg.L/min.m3 /h

Caudal de agua (Q)

0.9 15 0.25

1.2 20 0.33

1.5 25 0.42

1.8 30 0.5

2.1 35 0.58

2.4 40 0.67

3 50 0.83

3.6 60 1

4.2 70 1.12

4.8 80 1.33

5.4 90 1.5

6 100 1.67

7.5 125 2.08

9 150 2.5

En cañerias de hierro usadas, donde por el sarro depositado hay mayor pérdida de carga, se debe multiplicar la cifra de pérdida de carga cada 100 metrosobtenida en la tabla por el factor de corrección 1.33

10.5 175 2.92

12 200 3.33

15 250 4.17



63

3/4" 1" 1 1/4" 1 1/2" 2" 2 1/2 " 3" 3 1/2" 4" 4 1/2" 5" 5 1/2"25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180

20.4 26.2 32.6 40.8 51.4 61.4 73.6 90 102.2 114.6 130.8 147.20.49 0.3 0.19 0.121.8 0.66 0.27 0.0850.77 0.46 0.3 0.19 0.12

4 1.14 0.6 0.18 0.631 0.61 0.39 0.25 0.16

6.4 2.2 0.9 0.28 0.111.3 0.78 0.5 0.32 0.2 0.1410 3.5 1.4 0.43 0.17 0.074

1.53 0.93 0.6 0.38 0.24 0.1713 4.6 1.9 0.57 0.22 0.092

1.77 1.08 0.69 0.44 0.28 0.216 6 2 0.7 0.27 0.12

2.05 1.24 0.8 0.51 0.32 0.23 0.1622 7.5 3.3 0.93 0.35 0.16 0.063

2.54 1.54 0.99 0.63 0.04 0.28 0.237 11 4.8 1.4 0.5 0.22 0.09

3.06 1.85 1.2 0.76 0.48 0.34 0.24 0.1643 15 6.5 1.9 0.7 0.32 0.13 0.05

3.43 2.08 1.34 0.86 0.54 0.38 0.26 0.1850 18 8 2.5 0.83 0.38 0.17 0.068

2.47 1.59 1.02 0.64 0.45 0.31 0.225 10.5 3 1.2 0.5 0.22 0.084

2.78 1.8 1.15 0.72 0.51 0.35 0.24 0.1830 12 3.5 1.3 0.57 0.26 0.092 0.053.1 2 1.28 0.08 0.56 0.39 0.26 0.239 16 4.6 1.8 0.73 0.3 0.12 0.07

3.86 2.49 1.59 1 0.7 0.49 0.33 0.25 0.250 24 6.6 2.5 1.1 0.5 0.18 0.1 0.055

3 1.91 1.2 0.8 0.59 0.39 0.3 0.2433 8.6 3.5 1.4 0.63 0.24 0.13 0.0753.5 2.23 1.41 0.99 0.69 0.46 0.36 0.2838 11 4.3 1.8 0.78 0.3 0.18 0.09

3.99 2.55 1.6 1.12 0.78 0.52 0.41 0.32 0.2550 14 5.5 2.4 1 0.4 0.22 0.12 0.65

3.79 2.01 1.41 0.98 0.66 0.51 0.4 0.31 0.2521 8 3.7 1.5 0.57 0.34 0.18 0.105 0.06

3.82 2.41 1.69 1.18 0.78 0.61 0.48 0.37 0.2928 10.5 4.6 1.95 0.77 0.45 0.25 0.13 0.085

3.21 2.25 1.57 1.05 0.81 0.65 0.5 0.3919 8 3.6 1.4 0.78 0.44 0.23 0.15

4.01 2.81 1.96 1.1 1.02 0.81 0.62 0.4928 11.5 5 2 1.2 0.63 0.33 0.21

4.82 3.38 2.35 1.57 1.22 0.97 0.74 0.5937 15 6.6 2.6 1.5 0.82 0.45 0.28

5.64 3.95 2.75 1.84 1.43 1.13 0.87 0.6947 24 8 3.5 1.9 1.1 0.6 0.4

4.49 3.13 2.09 1.62 1.29 0.99 0.7826 11 4.5 2.6 1.4 0.81 0.48

5.07 3.53 2.36 1.83 1.45 1.12 0.833 13.5 5.5 3.2 1.7 0.95 0.58

5.64 3.83 2.63 2.04 1.62 1.34 0.9640 16 6.7 3.9 2.2 1.2 0.75

4.89 3.27 2.54 2.02 1.56 1.2225 9 5 3 1.6 0.95

5.98 3.93 3.05 2.42 1.86 1.4733 13 8 4.1 2.3 1.4

6.86 4.59 3.56 2.83 2.17 1.7244 17.5 9.7 5.7 3.2 1.9

5.23 4.06 3.23 2.48 1.9623 13 7 4 2.4

6.55 5.08 4.04 3.1 2.4534 18 10.5 6 3.5

7.86 6.1 4.85 3.72 2.9445 27 14 7.6 5.5

8.13 6.47 4.96 3.9243 24 13 7.5

8.08 6.2 4.89 33 18 11

Pérdidas de carga o de altura en tuberías de plástico.

0.6 10 0.16

Caudal de agua (Q)(D) Diámetro aproximado empleado en comercio en pulgadas (cifra superior);

0.9 15 0.25

1.2 20 0.33

1.5 25 0.42Las cifras en la parte superior de cada celda indicanla velocidad (V) del agua en m/segundo. Las cifrasen la parte inferior de cada celda indican la pérdidade carga o de altura (J) en metros por cada 100metros de tuberia.

1.8 30 0.5

2.1 35 0.58

2.4 40 0.67

3 50 0.83

3.6 60 1

4.2 70 1.12

4.8 80 1.33

5.4 90 1.5

6 100 1.67

7.5 125 2.08

9 150 2.5

10.5 175 2.92

12 200 3.33

15 250 4.17

18 300 5

24 400 6.67

30 500 8.33

36 600 10

42 700 11.7

48 800 13.3

54 900 15

60 1000 16.7

75 1250 20.8

90 1500 25

66.7

105 1750 29.2

120 2000 33.3

150 2500

Diámetros exactos externos (cifra media) e interno (cifra inferior) en mm.

41.7

300 5000 83.3

180 3000 50

240 4000



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10.3. Cálculo de los bebederos La ubicación de los bebederos merece especial cuidado, no sólo por el manejo que se planifique para la explotación del campo, sino también en que una mala dispo-sición de los mismos puede ser fuente de contaminación para el agua que se capte en el reservorio. Nunca deben instalarse en áreas que sirven de captación o paso del agua de lluvia hacia la represa. Si necesariamente se colocan cerca de las instalaciones de almacenamiento, hay que prever colocarlos donde la pendiente (natural o artificial) del terreno no provo-que que el escurrimiento superficial ingrese a la represa. Para facilitar el manejo de los bebederos, se los implementa con flotantes, de tal manera que una vez que se produce su llenado, cortan el ingreso de agua. Adoptando este último sistema es conveniente colocarles cubreflotantes para preservarlos de daños que pudieran ocasionarle los animales. Si se prefiere manejar-los manualmente se coloca llaves esclusa o esféricas. Es conveniente hacerles una plataforma de material donde pisan los animales para abrevar, ya que al tomar agua algo se derrama y se produce barro, con dos in-convenientes: uno es que las pezuñas, al estar siempre humedecidas, son fuente po-tencial de infecciones, y el otro es que con el tiempo ese lugar se va socavando hasta hacerse incómodo y difícil para abrevar a los animales más pequeños. Un material que funciona muy bien para esto es el suelocemento. La altura a que se los instale es otro factor a tener en cuenta, sobre todo cuando se practica explotaciones de dos o más especies (por ej., vacunos y caprinos). Para su dimensionamiento interesa, fundamentalmente, determinar el largo ne-cesario para que puedan abrevar los animales sin inconvenientes de manejo. Si se parte de la hipótesis de que generalmente un tercio de los animales de la zona o potrero que alimentan esos bebederos se acercan al mismo tiempo a tomar agua, y que cada uno ocupa 50 cm. para abrevar en el bebedero (esto es subjetivo y sujeto a reajustes de quien maneje los animales), y no olvidándose de contemplar el largo del cubreflotante:

Longitud del bebedero = (Nº de animales/3) x 0,50 m + largo del cubreflotante [8] Una buena metodología para ahorrar espacio de bebederos, es colocarlos de manera tal que los animales puedan beber de los dos lados. Siempre es conveniente colocar una división (alambrado) a lo largo y en el interior de los bebederos, porque los animales suelen tener la tendencia a meter las patas en el agua, molestando a los otros. Cuando un sistema de bebederos abastece a dos potreros, los cálculos hay que realizarlos con el campo que soporta más carga animal.



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11. MECANISMOS DE EXTRACCIÓN Y ELEVACIÓN DE AGUA Para el aprovechamiento del agua que se capte tanto en superficie como subte-rránea hacia los lugares de distribución, es necesario recurrir a mecanismos que la ex-traigan, eleven e impulsen hacia los lugares prefijados para abastecer el consumo de los animales. Los mecanismos de extracción y elevación más comunes son las bombas volu-métricas y las centrífugas. En las bombas volumétricas se tiene las alternativas, que están formadas por un cilindro cerrado (cuerpo de la bomba), dentro del cual se desplaza un elemento (ém-bolo o pistón), que mediante un movimiento rectilíneo alternativo, produce la aspiración del agua y su posterior impulsión. Las bombas centrífugas poseen como principio básico de funcionamiento la fuerza centrífuga producida por una turbina que gira a gran velocidad, creando un va-cío dentro del cuerpo de la bomba, lo que determina la succión del agua y su impul-sión. 11.1. Altura de succión o aspiración Una bomba debe ser capaz de originar una presión negativa suficiente para lo-grar una altura de aspiración que pueda llevar el agua hasta el nivel del extremo de succión de la bomba. En teoría, la cañería de aspiración de una bomba debería ser capaz de desarro-llar una altura de succión de 10,33 m de agua al nivel del mar. En la práctica esto no sucede debido a las pérdidas de carga en la cañería de succión, a la temperatura del agua y el hecho de no ser 100 % eficientes el rendimiento de las bombas, entre otros factores. Cuando se quiere extraer agua de un pozo o perforación, donde el nivel de agua se encuentra a más de 7,5 m de profundidad con respecto a la superficie, se debe ba-jar la bomba dentro del pozo o de la perforación. En la práctica es necesario reducir todo lo posible la distancia del cuerpo de la bomba con el nivel de descenso máximo previsto, recomendándose que esté entre los 3,00 y 5,00 m. La bomba también puede estar sumergida, eliminando cualquier posibi-lidad de falla por entrada de aire en la cañería de succión. Al nivel del agua del pozo o perforación que se encuentre cuando no funciona la bomba se lo llama nivel estático, mientras que el nivel que se alcanza durante el bom-beo se lo denomina nivel dinámico.



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11.2. Bombas volumétricas alternativas de émbolo El cuerpo de la bomba es un cilindro de bronce, en cuyo interior se desplaza un émbolo o pistón.

Figura 15: Bomba volumétrica alternativa de émbolo. Cuando el pistón es elevado por la varilla, se genera la aspiración (presión nega-tiva), que abre la válvula de retención y se produce la entrada de agua en el cilindro. Cuando se produce este movimiento permanece cerrada la válvula de retención ubica-da en el pistón (Clapper), producto de la presión que le ejerce la columna de agua con-tenida en el caño de elevación. De esa manera se eleva una cantidad de agua desde el caño de aspiración de un volumen igual al del cilindro. Al descender el pistón, se cierra la válvula de aspiración por el propio peso del agua, y se abre la válvula de retención haciendo que el líquido suba a través del caño de elevación. Al llegar el pistón al punto inferior se ha cumplido un ciclo, luego se repite el mismo sucesivamente. La velocidad de descarga (caudal) de este tipo de bomba se determina multipli-cando el volumen de agua desplazado por el pistón en cada carrera, por el Nº de mo-vimientos por hora.



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El costo inicial de estas bombas es bajo y son de fácil mantenimiento, que gene-ralmente consiste en la reposición de los cueros del pistón o émbolo. Deben trabajar con agua limpia, ya que los sólidos en suspensión (arena, pali-tos, etc.) pueden rallar al cilindro o trabar las válvulas de funcionamiento. El manteni-miento periódico de los pozos calzados (desbarre) cobra importancia ya que sino la vi-da útil de las suelas y del cilindro de bronce se acorta considerablemente. Este tipo de bombas es el normalmente utilizado en los molinos, donde el diá-metro del cilindro se puede calcular en función del tamaño de la rueda del molino (a > diámetrorueda > diámetrocilindro) y de la profundidad del agua que se piensa aprovechar (a > profundidad < diámetrocilindro). Por cada pié (1 pié ≅ 30,5 cm.) de la rueda del molino debe calcularse 1 pulgada (1" ≅ 2,54 cm.) de recorrido del pistón, a lo cual hay que sumarle 2" para que el pistón no llegue a los extremos del cilindro (1" de margen en cada extremo), más la altura co-rrespondiente al pistón.

Foto 14: bomba volumétrica alternativa de émbolo instalada en un molino.



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11.3. Molino como medio para transmitir energía

El molino de viento usa como fuente de energía el aire en movimiento, oponien-do una superficie en su corriente para desviarla y transformarla en movimiento de rota-ción, procurando lograr la mayor eficiencia para mover el émbolo dentro del cilindro en la bomba volumétrica, o cualquier otro mecanismo que se adapte al mismo. Por molino se entiende al conjunto de la máquina, la rueda, la cola, la bomba, los caños de aspiración y elevación y la torre necesaria para su implementación. El volumen de extracción de agua de un molino a igual régimen de viento de-pende del tipo de máquina, del tamaño de la rueda, el cual debe mantener una relación con el tamaño del cilindro de la bomba y con el diámetro de los caños de aspiración y de elevación, ya que de no suceder esto no es bueno el rendimiento, sobredimensio-nando o subdimensionando algunos elementos con costos adicionales innecesarios. A tal efecto, los fabricantes brindan tablas orientativas donde se relacionan el diámetro de las ruedas, de los cilindros, de los caños, de las varillas, la altura que pue-den elevar agua y el caudal que pueden extraer: Tabla 13: Elección del molino en función de la altura de elevación y del caudal a extraer: Ruedas (m) Diám. = 2,10 m (7pies) Diám. = 2,44 m (8 pies) Diám. = 3,05 m (10 pies)

Altura (m) 5 10 15 20 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 30 40

Cilindro (") 3¼ 3 2¾ 2½ 4 3¾ 3½ 3¼ 3 4½ 4¼ 4 3¾ 3½ 3¼ 3

Caños (") 1¼ 1¼ 1¼ 1¼ 2 1½ 1½ 1½ 1½ 2 2 2 1½ 1½ 1½ 1½

Varilla (") 1/2 1/2 1/2 1/2 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8 5/8

Caudal (l/h) 1950 1800 1460 1230 4000 3200 2400 1950 1600 4500 4000 3600 3200 2400 1950 1600

Fuente: Molinos SURGENTE

Donde: - Altura: es la altura a la que pueden elevar agua, midiéndose desde el punto más bajo de donde tiene que extraer el molino hasta el punto de salida del caño de descarga (al-tura manométrica). - Cilindro: es el diámetro del cilindro de la bomba, expresado en pulgadas ("), donde 1" ≅ 2,54 cm. -Caños: son los diámetros necesarios de los caños de aspiración y elevación del agua, en pulgadas. - Varilla: es el diámetro de la varilla que mueve al pistón o émbolo en movimientos al-ternativos para provocar la extracción del agua, en pulgadas. - Caudal: es el caudal que pueden extraer los molinos, en litros/hora, en función de los valores de las otras variables, que están relacionadas para obtener un óptimo rendi-miento de cada una de sus partes.



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Si se comparan estos caudales con los de una máquina convencional con igua-les dimensiones de sus respectivas partes, se podrán apreciar diferencias de extrac-ción de agua a favor de los de esta última tabla, pues la máquina utilizada en este caso posee un mecanismo de compensación del peso de la varilla, de tal manera de anular-lo, con el consiguiente beneficio de bombeo y de bajo umbral de arranque. Esta última tabla no es excluyente, ya que existen molinos de mayor tamaño que permiten extraer agua a mayor profundidad. En un molino convencional la resistencia inicial que debe vencer el viento para que el molino comience a funcionar, es igual al peso de la columna de agua contenida en el cuerpo de la bomba y en el caño de elevación, más el peso de la varilla y del ém-bolo, más los rozamientos. La mayor parte de los molinos comienzan a funcionar con velocidades del viento ≥ 1,5 m/s (5,4 km/h), mientras que los que tienen el resorte compensador arranca con 3 Km/hora. Esto en zonas con días de poco viento es muy importante, ya que depende que extraiga agua o esté parado el mecanismo de bombeo. La existencia de ráfagas imprevistas excesivamente fuertes de vientos que han ocasionado roturas en los mecanismos de estas máquinas hicieron que los fabricantes hoy día fabriquen molinos dotados de mecanismos autofrenantes, de tal manera que cuando la velocidad del viento pudiese ocasionar daños a la máquina por exceso de revoluciones, automáticamente regulan su velocidad de rotación. Las torres de los molinos en la actualidad vienen construidas con acero galvani-zado de perfiles ángulos, no descartándose otros materiales. Tienen forma de pirámi-des con base cuadrangular. La altura normalmente se mide en pies (1 pié ≅ 30,5 cm), variando desde 10 pies (3,05m) hasta más de 60 pies (18,30 m), pero las comunes en el mercado son de 9,80 m y de 11,80 m, atendiendo a la vegetación circundante y a la altura de elevación de los depósitos o de funcionamiento de los mecanismos hidráuli-cos Las torres pueden ser simples o reforzadas, y de base angosta o de base an-cha. Los de base angosta generalmente guardan una relación de 1:5 a 1:6 con la altu-ra. Las de base ancha son para los pozos de mayor diámetro y tienen la ventaja de ser más estables. Cuando se tiene un pozo de diámetro que supera a la base del molino se cons-truye un antepozo (Figura 11) muy cercano donde se instalará la torre, con un diámetro mínimo que permita trabajar a un operario en su interior, teniendo la precaución de hacerlo lo suficientemente profundo pues en él se debe instalar el cilindro, cuya altura con respecto al nivel de agua explotable en el pozo principal no debe superar los 7,50 m. Por abajo del cilindro se tienen que unir con una cañería horizontal los pozos, terminando ésta en el agua que se piensa explotar del pozo principal.



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Con esto se consiguen 2 cosas: superar el inconveniente de ubicar el molino en el pozo de diámetro mayor al de la base del mismo, y por otro lado, dejar libre el pozo principal para no entorpecer la extracción de agua mediante cualquier otro mecanismo, efectuar las limpiezas periódicas y permitir el sellado hermético del mismo, preservan-do el agua con buena calidad. Esto último hace que se recomiende siempre la construcción de un antepozo, siempre y cuando la profundidad del agua no sea excesiva. Las patas de la torre terminan en un pié enterrado, que para mayor estabilidad, conviene hacerles zapatas con cemento, consiguiendo un buen anclaje para evitar el vuelco ante fuertes vientos. Si el diámetro del pozo supera al de las patas del molino y la profundidad del agua es tal que se vuelve problemático hacer un antepozo está la posibilidad de insta-lar 2 de las patas del molino en un buen poste de quebracho colorado que no quede amurado al pozo, pero sí sostenido por otros 2 palos verticales enterrados en su ex-tremo.

Foto 15: instalación de 2 patas del molino en un poste no amurado al pozo. Cuando existan árboles de elevado porte y de copiosa vegetación en las inme-diaciones se deben instalar torres de mayor altura para contrarrestar el efecto cortina provocado por éstos, estudiándose la dirección predominante de los vientos del lugar. Se debe prever el crecimiento de los árboles con el correr de los años. Si no queda otro remedio habrá que cortar la parte más elevada de la vegetación cercana. A mayor altura se logra mayor velocidad de viento en el mismo sitio, por ello es conveniente seleccionar torres que garanticen un buen funcionamiento del molino. Cuando se pretenda enviar agua a mayor distancia y con cierta elevación, se puede utilizar la estructura de la torre como soporte de tanques de depósito, para lo



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cual se necesitan que sean reforzadas, o adicionarle travesaños que soporten al tan-que más el peso del agua almacenada.

Foto 16: tanques en torre de molino para el envío de agua hacia zonas alejadas. Un mecanismo que funciona muy bien y que obvia la instalación de los tanques elevados en la torre es aquel en el que se instala una cañería de mayor diámetro (2 a 3 pulgadas) paralelar a la de elevación del molino, logrando un buen resultado para el envío de agua hacia lugares distantes:

Figura 16: Cañería paralela al molino que permite el envío de agua a lugares alejados.



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Otro mecanismo que se suele utilizar en estos casos es intercalar un tanque hermético que haga de pulmón, preservando las cañerías del golpe de ariete, ya que amortigua las presiones excesivas. En este último caso el molino se utiliza simultáneamente para extraer agua e impulsarla a lugares alejados que se deben aprovisionar a los animales. El caño de elevación del molino debe estar sellado en su extremo superior con prensa estopa, para que el agua no escape.

Figura 17: Utilización del molino para elevar e impulsar el agua con un pulmón.

El caño que lleva el agua desde el molino hasta el pulmón necesariamente debe ser de acero galvanizado, para poder soportar presiones altas, terminando en una vál-vula de retención acoplada al pulmón (Figura 17). Desde el pulmón nace la cañería de PP o PVC, que se acopla al mismo con otra válvula de retención, que a su vez servirá para impulsar el agua al lugar deseado, sin peligros de rotura. Se puede estimar la capacidad del pulmón como:

Capacidad básica en todos los pulmones..................................................... = 30 lts Distancia entre el pulmón y el destino (en m) x 0,05 lts/m.......................... = .... lts Altura entre el pulmón y el destino (en m) x 0,5 lts/m................................ = .... lts

Capacidad total = .... lts Fuente: Bavera, Rodriguez, Beguet, Bocco y Sánchez “AGUAS Y AGUADAS” Si el agua no es elevada como corresponde o se produce rotura de cañerías, se deberá ampliar la capacidad del pulmón.



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11.4. Cálculo del molino

Para saber que molino se debe instalar en un sistema de agua hay que tener en cuenta los días de reserva de agua almacenada en el depósito, donde el molino debe-rá ser capaz de recuperar el llenado del mismo en los restantes días del mes y de abastecer la demanda diaria. Los días de reserva se planifican en cada sitio, según las potenciales falencias de vientos y roturas del molino o accesorios, y pueden ser consecutivos o alternados en el mes. Como se había visto en el cálculo del depósito anteriormente, se puede prever entre 3 y 5 días de reserva, calculándose así: 1) Las horas de trabajo del molino en el mes:

hs. de trabajo en el mes = Promedio de hs/día de viento * 25 días Los cálculos se deben hacer con el mes de menor régimen de vientos. 2) El rendimiento horario necesario del molino para reponer el agua en el depósito los 25 días restantes del mes:

Rend. horario nec. para llenar el tanque = Capacidad del depósito / hs. de trabajo en el mes 3) El rendimiento horario necesario del molino para cubrir el consumo diario de los ani-males:

Rend. horario nec. para cubrir el consumo diario = Consumo diario / hs. de viento diarias 4) Finalmente, el rendimiento horario total necesario que permita cubrir la demanda diaria y recuperar el depósito es la suma de 2) y 3):

Rendimiento horario = Rendimiento horario necesario + Rendimiento horario necesario para total necesario para llenar el tanque cubrir el consumo diario Por ejemplo, si tenemos 300 vacunos y 500 caprinos, que consumen 50 y 7 lts/día*animal promedio, respectivamente, con 5 días de reserva y con un promedio de 10 hs/día de vientos (siendo conservativos): 1) Hs. de trabajo en el mes = 10 hs/día x 25 días = 250 hs 2) Capacidad del depósito = (300 vac. x 50 lts/vac. + 500 cap. x 7 lts/cap.) x 5 días =

= 92.500 lts Rend. horario para llenar el tanque = 92.500 lts / 250 hs = 370 lts/h 3) Rend. horario para cubrir el consumo diario = 18.500 lts / 10 hs = 1.850 lts/h 4) Rend. total necesario = 370 lts/h + 1.850 lts/h = 2.220 lts/h



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Si existe una diferencia de 25 m desde el agua del pozo al tanque, se entra con este dato a la tabla que nos proveen los fabricantes de molinos (Tabla 13), de tal ma-nera de elegir aquel que cubra los 2.220 lts/h requeridos o más. Según la Tabla 13, se necesita un molino con una rueda de 10 pies (3,05 m), un cilindro de 3½ pulg. de diámetro, caños de 1½ pulg. de diámetro y varillas de 5/8 pulg.

11.5. Bombas centrífugas Son las más empleadas para la elevación de volúmenes importantes de agua. Las mismas permiten la posibilidad de un acoplamiento directo con motores eléctricos, por admitir un régimen de vueltas alto. Al girar la turbina dentro del cuerpo de la bomba a un régimen elevado de revo-luciones, hace que el agua penetre por el centro del mismo, debido al vacío que provo-ca, impulsándola hacia la periferia, donde es captada por el caño elevador.

Figura 18: Bomba centrífuga tipo turbina. Un caso particular de las bombas centrífugas son las electrobombas sumergi-bles, donde no existe el caño de aspiración, ya que el cuerpo de la bomba trabaja su-mergido en el agua que se extrae, estando en su extremo inferior el motor eléctrico:



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Figura 19: Electrobomba sumergible.

La aspiración se realiza a través de un filtro ubicado entre la bomba y el motor. La electrobomba trabaja sumergida unida al caño de elevación, al costado del cual descienden los cables eléctricos que conducen la energía al motor y, por seguri-dad, un cable de acero que sostiene a la bomba y permite su extracción para repara-ciones. Tiene la ventaja que permite se extraiga agua en perforaciones de escaso diá-metro, no necesariamente verticales, con alta eficiencia mecánica.

Foto 17: Electrobomba sumergible colocándose en un perforación de 4 pulgadas.



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Su funcionamiento está condicionado a la disponibilidad de energía eléctrica, por lo tanto se deben disponer fuentes alternativas: grupos electrógenos, energía solar; no debe funcionar sin agua pues se puede quemar el motor (la mayor parte ya tiene sensores que resguardan a la bomba de seguir funcionando sin agua); y el agua no debe contener sólidos (preferentemente arena), pues se produce el desgaste prematu-ro de la turbina. Actualmente hay electrobombas especiales que están preparadas para elevar agua con impurezas, pero a un mayor costo. 11.6. Cálculo de la altura manométrica total La altura manométrica total (HMT) en un mecanismo de extracción de agua se compone de: * La altura de aspiración (hasp): es la distancia entre el nivel dinámico máximo previsible de la explotación de agua y el mecanismo de succión de la bomba (émbolo, turbina). Recordar que siempre debe ser este valor ≤ 7,5 m, recomendándose 3,00 a 5,00 m, exceptuando el caso de las bombas electrosumergibles, donde hasp = 0. * La altura de elevación (helev): es la distancia entre el cuerpo de la bomba y el lugar a donde se quiere elevar el agua (tanque australiano, depósito elevado, bebederos, etc.). * Pérdidas de carga (hpérd): son las pérdidas de carga que se producen en los caños de aspiración y de elevación, más las producidas por los accesorios. Se obtienen de igual manera que las calculadas anteriormente, mediante los ábacos, teniendo en cuenta el tipo de cañería que se utilice (plásticas o de acero gal-vanizado), donde las variables en juego son el caudal (Q), la velocidad (V), el diámetro (D) y las pérdidas de carga unitarias (J). Por lo tanto:

HMT = hasp + helev + hpérd [9]

11.7. Potencia necesaria de una bomba centrífuga

La Potencia necesaria de una bomba se puede estimar con la siguiente fórmula:

Potbomba = (Q x HMT) / (2,7 x η) [10]

donde: - Potbomba: potencia necesaria que requiere la bomba, en [HP].



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- Q: caudal de consumo planificado, en [m3/h]. - HMT: altura manométrica total, en [m]. - 2,7: es un factor de conversión. - η: rendimiento de la bomba, en [%]. Como la potencia también se puede expresar en [CV], o en [Kw] y sabiendo que:

1 HP = 1,014 CV = 0,746 Kw.

⇒ Potbomba [HP] * 1,014 = Potbomba [CV]

⇒ Potbomba [HP] * 0,746 = Potbomba [Kw.] Por ejemplo, si se necesita cubrir un consumo de 5.000 lts/h, con una altura ma-nométrica total de 30 m y un rendimiento de la bomba del 75 %, la potencia mínima de la bomba, teniendo en cuenta la Fórmula [10] será:

Potbomba = (5 m3/h x 30 m) / (2,7 x 75) = 0,74 HP = 0,75 CV = 0,553 Kw Para tener un margen de seguridad para cubrir insumos de potencia no previs-tos se toma un 10 % más:

Potmotor = Potbomba x 1,1 = 0,74 HP x 1,1 = 0,81 HP = 0,83 CV = 0,608 Kw. Este último valor es teórico, en la práctica se debe elegir aquel motor que tenga una potencia similar o superior, de acuerdo a las existencias en el mercado, de tal ma-nera de cubrir potenciales déficit. Teniendo en cuenta esto último, para el ejemplo anterior se recomienda un mo-tor de 1 HP ≅ 1 CV. Cada modelo de bomba posee una curva característica, donde se puede rela-cionar el caudal (Q), la altura manométrica total (HMT), la eficiencia mecánica (η) y la potencia absorbida (C.V.). Los fabricantes proporcionan tablas que permiten seleccionar la bomba sabien-do: el caudal que se precisa, la altura manométrica y el diámetro de la perforación. Con esos datos se puede obtener los diámetros de las cañerías de aspiración y de eleva-ción (caso de bombas centrífugas) y la potencia necesaria. Por ejemplo, para una bomba centrífuga horizontal Serie C:



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Tabla 14: Elección de bombas centrífugas en función de la altura manométrica y del caudal a extraer.

Modelo Potencia Aspirac. Elevac. Caudal (m3/h) (HP) (mm) (mm) 2 4 6 8 10 12 14 16 20 Alturas manométricas (m)

2501 1,5 25 25 30 28 24 20 12 4015 1,5 25 25 33 31 28 25 20 15 4020 2,0 32 25 38 36 34 30 28 25 20 4035 3,5 32 32 55 50 49 45 42 40 38 36 4055 3,5 50 40 60 57 56 55 54 52 46

Fuente: Aspersión Api S.A. “MANUAL DEL TÉCNICO EN RIEGOS” (1993)

donde: - Modelo: es el modelo de la bomba Serie C. - Potencia: es la potencia que tiene la bomba, en [HP]. - Aspirac.: es el diámetro de la cañería de aspiración, en [mm]. - Elevac.: es el diámetro de la cañería de elevación, en [mm]. - Caudal: es el caudal que extrae la bomba, según el modelo y la altura manométrica, en [m3/s]. - Alturas manométricas: es la altura de aspiración más la altura de elevación, sin con-templar las pérdidas por rozamiento, en [m]. 11.8. Consumo de gas oil Si se utilizase para el funcionamiento de una bomba un motor diesel moderno, con un consumo específico de aproximadamente 0,18 lts/HP*h, se puede estimar el consumo de gas oil por hora. Para el cálculo anterior:

Consumo de gas oil = 1 HP x 0,18 lts/HP*h = 0,18 lts de gas oil/hora

Es necesario aclarar que el consumo específico varía para cada motor, y que viene especificado en cada caso. 11.9. Bombas alimentadas con energía solar El sistema de bombeo de agua a través de energía solar es otra posibilidad de manejo de energías alternativas. La fuente de energía que se utiliza es el sol. La luz solar es convertida directa-mente en energía eléctrica en los módulos fotovoltaicos que integran el generador so-lar. La energía generada es acondicionada en un convertidor electrónico para adap-tarla a las características eléctricas del motor que acciona la bomba.



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La motobomba es sumergible y puede bombear agua de superficie o subterrá-nea, controlando el nivel dinámico, de tal manera que la bomba siempre esté sumergi-da.

Figura 20: Electrobomba alimentada con energía solar. En los días de pleno sol el volumen bombeado es mayor que el extraído en días nublados. A tal efecto se debe prever un tanque de almacenamiento que contemple una reserva, de acuerdo a los datos de nubosidad y radiación solar de cada zona. Una opción es almacenar energía en baterías pero su costo es considerable y su reposición periódica también lo es. Para la elección del equipo los fabricantes brindan tablas, donde se describen los distintos modelos, que indican los valores de volúmenes extraídos en función de la altura de elevación y las distintas regiones. En las perforaciones hay que tener en cuenta el diámetro necesario para la electrobomba. En su equipamiento básico está el panel solar que convierte la energía solar en energía de 12 Volts. A partir de allí hay 2 opciones: usar electrobombas sumergibles que funcionen con 12 Volts (caudales pequeños) o implementar un inversor de corrien-te que transforme los 12 Volts en 220 Volts para que funcionen las electrobombas con-vencionales.



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Foto 18: batería de paneles solares que alimentan a una electrobomba sumergible.

Foto 19: inversor de corriente que transforma los 12 volts en 220 volts.

A medida que los caudales que se requieran sean mayores o aumente la altura manométrica total implicará mayor número y/o tamaño de los paneles solares y, con-secuentemente, del inversor de corriente.



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Entre las ventajas se puede citar la facilidad de cambiar el equipo de una agua-da a otra, ya que se transporta y se instala sin inconvenientes en poco tiempo. Esto conlleva a planificar su instalación con normas de seguridad adecuadas, ya que los sis-temas de agua se colocan donde el agua tiene la mejor calidad y no necesariamente cerca de la casa de alguno de los beneficiarios del sistema que pueda cuidar el siste-ma de vandalismos o de sustracciones. Cuando se trabaja en ambientes rurales hay que prever las contingencias de funcionamiento para acceder a talleres de reparación: casas que permitan las repara-ciones o recambio de las instalaciones eléctricas de los paneles, del inversor o de la electrobomba, que sí o sí lo tiene que hacer personal técnico especializado. Hoy día los costos todavía son elevados frente a otras alternativas, pero es una tecnología que evoluciona constantemente, donde se prevé a corto o mediano plazo ser accesible en el mercado. 12. MANEJO Y MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS En zonas donde existen condicionamientos químicos en el agua subterránea pa-ra el uso multipropósito se debe manejar el recurso de manera que no afecte a la po-blación, lo menos posible al riego de las huertas y a la hacienda y permita una explota-ción rentable. Es por ello que se deben seguir ciertos principios de manejo: - Cuando pasa tiempo sin usarse los tanques y bebederos, hay que vaciarlos y limpiarlos. Esto es debido a que por el proceso de evaporación el agua pierde volumen, no así las sales que ésta contiene, maximizándose su concentración a medida que trans-curre el tiempo. Una buena medida es tapar los tanques australianos, para evitar las concentra-ciones de sales, producto de la evaporación del agua. - Si en una zona existen aguadas con distinta calidad se utilizará la mejor para el consumo humano y el riego de las huertas y se hará abrevar a los animales con menor exigencia en las aguadas de peor calidad. - Para que la hacienda se acostumbre a fuentes de agua límite, conviene co-menzar a hacerla abrevar después de las primeras lluvias, donde las pasturas aumen-tan el contenido hídrico y, por lo tanto, consumen menos agua. - El Sulfato provoca un efecto desmineralizante en los animales, por lo cual con-viene proporcionarles sales ricas en Calcio y Fósforo, en bateas o comederos al repa-ro de las lluvias y vientos. Una buena mezcla es sal gruesa y harina de hueso esterili-zada en proporción de 1:1 a 1:3.



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- Cuando los contenidos salinos del agua provocan cuadros diarreicos en los animales, se les puede suministrar tanino, pero en períodos no muy prolongados, para no provocarles irritaciones intestinales. Los granos de sorgo también son astringentes, por el elevado contenido de tani-no. Lo mismo sucede con las chauchas de algarrobo y caldén. - También el almidón actúa contrarrestando los efectos purgantes, aunque en menor medida que el tanino. En forma práctica se lo puede suministrar mediante pas-toreo del maíz y sorgo granados. 12.1. Molino con chupador pata de araña Cuando se tiene napas freáticas cercanas de poco caudal y de buena calidad, asentadas sobre aquellas de menor calidad química, el hecho de explotar un sólo pozo o perforación podría provocar un descenso en el nivel dinámico y, por consiguiente, ex-tracción de agua de mala calidad. Esto sucede por su escaso rendimiento y lenta recu-peración de la napa dulce. Una medida para contrarrestar esta situación es colocar el chupador del molino de tal manera que no extraiga agua salina, pero el rendimiento será pobre. Una manera de solucionar esta situación es implementar chupadores araña o patas de araña, en napas que no superen los 10 m de profundidad (limitación de la al-tura de succión):

Figura 21: Molino con mecanismo chupador pata de araña.



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Un sólo molino, de cuyo cilindro parten dos cañerías horizontales en direcciones opuestas, que en sus extremos derivan en otros dos, y estos en otros dos. Donde el diámetro se va reduciendo en cada derivación, con sus correspondientes llaves de pa-so, para tener el control de extracción en cada sección. El objetivo es salvar el inconveniente de bajo rendimiento de un sólo pozo o per-foración abarcando una zona de mayor captación, que puede llegar a más de 1 hectá-rea, donde se debe detectar y controlar las potenciales intrusiones de agua salina. Cada chupador extrae un pequeño caudal, que se puede recuperar sin inconve-nientes. Ante este tipo de situaciones los molinos son los mecanismos ideales de extrac-ción, pues su trabajo permite la recuperación de las napas, sin provocar problemas de cuñas salinas, además del escaso mantenimiento y gastos de energía nulos para su funcionamiento. Ante bajas permeabilidades la opción de los pozos calzados frente a las perfo-raciones convencionales se maximiza, ya que la superficie de ingreso lateral es consi-derablemente mayor, minimizando los riesgos de ingreso de la cuña salina. 12.2. Molino con chupador flotante Para obtener un mejor funcionamiento del chupador del molino y minimizar los riesgos de extraer agua de mala calidad es conveniente instalar un chupador flotante que siga el nivel del agua:

Figura 22: Molino con chupador flotante.



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Se coloca en la parte terminal del caño rígido una manguera flexible de buena calidad, corroborando que no chupe aire en la unión, y en su extremo un filtro con un flotante, de tal manera de seguir la superficie del agua. Si se conoce la profundidad para la cual el agua sobrepasa los límites admitidos de calidad, se le da el largo a la manguera de tal manera que no llegue hasta ese nivel.

Foto 20: chupón flotante en un pozo calzado. 12.3. Mezcla de aguas Es uno de los sistemas más recomendados para minimizar el contenido salino de aguas, mezclándolas con otras provenientes de agua de lluvia almacenadas en re-presas, o también de pozos de agua dulce con poco caudal. Los tanques australianos son los depósitos ideales para efectuar las mezclas de aguas proviniendo de distintas fuentes. La proporción en que se deben mezclar depende del tenor salino que tengan el agua de mala calidad, del de la fuente de mejor calidad y del volumen que se pueda disponer de esta última. Para saber la relación de mezcla que debe realizarse, se debe tomar como base el parámetro más crítico en el agua de mala calidad. Si se supone que son las Sales Totales (Residuo Seco):



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Cantidad de Sales Totales Pozo o Perforación - Concentración buscada = Partes de agua de la Represa = A Cantidad de Sales Totales Represa - Concentración buscada = Partes de agua del Pozo o Perforación = B

Nota: los valores de A y B se trabajan en valor absoluto, es decir, no importa el signo. Finalmente, se hace:

A / B = C

C son las partes de agua dulce que se deben mezclar con una parte del agua del pozo o perforación para obtener la concentración buscada. Por ejemplo, si se tiene un agua de pozo con 12 gr/lt de Sales Totales y se quie-re llegar a bajar esa concentración a 4 gr/lt para animales vacunos, con un agua pro-veniente de represa, que tiene 0,6 gr/lt:

12 gr/lt - 4 gr/lt = 8 gr/lt = A

0,6 gr/lt - 4 gr/lt = - 3,4 gr/lt = B

A / B = 8 / 3,4 ≅ 2,4 / 1,

Implica que se deben mezclar 2,4 partes de agua de la represa con una parte de la del pozo. Es conveniente efectuar controles periódicos hidroquímicos de las dos fuentes de agua, porque los parámetros químicos pueden variar durante el año.

12.4. Recarga artificial de acuíferos salinos o de poco caudal Cuando los acuíferos de agua tienen tenores salinos elevados y/o de bajos ren-dimientos se puede inducir artificialmente la recarga de los mismos con agua prove-niente de las lluvias. A las represas destinadas a tal fin se les perfora el piso con pala-barrenos y se rellena estas perforaciones con grava y arena, provocando la inyección natural de agua por la carga hidráulica propia al acuífero libre. Estos volúmenes de agua que se inyectan sólo podrán ser recuperados si la conformación geológica imperante en el lugar permite su almacenamiento subterráneo, es decir, si existen límites laterales que contengan el agua introducida. Si se cumple esto último, se tiene beneficios adicionales: se evita la evaporación de un porcentaje importante del agua que se almacenaría en reservorios superficiales y también la contaminación bacteriológica. La temperatura del agua es más estable y agradable para el consumo.



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La recarga inducida mejora la calidad del agua subterránea y puede mejorar la de lluvia, dotándola de las sales que contribuyan a la dosis que se necesite, en función de los distintos requerimientos (abastecimiento humano, abrevado animal o riego), siempre y cuando no existan parámetros que perjudiquen a los mismos (Sulfatos, Ar-sénico, etc.). Hay que tener en cuenta que el agua de lluvia transporta sedimentos muy finos, que la mayor parte de las veces no son retenidos por los decantadores, y que actúan como impermeabilizantes, necesitándose su remoción periódica. Para recuperar el agua que se infiltra al acuífero libre es común la instalación de pozos del mayor diámetro posible, en los que se instala un molino, para que la extrac-ción sea gradual:

Figura 23: Recarga del acuífero libre con agua de lluvia.



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Figura 24: Perfil de un Sistema Multipropósito con sus partes esenciales. Una manera complementaria de recuperar el agua infiltrada de las represas es mediante los jagüeles, que son zanjas de profundidad considerable, de pendientes muy pronunciadas y que se ubican alrededor de la represa. El agua retenida en la re-presa se infiltra recargándolos con agua de buena calidad y con bajos índices de sóli-dos en suspensión. Comúnmente se construyen con retroexcavadoras y su mantenimiento es anual, en función de la textura del suelo, ya que las paredes de los taludes tienen un ángulo pronunciado. Aquí es esencial que los chupones de los mecanismos de extracción se instalen con flotantes para extraer el agua de mejor calidad hidroquímica. También existe la tecnología para inyectar agua de lluvia a los acuíferos profun-dos, previo perfilaje geoeléctrico para identificar las capas de suelos que potencialmen-te permitan su inyección y almacenamiento de agua de buena calidad.



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Figura 25: Inyección de agua de lluvia a acuíferos profundos.

Se realiza la perforación exploratoria y luego un sondeo eléctrico vertical en la perforación para identificar los acuíferos posibles de ser recargados con agua de lluvia, permitiendo la ubicación y elección de los filtros más adecuados en función del análisis de los materiales perforados.

Este tipo de construcciones necesariamente deben hacerlo profesionales capa-

citados y equipos de construcción acordes con la obra, necesitándose mayores inver-siones.

Existe la posibilidad de que las conformaciones geológicas no permitan la recar-

ga de agua de lluvia a los acuíferos, o también que se presenten altos tenores salinos de los mismos, entonces se debe planificar el uso mezclando el agua en superficie en los depósitos que se construyan y de acuerdo al tipo de demanda.

Para la extracción de agua se recomienda electrobombas sumergibles.



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13. POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO El agua que generalmente es consumida en su estado natural puede convertirse en un vehiculo transmisor de enfermedades. Se denominan enfermedades hídricas o de origen hídrico a las enfermedades transmitidas por el agua de bebida. Se denomina agua contaminada cuando se comprueba la presencia de orga-nismos patógenos o substancias tóxicas que la torna peligrosa y por lo tanto impropia para el consumo humano o doméstico. 13.1. Características del agua potable El agua para ser considerada potable debe reunir las siguientes características:

- Físicas: debe ser límpida e incolora, de gusto agradable e inodora. - Bacteriológicas: debe estar libre de gérmenes patógenos. - Químicas: No deben contener cantidades excesivas de materias orgánicas o

minerales - Tóxicas: Deben carecer de sustancias tóxicas que superen los límites que fijan

las normas sanitarias. 13.2. Fuentes de agua potable

- Agua de lluvia: En su origen la precipitación es prácticamente destilada, pero en su recorrido hacia la superficie de la tierra se va cargando de gases (oxígeno, anhídrido carbónico, etc.) y arrastrando partículas de polvo en la atmósfera. Pa-ra su uso requieren: limpieza de las superficies de captación, buen sistema de almacenamiento (aljibes) y cercado perimetral (represas), filtración, cloración y agregado de trozos de cal para equilibrar el pH.

- Agua superficial: debe considerarse bacteriológicamente contaminada y es ne-cesario conocer su carga de sales, ya que puede provenir de fuentes con exce-so de sales, variando su concentración anualmente. La contaminación más sig-nificativa es la producida por el hombre y los animales, y sus efectos se tradu-cen en olor, color, gusto, turbiedad, bacterias y diversos organismos de carácter patógeno, lo que hace necesario en todos los casos su tratamiento de filtración y cloración.

- Agua subterránea: en general la contaminación bacteriológica es baja, tendien-do a cero cuando se trata de acuíferos profundos, pero es muy variable desde el punto de vista hidroquímico, pudiendo variar su composición en cortas distan-cias. Si químicamente no sobrepasa los límites de potabilidad y los filtros de la perforación son adecuados es recomendable clorar el agua únicamente para el abastecimiento a las personas.



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13.3. Valores guía de la calidad del agua potable La Organización Mundial de la Salud (O.M.S.) brinda valores orientativos que deben estudiarse de acuerdo a las diferentes regiones. Algunos límites se basan en consideraciones estéticas (color, turbidez) y los que tienen que ver con la salud de la población tienen un margen de seguridad suficiente para contemplar diferentes am-bientes. Como en el caso de los animales sucede algo semejante en los seres humanos: el grado de acostumbramiento a ingerir agua con tenores salinos que exceden las nor-mas prefijadas, sin que presenten síntomas nocivos.

Como norma general se debe establecer como objetivo final el aprovisionamien-to de agua con los valores recomendados por la O.M.S. Tabla 15: Valores Guía de calidad del agua para consumo humano:

Valores guía para consumo humano

Rubro Recomendado Valor Máx. tolerable

Parámetros organolépticos

Color 15 UCV 200 UCV

Turbiedad 1 UNT 2 UNT

Sabor y olor aceptables

Parámetros físico-químicos

Temperatura aceptable

pH 6,5 a 8,0 9,0

Sales Totales 500 mgr/ltr 1.500 mgr/ltr

Calcio 75 mgr/ltr 200 mgr/ltr

Magnesio 50 mgr/ltr 100 mgr/ltr

Sodio 150 mgr/ltr 200 mgr/ltr

Potasio 12 mgr/ltr 12 mgr/ltr

Cloruros 200 mgr/ltr 200 mgr/ltr

Sulfatos 250 mgr/ltr 250 mgr/ltr

Sustancias indeseables

Flúor 1,5 mgr/ltr 1,5 mgr/ltr

Nitratos 50 mgr/ltr 100 mgr/ltr

Nitritos 0,1 mgr/ltr 0,1 mgr/ltr

Zinc 3 mgr/ltr 5 mgr/ltr

Hierro 0,3 mgr/ltr 0,3 mgr/ltr

Manganeso 0,1 mgr/ltr 0,5 mgr/ltr

Sustancias tóxicas

Arsénico 0,01 mgr/ltr 0,05 mgr/ltr



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Vanadio 0,15 mgr/ltr 0,15 mgr/ltr

Selenio 0,05 mgr/ltr 0,05 mgr/ltr

Plomo 0,01 mgr/ltr 0,05 mgr/ltr

Mercurio 0,001 mgr/ltr 0,001 mgr/ltr

Parámetros microbiológicos

Coliformes totales no detectables en 100 ml

E.Coli o termorresistentes no detectables en 100 ml

Estreptococos fecales no detectables en 100 ml

Salmonella no detectables en 5 ml

Unidad Nefelométrica de Turbiedad (UNT) Unidad de Color Verdadero (UCV)

14. POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA AMBIENTES RURALES En el ámbito rural, especialmente en comunidades dispersas, una opción técni-ca posible para el abastecimiento de agua potable es el uso de tecnologías apropiadas para implementar mecanismos que sean capaces de ser instalados, manejados y man-tenidos en el tiempo por los propios usuarios, previa capacitación técnica y organizativa a los beneficiarios por parte de los profesionales. Puede suceder:

- Que el agua subterránea del lugar sea apta para consumo humano desde el punto de vista hidroquímico.

- Que el agua subterránea no sea apta para consumo humano por exceso de sa-les.

El primer caso es el ideal si la cantidad de agua que da el pozo o la perforación

es suficiente para abastecer la demanda. Si esto es así se extrae el agua y se la trata únicamente para eliminar contaminaciones bacteriológicas, quedando en depósitos ce-rrados lista para ser usada.

El segundo caso es el más general en nuestras regiones. Existe la posibilidad de

tratar el agua mediante plantas de ósmosis inversa, cuya inversión es alta, su opera-ción y mantenimiento también, necesitando periódicamente la reposición de geomem-branas que se deben importar con costos elevados. El personal de manejo debe nece-sariamente ser técnicos especializados y los costos se vuelven prohibitivos para comu-nidades rurales que no tienen apoyo del Estado.

Existen otras metodologías, como el caso de la utilización de la energía solar pa-

ra desalar el agua pero su capacidad operativa es muy pequeña, no descartándose pa-ra el futuro cuando la técnica permita un mayor volumen de producción.

El INTA ha desarrollado sistemas que utilizan el agua de lluvia como fuente prin-

cipal y el agua subterránea como complementaria donde se debe filtrar el agua prove-niente de la represa antes de clorarla para lograr el efecto deseado.



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14.1. Filtros de arena

Para el filtrado del agua de las represas se utilizan filtros lentos de arena que permiten clarificar el agua de una manera adecuada.

Figura 26: Filtro lento de arena para clarificar el agua de las represas.

El funcionamiento de los molinos con su velocidad de extracción lenta es el complemento ideal para este tipo de filtros, tanto para su llenado como para su extrac-ción. Se prevé que el espesor mínimo del manto filtrante no sea inferior a 60 cm, con una velocidad de pasaje de 0,15 m3/m2.hora, el cual debe tener un manto de sostén (grava, piedra partida o ripio) de 30 cm de espesor. Periódicamente se debe comprobar que la pérdida de carga no sea excesiva. De suceder esto se deberán remover los primeros 5 cm reponiendo con arena limpia para su normal funcionamiento.



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14.2. Caso particular de filtro de arena para los aljibes:

Si bien no es común que los aljibes de nuestra región no tengan filtros de arena para clarificar el agua que viene desde las áreas de captación hasta el depósito mismo sí se considera muy conveniente la instalación de los mismos porque retiene las impu-rezas de la superficie de captación y canaletas y permite que el cloro actúe adecuada-mente.

Foto 21 a y b: Modelo de filtro de aljibe para ser llenado con material filtrante.

También se puede reforzar el filtrado del agua de los aljibes mediante un prefil-trado previo para retener hojas, insectos, etc. antes de que el agua pase por el filtro, en la cañería de conducción desde la canaletas hasta el filtro, como se puede apreciar el la Foto 22, conjuntamente con el método de la cuchara tradicional, que se abre ante los primeros momentos de la lluvia permitiendo el drenaje de agua sucia fuera del alji-be, para luego cerrarlo y que pase el agua limpia hacia el depósito.

El método de la cuchara tiene la limitación de que uno tiene que estar en el lugar para efectuar las maniobras mientras que el prefiltro y el filtro de arena actúan aunque no haya nadie en el lugar. Esto es muy importante en el caso de las Escuelas, donde el período de vacaciones coincide con la época de lluvias.



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Foto 22: Modelo de prefiltro de un aljibe con malla mosquitera y cuchara tradicional. 14.3. Dosificación de cloro Una vez clarificada el agua es conveniente la dosificación de cloro o en su de-fecto la lavandina comercial de reconocida calidad (hipoclorito de sodio) para asegurar la potabilidad del agua que se brinda a las personas. En nuestros ambientes rurales generalmente se carece de corriente eléctrica convencional (220 Volts) en los lugares donde se encuentran los sistemas de agua y los mecanismos de bombeo pueden brindar caudal de manera discontinua (molinos).

Se han buscado mecanismos de dosificación de cloro que funcionen sin corrien-te eléctrica y para caudales discontinuos, que utilizan pastillas de cloro o cloro líquido, mediante el principio de Venturi.



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Foto 23: dosificador sin electricidad que utiliza pastillas de cloro.

Foto 24: dosificador sin electricidad que utiliza cloro líquido.



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Es muy importante aplicar la dosis necesaria de cloro o lavandina, que va a de-pender de la calidad del agua, de su pH (recomendable ≤ 8) y del grado de turbidez (recomendable ≤ 1). Si se aplica de más puede producir desde trastornos digestivos hasta graves afecciones a la salud. Si se aplica de menos no va a garantizar un agua segura para el consumo. Normalmente se trabaja con lavandina de 55 gr. de concentración de cloro/litro de marca reconocida. Se utiliza un juego de reactivos (orthotolidina para el cloro) con escala de colo-res, que permite obtener la dosis adecuada:

Foto 25: juego de reactivos para cloro y pH, más un recipiente graduado. Para ello se pone en funcionamiento el dosificador de cloro, ya sea de pastillas o de cloro líquido, y se extrae agua clorada en una botella plástica, convenientemente enjuagada. En el caso particular de los aljibes se extrae un litro de agua y se le agrega una gota de hipoclorito de sodio. Se deja reposar entre 20 minutos y ½ hora para que actúe el cloro y luego se in-troduce ese agua en el lado izquierdo del comparador agregándole las gotas de ort-hotolidina (líquido amarillo) que dice el instructivo del comparador (generalmente son de 2 a 4 gotas).



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Una vez hechos estos pasos se agita el comparador tapándolo en la parte supe-rior y se compara el color del líquido en los tubitos con la tabla de colores. Si el tubo izquierdo da un color amarillento fuerte quiere decir que la dosis de cloro es excesiva, por lo cual hay que disminuir cerrando el dosificador hasta que el co-lor sea amarillo tenue o disminuyendo la dosis por litro en el caso especial del aljibe. Por el contrario, si no se aprecia el color amarillo tenue quiere decir que la dosis no es suficiente y se hace el mismo procedimiento, abriendo levemente el dosificador o agregando una gota al litro de agua (en el caso del aljibe) hasta que el color en el comparador sea el adecuado. Una vez calibrado el dosificador se deja que funcione normalmente, haciendo controles periódicos, atendiendo a los cambios que se produzcan en la fuente de agua, por ejemplo si se producen lluvias. Para el aljibe es lo mismo, simplemente que este control se efectúa cada 30 días, excepto que llueva o se introduzca agua de otras fuen-tes. Como un dato adicional, también se puede saber el pH haciendo el mismo pro-cedimiento que con el cloro, pero en el lado derecho del comparador, usando el líquido rojo. Para que el cloro o la lavandina actúen óptimamente es deseable que el pH se acerque a 7 y que no sea mayor a 8. Es importante tener un stock suficiente de cloro, guardado preferentemente en un lugar fresco y oscuro, para que no se disminuya el poder desinfectante del mismo. Prever la reposición de la suficiente cantidad de cloro para no quedarse sin de-sinfectante. Cuando se compra el producto fijarse la fecha de elaboración y cuando se produce el vencimiento. Una vez clarificada el agua también se puede potabilizar el agua eliminando los gérmenes patógenos hirviendo el agua unos 3 a 5 minutos en cada vivienda. Pero el cloro tiene la ventaja del efecto residual, es decir que si una nueva contaminación se produce tiene capacidad para contrarrestarla (cloro residual entre 0,2 y 0,3 mgr/ltr), que es lo que indica el comparador mediante el color amarillo tenue después de la ½ hora de aplicado el cloro. Además, se asegura que todos los que usan el sistema consumen agua potable y no queda al arbitrio de la buena voluntad de cada familia de hervir el agua para ase-gurar la potabilidad. Una vez tratada el agua (filtrada y clorada) se deposita en depósitos estancos que permiten el abastecimiento mediante grifos públicos o cañerías a cada una de las viviendas que comprende el sistema. Cada año es conveniente hacer un lavado de estos depósitos de agua con la-vandina para eliminar las impurezas que se pudieran depositar en el fondo, minimizan-do los riesgos de consumir agua dudosa.



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15. SISTEMA DE RIEGO PARA HUERTAS Los sistemas de agua multipropósito permiten la implementación de huertas fa-miliares o comunitarias que se riegan con sistemas de alta eficiencia: riego por goteo. Se usa el filtro de arena previsto para la potabilización también para clarificar el agua de riego, ya que con esto no se taponan los goteros de las cintas. Como los filtros de arena normalmente están construidos en los terraplenes so-porte (de 2 a 3 m de altura) de los depósitos de agua, siendo esa altura suficiente para otorgar la presión necesaria para el riego uniforme en cintas de hasta 10 m de largo, cumpliéndose que entre el gotero más alejado y el más cercano hay una diferencia menor al 20% de la salida de agua para riego. Desde la salida del filtro de arena, antes del dosificador de cloro, se saca una bi-furcación (una T) con llave de paso de 1 pulgada de diámetro hasta la huerta, luego sus laterales deben ser de ¾ pulgadas para distribuir el agua a cada uno de los cante-ros y las salidas para las cintas de goteo deben ser bifurcaciones de ½ pulgada. Con esas medidas no se altera la uniformidad del riego debido a las pérdidas de carga. Los canteros de la huerta se recomienda hacerlos bajo relieve, de 1 m de ancho por 10 m de largo, con una separación entre ellos de ½ m.

Foto 26: implementación de riego por goteo en una huerta comunitaria. Para eficientizar el uso del recurso hídrico se recomienda el uso de mantillo y de abono (huano de cabra ya seco de los corrales) para mejorar la textura del suelo y el almacenaje de agua en el perfil de exploración de las raíces.



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15.1. Caso particular de un sistema de riego por goteo El sistema se ha diseñado para cubrir la demanda de 8 canteros de 10 m de lar-go por 1 m de ancho dispuestos de la siguiente manera:

Figura 27: Vista en Planta del sistema completo de riego por goteo de la huerta.

Los canteros están separados por 0,50 m, adonde cada cantero es regado con 3 cintas de goteo de 10 m de largo cada una. Las cintas de goteo son alimentadas por una bomba de mano elevadora, que extrae el agua de una microrepresa implementada para la huerta o la represa multipro-pósito, que bombea el agua a un tacho de 200 ltrs sobreelevado 1,00 m del suelo para darle la suficiente presión al agua de riego de las cintas de goteo.

Figura 28: Perfil de un sistema de extracción manual y filtrado para riego por goteo.



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Foto 27: bomba de mano, tacho que filtra el agua y distribución de cañería para riego por goteo.

Como el agua almacenada en la represa tiene turbidez, se dispondrá dentro del tacho unos 20 cm de grava fina en el fondo y en la parte superior unos 40 cm de are-na, de manera tal que el agua pase por el filtro de arena y de esa manera no se tapen los goteros de la cinta de riego.

Se debe cercar la microrepresa preferentemente con alambrado romboidal de 1,50 m de altura por 2 pulgadas, con alambre Nº 12, un perímetro de 10 m x 10 m, ya que comúnmente este tipo de tareas son encomendadas a los niños, minimizando así el riesgo de accidentes. La bomba de mano debe instalarse fuera del cercado perime-tral. 16. MANEJO DEL AGUA DE LLUVIA PARA RIEGO DE CERCOS 16.1. Elementos necesarios para el crecimiento de las plantas

Las plantas para crecer necesitan de la luz solar, del aire, de las lluvias y de condiciones adecuadas del suelo.

La alfalfa, el maíz, los árboles y los pastos tienen distintos tipos y tamaños de raíces, las que utilizan para fijarse y extraer el agua y los nutrientes del suelo. Las plantas también tienen distintas necesidades de agua para producir, como por ejemplo:

- Alfalfa: 800 lts/ Kg. de materia seca (promedio orientativo). - Maíz: 400 lts/ Kg. de materia seca (promedio orientativo).



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Figura 29: Elementos necesarios para el crecimiento de las plantas.

Al agua de lluvia hay que captarla y conducirla al cerco a través de caminos o regueras distribuyéndola de manera uniforme para que penetre en el suelo y las plan-tas puedan utilizarla. Como primera medida se deben conocer los desniveles del terreno. Para ello se miden las alturas en distintos lugares y se estudia cual puede ser la mejor manera de ordenar el terreno y la distribución del agua. Además, con esto se evita la erosión del suelo. 16.2. Nivelación del terreno Para nivelar el terreno se utiliza un nivel. Se lo puede hacer con un aparato de topografía y mira o, de forma práctica, con dos reglas graduadas (de 2 m de largo), y manguera de plástico transparente (aproximadamente 20 m), a la cual se le coloca agua.

Se mide en cada regla la altura del agua de la manguera, la diferencia da el desnivel:

.

Figura 30: Nivelación con mangueras.



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Foto 28: Nivelación con mangueras.

Si también se mide la distancia horizontal se puede calcular la pendiente del te-rreno:

Pendiente = desnivel = 0,10 m = 0,01 = 1% distancia horizontal 10 m Una pendiente del 1 % significa 1 m de desnivel cada 100 m de distancia. Una pendiente del 0,5 % significa ½ m de desnivel cada 100 m de distancia, y una del 2 % significa 2 m de desnivel cada 100 m de distancia:

Trabajando de esta manera se pueden obtener las curvas de nivel, que son aquellas líneas que unen puntos de igual altura, por donde deberán construirse los bordos.



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16.3. Conformación de las curvas de nivel Previamente se ha identificado las irregularidades del cerco y sus pendientes. Ahora se tiene que decidir cada cuanto se va a construir los bordos. Si se decide hacerlos cada 10 cm de desnivel hay que situar las reglas y la manguera en el lugar más alto del cerco. La primera regla queda fija en el lugar más al-to y con la otra se camina a favor de la pendiente hasta que el nivel de agua de la manguera de una lectura de la que quedó fija (- 10 cm). Allí se coloca una estaca. Ahora hay que trasladarse con la regla fija hasta donde se colocó esta primera estaca y repetimos el mismo trabajo para obtener el lugar donde se hará el segundo bordo marcándolo con una segunda estaca, y así sucesivamente hasta el lugar más bajo del cerco. Por cada uno de estos puntos (estacas) pasará una curva de nivel (un bordo). Para obtener cada curva de nivel se deja fija una de las reglas graduadas (al lado de la estaca) y con la otra se camina en zig-zag el terreno buscando que la lectura en esta última coincida con la que se mantiene fija, en esos puntos se marca el terre-no con nuevas estacas para identificar esa curva de nivel. Para hacer las otras curvas se repite el mismo trabajo.

Foto 29: Demarcación de curvas de nivel con estacas y conformación de los bordos.

Las curvas de nivel identifican las zonas donde se pueden construir bordos que logren aprovechar el escurrimiento del agua de lluvia en el terreno de manera tal de distribuir de una manera uniforme el agua en el cerco.



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De esa manera se posibilita que se retarde el escurrimiento superficial y penetre una mayor cantidad de agua en el suelo, logrando así “guardar” agua para que la utili-cen las plantas más adelante. Las curvas de nivel posibilitan un riego por escorrentía más uniforme y minimi-zan los riesgos de erosión del terreno. En nuestras zonas de secano la lluvia es la única fuente de agua que se dispone para acumularla en el suelo y es la que utilizan las plantas para crecer y producir. 16.4. Recomendaciones para un mejor aprovechamiento del agua

• Ante lluvias excesivas es conveniente dejar correr el agua que no pueden apro-vechar las plantas. Los excesos deben escurrir hacia aguas abajo (como lo hicieron siempre).

• El agua no debe permanecer sobre el terreno por más de 24 hs, porque afecta a los cultivos.

• Hay que preparar correctamente el terreno con aradas y agregar materia orgáni-ca (restos de cultivos, abonos animales, etc.). Esto contribuye a que el suelo tenga más capacidad de almacenamiento de agua (más “esponjoso”).

Por ejemplo, se podrían realizar las labores anteriores para una buena implan-

tación de alfalfa. Para ello al terreno hay que comenzar a prepararlo lo más temprano posible (en febrero, por ejemplo), con una arada y una rastreada para dejarlo esponjo-so y libre de malezas (que consumen el agua almacenada) y en condiciones para sembrar la alfalfa. La siembra se realiza en otoño (especialmente en el mes de abril), porque se dan las temperaturas que permiten un crecimiento vigoroso, pero hay que tener en cuenta que se estará limitado por las posibles lluvias o lloviznas durante el mes. Hay que elegir una semilla de calidad conocida y de acuerdo a las característi-cas del suelo de cada zona.

Las maneras tradicionales de siembra son:

• Al voleo: Se realiza de forma manual tirando entre 15 a 20 Kg. por hectárea. Luego se debe tapar la semilla con una rastra de ramas para que no quede a la intemperie. Es muy importante pasar un rolo o algún otro implemento para que la semilla tome en un buen contacto con la humedad del suelo y germine lo an-tes posible.

• En línea: Se usa una sembradora que permite sembrar menos cantidad de se-

milla, entre 8 y 12 Kg. por hectárea, a una distancia entre líneas de hasta 20 cm. En el mismo proceso de siembra, la sembradora tapa y compacta la línea de siembra.



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Foto 30: Siembra de alfalfa con sembradora y tapado con rastra de ramas. La semilla de alfalfa es muy pequeña y por lo tanto debe quedar alrededor de 1,5 cm de profundidad Si hay buena humedad, es posible que nazcan todas las plantitas entre los 8 y 10 días. Es importante cuidarlas del ataque de las hormigas, de las palomas, cuices y liebres. Los animales domésticos (chanchos, gallinas, cabras, vacas y caballos) no de-ben ingresar al cerco, por ello se debe prever el cercado perimetral. 16.5. Rendimiento esperado en zonas de secano 1 hectárea de alfalfa implica un promedio de 50 fardos/corte Si se supone que se hacen 4 cortes, equivale a 200 fardos/Ha año 1 fardo = 20 Kg. de materia seca, implica 4.000 Kg. de materia seca (MS) 16.6. Estrategia con lluvias Octubre-marzo (depende de la variabilidad climática de cada año) = 4 cortes a lo sumo (1 corte cada 25-30 días)



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Se intenta hacer 1 corte a mediados de otoño (mayo), o si no en primavera. Si hay muchas lluvias se hace un corte en otoño, sino 1 corte en primavera (fines de agosto). 16.7. Beneficios de acumular agua en el suelo Si la lluvia promedio en nuestra zona es de 550 mm (aproximadamente 1 mm � 12 Kg. MS) al año, es posible obtener 6.600 Kg. de materia seca por hectárea, lo cual equivale a 330 fardos de alfalfa por Ha.año. Pero con el manejo del agua de lluvia podremos aumentar el almacenamiento del agua en el suelo incrementando la producción de fardos, ya sea con mayor produc-ción por corte o bien podemos incrementar un corte más entrando a la época seca. 17. CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO Si la fuente de agua no es de lluvia hay que estudiar previamente la calidad quí-mica del agua a utilizar. La calidad química del agua destinada para riego toma en consideración 3 as-pectos principales:

- Peligro de salinización de los suelos. - Peligro de sodificación de los suelos. - Toxicidades específicas.

Se tratarán los peligros de salinización y de sodificación del suelo.

17.1. Peligro de salinización del suelo

Cuando un suelo contiene sales solubles, el agua en la solución del suelo está afectada por una succión osmótica que restringe e impide que las plantas se abastez-can de agua, según sea la concentración de la solución. Es por ello que la calificación de las aguas destinadas a riego se basa principalmente en la estimación del peligro de salinización del suelo cuando el agua se aplica de acuerdo a las prácticas comunes de riego.

La salinidad es consecuencia de la falta de balance entre las sales aportadas

por el agua de riego y las eliminadas en la zona de raíces por drenaje debido a lluvias o riegos de lavado.

La concentración salina del agua, la permeabilidad del suelo a regar, la evapo-

transpiración potencial durante el ciclo de cultivo y la duración de los períodos de défi-cit hídricos, son factores a considerar para la calificación.

El Laboratorio de Salinidad de los EEUU ha adoptado la conductividad eléctrica

como valor de clasificación para determinar los riesgos de salinización. El procedimien-



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to tiene una aplicación muy generalizada pero debe aplicarse teniendo en cuenta que ha sido propuesto para climas medios, con riegos permanentes y para cultivos cuya to-lerancia a sales también son medias. Cuando eso no suceda la calificación deberá adaptarse al caso particular. Clase C1: Conductividad eléctrica hasta 250 µS/cm, considerada baja. Puede usarse para la mayor parte de los cultivos, en casi todos los suelos. En los suelos poco per-meables se deberá intercalar algún riego de lavado.

Clase C2: Conductividad eléctrica entre 250 y 750 µS/cm, considerada moderada. En suelos de buena permeabilidad pueden usarse con casi todos los cultivos, exceptuan-do aquellos sensibles a la salinidad. Se requieren riegos de lavado ocasionales.

Clase C3: Conductividad eléctrica entre 750 y 2.250 µS/cm, considerada media. Úni-camente deben usarse en suelos cuya permeabilidad sea de moderada a buena. Se necesitan riegos de lavados aplicados con regularidad. Los cultivos tienen que ser de tolerancia a las sales de moderada a buena.

Clase C4: Conductividad eléctrica entre 2.250 y 4.000 µS/cm, considerada alta. Sola-mente deben usarse en suelos de buena permeabilidad, con riegos de lavado que ase-guren la no acumulación de sales en cantidades peligrosas. Deben elegirse cultivos con buena tolerancia a la salinidad.

Clase C5: Conductividad eléctrica entre 4.000 y 6.000 µS/cm, considerada muy alta. Son inapropiadas para riego. Se pueden utilizar en suelos muy permeables, con un manejo de riegos muy cuidadosos técnicamente y con cultivos con alta tolerancia a la salinidad.

Clase C6: Conductividad eléctrica de más de 6.000 µS/cm, considerada excesiva. No debe usarse para riego. 17.2. Peligro de sodificación del suelo Cuando en un suelo aumenta la proporción de sodio intercambiable, la arcilla y los componentes húmicos se dispersan más fácilmente y las condiciones físicas del suelo se deterioran. El peligro de que los riegos provoquen un aumento del contenido de sodio inter-cambiable del suelo, depende a la vez de la relación de las concentraciones del sodio y las del calcio y del magnesio y del valor de la concentración salina total. Para valorar la influencia de la relación de las concentraciones de los cationes citados, el Laboratorio de Salinidad de los EEUU adoptó el Índice RAS:

RAS = Na / ((Ca + Mg) / 2) ½ Expresados esos valores en me/ltr.



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La raíz cuadrada del denominador da cuenta del llamado efecto de dilución, se-gún el cual dos aguas con la misma relación Na / (Ca + Mg), aquella cuya salinidad to-tal sea mayor tenderá a aumentar en mayor medida el contenido de sodio intercambia-ble en el suelo. El Índice RAS y por lo tanto el peligro de sodificación, es menor en el caso de agua con menor concentración salina. Clase S1: RAS de 0-10 y 0-2 considerada baja peligrosidad sódica. Pueden usarse en casi todos los suelos sin riesgos de que el nivel de sodio intercambiable se eleve de-masiado. Clase S2: RAS de 10-18 a 2-6 considerada de mediana peligrosidad sódica. Deben usarse en suelos de textura gruesa y en suelos orgánicos de buena permeabilidad. Si el suelo contiene yeso el peligro disminuye. Clase S3: RAS de 18-26 a 6-10 considerada de alta peligrosidad sódica. Son capaces de originar niveles perjudiciales de sodio intercambiable en casi todos los suelos. Se debe asegurar un buen drenaje, alta lixiviación e incorporación de materia orgánica. Son necesarios tratamientos de aplicaciones de yeso y con aguas de alta salinidad es-tos tratamientos no son efectivos. Clase S4: RAS de más de 26 a más de 10, consideradas de muy alta peligrosidad só-dica. Son aguas inadecuadas para riego, exceptuando aquellas de baja salinidad. Con ellas el calcio proveniente de la disolución de carbonato de calcio o de yeso presente en el suelo o adicionada puede disminuir el RAS y el peligro de sodificación. Esos valores de Conductividad Eléctrica y del Índice RAS se plasman en el Grá-fico siguiente muy difundido para clasificación de aguas para riego, debiendo analizar además otros factores que también juegan dentro de la clasificación.



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Existen otros índices, por ejemplo el de Carbonato de Sodio Residual (CSR), que compara la concentración de Bicarbonato en relación con las del Calcio y el Mag-nesio y evalúa el aceleramiento del peligro de sodificación del suelo ante la presencia de Carbonato o Bicarbonato de Sodio.

En nuestro caso particular, con riego por goteo, con el agregado de abono pe-

riódicamente, estos Índices de clasificación de agua para riego son sumamente con-servativos, pero no por eso no se deben tener en cuenta para no comprometer a los cultivos y al suelo a largo plazo. SANTIAGO DEL ESTERO, marzo de 2007.



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