Cálculo de los Módulos de Consumo de
Agua de las Veredas La Caja y Rosario en el
Municipio de Choachí, dentro del PNN
Chingaza y su Zona con Función
Amortiguadora
Por
Natalia Gamboa De La Torre
Diana Marcela Sierra Casas
Trabajo de grado presentado a la
Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales
Proyecto Curricular Ingeniería Ambiental
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Requisito para optar al título de Ingeniería Ambiental
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Proyecto Curricular Ingeniería Ambiental
ii
Aprobado por
Álvaro Martín Gutiérrez Malaxechebarría
Director Interno
Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Jerson Leonardo González Umaña
Director externo
iii Agradecimientos
Agradecemos inicialmente a nuestras familias por su paciencia, cariño y apoyo incondicional.
A nuestros directores, Álvaro Gutiérrez y Jerson González, por las tardes en las que nos colaboraron con la solución de problemas y nos aportaron buenas ideas para la culminación de esta investigación.
A Parques Nacionales Naturales, particularmente a los funcionarios del PNN Chingaza, Luisa Palomino, Oscar Raigoso, Luis de Medina y don Elías.
A la comunidad de las veredas de La Caja y El Rosario, quienes lograron mostrarnos la vida desde otra perspectiva y nos recibieron amablemente en sus casas, especialmente a la familia Raigoso-Hortúa por permitirnos hospedarnos en su casa y a la señora Anaís por su ayuda desinteresada.
iv
Contenido
1 Introducción --- 1
Problemática --- 2
1.1 Objetivos --- 3
1.1.1 Objetivos específicos --- 3
2 Estado del arte y Marco teórico --- 4
2.1 Módulos de consumo --- 4
2.1.1 Sector doméstico rural --- 4
2.1.2 Sector agrícola --- 5
2.1.3 Sector pecuario --- 7
2.1.3.1 Consumo de agua para el sector bovino --- 8
2.1.3.2 Consumo de agua para el sector porcino --- 11
2.1.3.3 Consumo de agua para el sector equino --- 12
2.1.3.4 Consumo de agua para el sector ovino --- 13
2.1.3.5 Consumo de agua para el sector avícola --- 13
2.1.3.6 Consumo de agua para el sector piscícola --- 14
2.1.4 Módulos de consumo en Colombia y su normatividad --- 17
2.2 Contexto nacional de oferta hídrica --- 20
2.3 Contexto regional de la oferta hídrica --- 21
2.3.1 Subzona hidrográfica del Río Blanco-Negro Guayuriba --- 21
2.4 Demanda hídrica en Colombia --- 22
2.5 Otros conceptos --- 25
2.5.1 Balance hídrico --- 26
2.5.2 Acueducto multipropósito --- 27
2.5.3 Dotación --- 27
2.5.4 Pérdidas de agua --- 28
3 Área de estudio--- 33
3.1 Presentación --- 33
3.2 Hidrografía--- 34
3.3 Climatología --- 34
3.4 Dimensión socioeconómica --- 36
3.4.1 Aspectos demográficos --- 37
3.4.2 Características de las viviendas --- 37
3.4.3 Actores sociales --- 38
3.4.4 Conflictos socioambientales --- 38
4 Metodología--- 40
4.1 Recolección de información secundaria del área de estudio --- 43
4.2 Recopilación de información del requerimiento hídrico para cada sector --- 45
4.2.1 Sector doméstico --- 45
v
4.3 Estimación de la demanda hídrica total aproximada --- 48
4.3.1 Sector doméstico --- 48
4.3.2 Sector agrícola --- 49
4.3.3 Sector pecuario --- 49
4.4 Diseño de muestreo --- 50
4.5 Reconocimiento del área de estudio y visitas de campo --- 50
4.6 Visitas y encuestas a la totalidad de las viviendas habitadas --- 52
4.6.1 Sector doméstico rural --- 52
Método cualitativo o aplicación de la encuesta --- 53
Método cuantitativo o Estimación del consumo de agua --- 54
4.6.2 Sector agrícola --- 55
Método cualitativo o aplicación de la encuesta --- 55
Método cuantitativo o Estimación del consumo de agua --- 55
4.6.3 Sector pecuario --- 56
Método cualitativo o aplicación de la encuesta --- 56
Método cuantitativo o Estimación del consumo de agua --- 57
4.6.4 Desarrollo de la recolección de datos --- 57
4.7 Reconocimiento de las condiciones del acueducto veredal, evaluación de pérdidas en el sistema y determinación del factor de pérdidas con respecto a las redes de conducción y distribución--- 58
4.8 Realización de una base de datos con la información recolectada --- 59
4.9 Validación de la información recolectada en campo --- 61
4.10 Diseño de la ecuación y cálculo de los módulos de consumo de agua para los sectores doméstico, pecuario y agrícola --- 61
4.10.1 Factor de pérdidas (Fp) --- 62
4.10.2 Diseño de la ecuación sector doméstico --- 63
4.10.3 Cálculo del módulo de consumo del sector doméstico --- 65
4.10.4 Diseño de la ecuación sector agrícola --- 66
4.10.5 Cálculo del módulo de consumo del sector agrícola --- 71
4.10.6 Diseño de la ecuación sector pecuario --- 71
Módulo de consumo para ganado bovino --- 71
Módulo de consumo para ganado Porcino --- 73
Módulo de consumo para equinos --- 73
Módulo de consumo para caprinos --- 74
Módulo de consumo avícola --- 74
Módulo de consumo piscícola --- 75
Módulo de consumo para el Sector Pecuario --- 77
4.10.7 Cálculo del módulo de consumo del sector pecuario --- 78
4.11 Resumen --- 79
vi
5.1 Modo de uso del agua --- 84
5.2 Análisis de la dimensión socioambiental --- 86
5.3 Análisis de la dimensión socioeconómica --- 87
Equipamientos --- 88
5.4 Análisis demográfico--- 91
6 Conclusiones y recomendaciones --- 92
vii
Índice de tablas
Tabla 2-1 Consumo diario de agua en los bovinos ... 8
Tabla 2-2 Consumo diario de forraje según orientación productiva ... 8
Tabla 2-3Consumo de agua en bovinos considerando UGG ... 8
Tabla 2-4Requerimiento de agua a 10°C ... 9
Tabla 2-5 Requerimientos nutricionales para vacas doble propósito en producción (con cría de 3 a 4 meses); según el peso del animal ... 9
Tabla 2-6 Demanda hídrica en el sector bovino ... 10
Tabla 2-7Módulo de consumo hídrico (L/día) para bovino por línea de producción en piso térmico frio ... 10
Tabla 2-8Agua requerida para suplir las necesidades de bebida... 10
Tabla 2-9 Necesidades hídricas del cerdo L/día ... 11
Tabla 2-10 Valores de diseño para el suministro de agua para beber (L/cerdo*día) ... 11
Tabla 2-11 Módulo de consumo para porcino L/día*animal... 12
Tabla 2-12Consumo diario de agua (L/día) ... 12
Tabla 2-13 Consumo promedio de agua de bebida para caballos de 450 kg de peso vivo en (temperatura ambiente de 15 a 21° C) ... 12
Tabla 2-14 Demanda diaria de agua para las principales especies domésticas ... 13
Tabla 2-15 Demanda de agua para distintos tipos de animales. ... 13
Tabla 2-16 Módulo de consumo para aves (L/día)... 14
Tabla 2-17 Demanda diaria de agua para las principales especies domésticas ... 14
Tabla 2-18 Demanda hídrica del sector aves para las fases de cría, levante y terminación. (L/día-100 animales) ... 14
Tabla 2-19 Pérdidas por infiltración según el tipo de suelo. ... 16
Tabla 2-20 Resumen de los módulos de consumo de agua de las diferentes autoridades ambientales ... 19
Tabla 2-21 Distribución de la oferta hídrica y caudales por áreas hidrográficas ... 20
Tabla 2-22 Rendimiento promedio por área hidrográfica ... 21
Tabla 2-23 Valores de oferta hídrica de la subzona hidrográfica Río Guayuriba ... 22
Tabla 2-24 Demanda hídrica en Colombia dividida en usos - año 2012 ... 23
Tabla 2-25 Balance hídrico estándar definido por la IWA... 26
Tabla 2-26 Dotación por habitante según el nivel de complejidad del sistema ... 28
Tabla 2-27 Eficiencias y pérdidas asignadas al tipo de riego de los sistemas de riego en Colombia ... 31
Tabla 2-28. Pérdidas por conducción y aplicación CORPORINOQUIA ... 32
Tabla 3-1 Estaciones metereológicas cercanas al área de estudio ... 35
Tabla 3-2 Promedio de la precipitación total mensual en el área de estudio ... 35
Tabla 3-3 Promedio de la temperaturamedia mensual en el área de estudio ... 35
Tabla 4-1 Estación metereológica La Bolsa (IDEAM) ... 43
Tabla 4-2 Características de las UPA ... 44
Tabla 4-3 Características de las UPA ... 44
Tabla 4-4 Resumen de los módulos de consumo de agua de las diferentes autoridades ambientales. ... 45
Tabla 4-5 Requerimiento hídrico de los cultivos identificados en el área de estudio ... 45
Tabla 4-6. Resumen de consumo de agua para ganado bovino (L/día-cabeza) por diferentes autores ... 46
Tabla 4-7. Resumen del consumo de agua para el sector porcino (L/día) ... 47
Tabla 4-8. Resumen del consumo de agua para el sector equino (L/día) ... 47
viii
Tabla 4-10. Resumen del consumo de agua para el sector avícola (L/día- 10 aves)... 47
Tabla 4-11 Tamaño de muestra del área de estudio ... 50
Tabla 4-12 Envases y sus volúmenes ... 54
Tabla 4-13 Recolección de datos de frecuencia y tiempo de uso de agua en el sector doméstico ... 55
Tabla 4-14 Porcentajes de pérdidas Corporaciones Autónomas Regionales... 62
Tabla 4-15 Factores de pérdidas por sectores. ... 62
Tabla 4-16 Correlación de pearson con respecto a la variable dependiente ... 64
Tabla 4-17 Resumen del modelo ... 65
Tabla 4-18 Coeficientes ... 65
Tabla 4-19 Estación meteorológica de La Bolsa ... 66
Tabla 4-20 Datos teóricos de los cultivos presentes en el área de estudio ... 67
Tabla 4-21 Requerimiento hídrico de cada cultivo presente en el área de estudio ... 70
Tabla 4-22 Requerimiento hídrico del ganado bovino (L/día-cabeza) ... 72
Tabla 4-23Coeficiente ... 73
Tabla 4-24 Requerimiento hídrico del sector avícola (L/día- 10 aves) ... 74
Tabla 4-25 Correlaciones del consumo de agua para el sector pecuario ... 77
Tabla 4-26 Resumen de las fórmulas de requerimiento hídrico del sector pecuario ... 79
Tabla 4-27 Resumen de las fórmulas establecidas para el cálculo de los módulos de consumo de cada sector en el área de estudio ... 79
Tabla 5-1 Resumen del uso de agua en el sector doméstico ... 81
Tabla 5-2 Consumo de agua para el sector doméstico... 82
Tabla 5-3 Comparativo de los módulos de consumo de agua para el sector doméstico ... 82
Tabla 5-4 Resumen del consumo de agua para el sector pecuario ... 83
Tabla 5-5 Demanda y consumo hídrico de cada sector del área de estudio... 84
Tabla 5-6 Organización de grupos familiares de la vereda de la Caja el Rosario ... 89
1
Introducción
Durante la investigación se propuso como objetivo definir los módulos de consumo en un área conformada por dos veredas del municipio de Choachí. Los módulos de consumo se pueden definir como el volumen de agua necesario para la realización de una actividad o para la obtención de un producto y sirven para determinar caudales o volúmenes de agua que la autoridad ambiental puede asignar a personas para el desarrollo de sus actividades (Ríos, Escobar, & Palacio, 2010). Por tal motivo, estos valores son establecidos por las autoridades ambientales en el área de su jurisdicción.
El interés de calcular los módulos de consumo en esta zona radica principalmente, en que hace parte del Parque Nacional Natural Chingaza, adicionalmente la zona con función amortiguadora, presenta presiones antrópicas tales como cacería, tala y ganadería. Otro factor importante para la selección del área de estudio es que es bien conocida por algunos funcionarios del parque y es de fácil acceso.
La metodología del estudio se basó, en primera instancia, en una revisión bibliográfica y en visitas para caracterizar el territorio, en las que se realizaron entrevistas a los líderes comunitarios, fase de la cual se partió para diseñar las entrevistas semiestructuradas que sirvieron para establecer las principales actividades y conocer los patrones de consumo para el sector doméstico, pecuario y agrícola.
La recolección de los datos en campo se realizó en 9 días, en los cuales se logró recorrer toda el área de estudio y efectuar 58 encuestas en todas las viviendas habitadas, seguidamente se hicieron aforos volumétricos de todos los grifos presentes en las viviendas con el fin de determinar el caudal de cada uno de los elementos identificados (lavamanos, sanitario y ducha, entre otros), esto para entender los consumos y determinar el tiempo de uso de cada actividad y elemento. Con los datos recolectados se diseñó la ecuación del módulo de consumo del sector doméstico por medio del programa SPSS.
En cuanto al consumo para el sector agrícola, se estableció el requerimiento hídrico de cada cultivo por medio del software CROPWAT 8.0. Adicionalmente, para el sector pecuario, con base en información bibliográfica sobre los requerimientos hídricos para cada animal, se definieron los consumos de cada uno de ellos. El inventario pecuario realizado durante las encuestas, sirvió de base para determinar la ecuación del módulo de consumo del sector. Por último, se estableció un factor de pérdidas para cada sector con el fin de obtener resultados más ajustados a la realidad.
2
Problemática
Las comunidades rurales necesitan el agua para desarrollar sus actividades domésticas y económicas, sin embargo, la normatividad del país reglamenta que los acueductos rurales tengan uso exclusivamente doméstico, lo que no concuerda con las verdaderas necesidades de estas poblaciones.
Otra problemática está relacionada con el consumo excesivo de agua, ya que en la época de lluvia suele haber despilfarro, pero en periodo seco la población no puede abastecerse por completo, esto genera conflictos por uso y acceso del agua. Es por eso que al establecer los módulos de consumo de agua de las veredas de la Caja y el Rosario se pueden fijar criterios para determinar potenciales mecanismos de ahorro y uso eficiente del recurso, lo que es un paso importante para el control del recurso.
Aunque diferentes autoridades ambientales han establecido los módulos de consumo de agua para el área de su jurisdicción, el presente estudio propone la incorporación de un factor de pérdidas, establecido para cada sector con relación a la literatura analizada y a lo visto en campo, este factor no se suele tener en cuenta, pero es sumamente importante para conocer consumos reales. Además, en muchos casos no se explica detalladamente la metodología utilizada para llegar a los valores asignados a cada actividad y sector. Por esta razón, lo que se busca es proponer una metodología detallada, ajustable y acentuada en la realidad de las poblaciones rurales, sobre cómo definir los módulos de consumo.
En particular este trabajo se realizó en las veredas de la Caja y el Rosario por las estudiantes de ingeniería ambiental Natalia Gamboa De La Torre y Diana Marcela Sierra Casas, dirigidas por el Profesor Álvaro Martín Gutiérrez Malaxechebarría y el funcionario de PNN Jerson Leonardo González Umaña.
3
1.1
Objetivos
Definir los módulos de consumo de agua en las veredas La Caja y el Rosario en el municipio de Choachí, pertenecientes a la SZH del Río Blanco-Negro Guayuriba, al PNN Chingaza y su Zona con Función Amortiguadora.
1.1.1
Objetivos específicos
Caracterizar el territorio e identificar los usos de agua en el área de estudio.
Proponer una metodología que permita calcular los módulos de consumo de agua para el área de estudio.
4
2
Estado del arte y Marco teórico
2.1
Módulos de consumo
Los módulos de consumo de agua están definidos en la Resolución 112-2316 del 2016 de CORNARE como la cantidad de agua que se requiere para el desarrollo de una actividad o la obtención de un producto; estos sirven para determinar los caudales o volúmenes de agua que se asignan a personas naturales o jurídicas para el desarrollo de sus actividades domésticas, agropecuarias, industriales, comerciales o de otro tipo; así mismo, sirven como criterio para determinar potenciales de ahorro y uso eficiente del recurso.
Para el desarrollo de este estudio la atención fue enfocada en los módulos de consumo para los usos doméstico, pecuario y agrícola; los cuales se explicarán a continuación, donde se resaltará cuáles han sido las diferentes metodologías que se han utilizado para determinar los módulos de consumo de estos sectores.
2.1.1
Sector doméstico rural
Según el decreto 3930 de 2010, el uso para consumo humano y doméstico corresponde al agua utilizada en actividades tales como bebida directa y preparación de alimentos para consumo inmediato, satisfacción de necesidades domésticas, individuales o colectivas, tales como higiene personal y limpieza de elementos, materiales o utensilios, y preparación de alimentos en general y en especial los destinados a su comercialización o distribución, que no requieran elaboración (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).
Es importante determinar las variables que influyen en el consumo de agua en el sector doméstico, Matos (2007) sugiere tres tipos de usos residenciales en el abastecimiento normal de agua:
Consumo: ingesta y preparación de los alimentos.
Higiene: necesidades básicas personales y limpieza doméstica.
5
2.1.2
Sector agrícola
El decreto 3930 de 2010 define el uso agrícola como aquella agua cuya utilización está destinada para la irrigación de cultivos y otras actividades conexas o complementarias.
Este se enfoca en estudiar los requerimientos de agua en los cultivos, analizando la interrelación de las variables climáticas y el suelo. El requerimiento hídrico de los cultivos se determina a partir del cálculo de la evapotranspiración de los cultivos y del balance de agua en el suelo, definiendo mes a mes, el agua que el suelo retiene proveniente de la lluvia o del riego y que el cultivo puede extraer en su zona radicular (IDEAM, 2014); hay que tener en cuenta que para el caso de los cultivos que presentan un sistema de riego, estos están clasificados según su eficiencia y tipo de riego, por el ENA 2014 (Tabla 2.27).
La estimación de la demanda se realiza con la siguiente relación
1
𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 (%) = 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎
Estimación de la demanda de agua agrícola
A nivel internacional el principal actor que se ha enfocado en el cálculo y cuantificación del uso del agua en los cultivos ha sido la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), que desde 1977, año en el que publicó Serie de Riego y Drenaje de la FAO No. 24 , ha demostrado su interés en mejorar las metodologías e investigaciones relacionadas con los requerimientos de agua de los cultivos, basándose en diferentes factores climáticos (temperatura máxima y mínima, humedad relativa, precipitaciones totales, radiación solar, entre otras), tipo de suelo y clase de cultivo, al contar con esta información más detallada y puntual del área a estudiar se puede determinar y simular la respuesta del rendimiento de agua bajo diversas condiciones ambientales y de manejo incluidos escenarios derivados del cambio climático (FAO, 2012), todo esto, gracias a programas diseñados por la FAO.
Procedimientos computarizados de cálculo (CROPWAT 8.0)
6 A continuación se describen las subdivisiones que conforman el programa CROPWAT 8.0 según la CAR (2014):
1. Clima: Para la ejecución del programa es necesario introducir datos de la estación meteorológica; estos son nombre, altitud, coordenadas, temperatura mínima y máxima, humedad relativa, velocidad del viento y brillo solar. Como resultado en la primera etapa se obtienen los valores de evapotranspiración de referencia (ETo) definida como, la tasa de evapotranspiración de un Cultivo de referencia que no enfrenta déficit hídrico.
2. Precipitación: Para esta sección es necesario contar con los datos de precipitaciones mensuales de la estación seleccionada. Como resultado el programa calcula y arroja los datos de precipitación efectiva, la cual es considerada como la cantidad de agua pluviométrica que puede ser utilizada efectivamente por las plantas, ya que la otra parte de la precipitación se pierde por escorrentía superficial y por percolación profunda.
3. Cultivo: En este punto se requieren datos del cultivo; como el nombre, la duración de las etapas de desarrollo, las fechas de siembra y de cosecha (definidas por la encuesta), los coeficientes del cultivo Kc en cada etapa, la fracción de agotamiento crítico, el factor de respuesta de rendimiento, la profundidad radicular y la altura del cultivo.
4. Suelo: Se deben registrar las características físicas del suelo en el que se ha sembrado el cultivo. Algunos de los parámetros requeridos para esta sección son: humedad del suelo disponible inicial (inicios de la temporada de cultivo), agua disponible total (cantidad de agua disponible para el cultivo), tasa máxima de infiltración, profundidad radicular máxima, entre otras.
5. Requerimiento de Agua del Cultivo, RAC: Con respecto a los datos que fueron ingresados anteriormente, el programa calcula el requerimiento de agua del cultivo; que es la diferencia entre la evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar y óptimas (ETc) y la precipitación efectiva. Este lo expresa como el requerimiento de riego o déficit de precipitación por etapas del cultivo.
7 Donde,
ETo evapotranspiración de referencia (mm/día)
Rn radiación neta en la superficie del cultivo (MJ/m2*día)
Ra radiación extraterrestre (mm/día)
G flujo del calor de suelo (MJ/m2*día)
T temperatura media del aire a 2 m de altura (°C) u2 velocidad del viento a 2 m de altura (m/s)
es presión de vapor de saturación (kPa)
ea presión real de vapor (kPa)
es – ea déficit de presión de vapor (kPa)
∆ Pendiente de la curva de presión de vapor (kPa/°C) γ constante psicrométrica (kPa/°C)
Para desarrollar el cálculo de ETo es necesario tener la localización del cultivo,
y datos de temperatura mínima y máxima, humedad atmosférica, radiación y velocidad del viento (Allen, Pereira, Raes, & Smith, 2006).
2.1.3
Sector pecuario
Según el decreto 3930 de 2010, el uso pecuario es el agua utilizada para el consumo de ganado en sus diferentes especies y demás animales, así como para otras actividades conexas y complementarias; y el uso para la pesca, maricultura y acuicultura es la utilización del agua en actividades de reproducción, supervivencia, crecimiento, extracción y aprovechamiento de especies hidrobiológicas en cualquiera de sus formas, sin causar alteraciones en los ecosistemas en los que se desarrollan estas actividades. (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Antes de describir el consumo de agua que requiere el ganado dependiendo de su propósito o edad, es importante definir cada uno de ellos para que el lector pueda entender las clasificaciones según las categorías de la población, que se presentarán más adelante:
Según FEDEGAN - FNG & Ministerio de agricultura y desarrollo rural (2014), la clasificación del ganado es la siguiente:
Cría o lactante: Etapa entre el nacimiento y el destete, que va desde los 0 hasta los 10 meses de edad aproximadamente, con un peso inicial de 25 a 40 kg y finalizando con 150 a 200 kg.
8 Engorde: El ganado está diariamente consumiendo comida balanceada para cumplir los requerimientos de mantenimiento y producción hasta llegar al peso ideal para transformarlo en carne y comercializarlo.
Novillas: Va desde los 20 o 24 meses, hasta que la vaca llegue a su primer parto que es aproximadamente a los 30 o 36 meses de edad, para este caso, las vacas ya deben haber alcanzado el 85% de peso adulto (después del parto).
Vacas: Inicia desde el primer parto, (momento en que la hembra ya se considera como adulta) hasta que la hembra muere.
Torete: Animal castrado antes de que haya adquirido las características de un toro maduro, con una edad entre siete y doce meses (Madera Flores, 2004).
2.1.3.1
Consumo de agua para el sector bovino
El Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural en su cuarta edición de la cartilla
Alternativas para enfrentar una sequía prolongada en la ganadería colombiana, propone el consumo diario de agua para los bovinos (Tabla 2.1) y el consumo diario de forraje según la orientación productiva a la que se tenga destinado el ganado bovino (Tabla 2.2).
Tabla 2-1 Consumo diario de agua en los bovinos
Tipo de ganado Consumo de agua (L/día)
Vaca de ordeño 90 – 115
Toros 60 – 80
Machos y hembras > 2 años 40 – 50 Machos y hembras < 2 años 35 - 45 Terneros < 1 año 20 – 30
Para producir un litro de leche se requiere de 2,5 a 5 litros de agua según la región Fuente: (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, FEDEGAN, CIPAV, & CORPOICA, 2012)
Tabla 2-2 Consumo diario de forraje según orientación productiva
Sistema Consumo de forraje
Leche, doble propósito y cría 9% del peso vivo Levante y ceba 5 – 6% del peso vivo
Fuente: (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural et al., 2012)
Mientras que la Fundación Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria (CIPAV), con el documento el agua como recurso estratégico en proceso de Ganadería Sostenible, propone el consumo de agua del ganado, dependiendo de su propósito y de la edad del animal.
Tabla 2-3Consumo de agua en bovinos considerando UGG
Clasificación Peso promedio (kg) UGG (450 kg) Agua (%) Agua (L/día)
Macho de 0 a 1 año 120 0,27 10 12
Machos de levante 225 0,5 10 22,5
Machos de ceba 300 0,67 12 36
9
La FAO & CORPOICA (2007) son más precisos en cuanto a la estimación del consumo de agua por animal, ya que determinan el consumo promedio de agua en L/día de una forma general basándose en la categoría y el consumo de materia seca, en el que estipula que los animales no lactantes requieren alrededor de 3 litros de agua por kilogramo de materia seca ingerida, mientras que animales lactantes ingieren adicionalmente entre 2 y 4 litros de agua por litro de leche producido (Conrad, citado por Bartaburu, 2001); cabe aclarar que el consumo de agua depende de la temperatura ambiente, ya que esta afecta directamente el consumo de agua de los animales.
Materia seca: componente fundamental de los residuos agrícolas y plantas en general; Fuente: (Harris y Van Horne,1991; citado por Bartaburu, 2001)
La Organización de las Naciones Unidas propone que, al conocer la producción de leche, consumo de materia seca, contenido de sólido en la dieta y la temperatura ambiente se puede establecer el consumo diario de agua destinado para el ganado, con la siguiente fórmula.
2
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎 (l/ an./ día) = 5,99 + 0,90 (PL) + 1,58 (CMS) + 0,05 (Na) + 1,20(T) Donde, PL: producción de leche (kg/día). CMS: consumo de materia seca (kg/día). Na: contenido de sodio de la dieta (g/día). T: temperatura ambiente (º C)
Tabla 2-5 Requerimientos nutricionales para vacas doble propósito en producción (con cría de 3 a 4 meses); según el peso del animal
Peso corporal kg Materia seca kg
350 8,6
400 9,3
450 9,9
500 10,5
Fuente: (FAO & CORPOICA, 2007)
10 Es importante tener en cuenta la cantidad de producción de leche del ganado, ya que mientras haya una mayor producción requieren mayores volúmenes de agua de bebida. Una vaca en producción debe consumir de 3,85 a 5 litros por cada litro de leche que produzca (Abaunza, Ballina G. Bencomo, Romero, & Reyes, 2010).
En el Estudio Nacional del Agua del 2010 se establece la demanda hídrica en el sector bovino con respecto a su edad y al propósito de producción según los valores teóricos de consumo publicados en la guía de Medidas integrales para el manejo ambiental de la ganadería bovina, publicada por FEDEGAN(IDEAM, 2010a).
Tabla 2-6 Demanda hídrica en el sector bovino
Inventario bovino Módulo de consumo (L/día- cabeza)
ENA FEDEGAN
Para producir 1 litro de leche se requieren de 2,5 a 5 litros de agua según la región Fuente: (FEDEGAN, SENA, & CIPAV, 2009; IDEAM, 2010a)
La CAR (2015) realizó un estudio para la determinación de los módulos de consumo de agua, en donde evalúan los consumos para cada sector, como lo son el bovino, porcino, avícola, equino y los centros de servicios caninos. Allí hace referencia a las actividades de cría y producción de los sectores anteriormente nombrados.
Para el ciclo del ganado bovino ellos lo desarrollan clasificándolo de la siguiente manera: Cría, levante, engorde, ganado estabulado, y vacas lecheras, en donde estiman los requerimientos hídricos para cada ciclo productivo.
Tabla 2-7Módulo de consumo hídrico (L/día) para bovino por línea de producción en piso térmico frio
Línea de producción U.A*/día (L/día)
*U.A: hace referencia al consumo diario de agua para 1 animal o Unidad Animal Fuente: (CAR, 2014)
Por último Molina Benavides (2011) hace una revisión bibliográfica y exhaustiva de varios autores para poder consolidar y proponer de una forma más general los requerimientos de agua para las vacas lecheras en diferentes etapas de su vida.
Tabla 2-8Agua requerida para suplir las necesidades de bebida
11
Vaca de leche 3 -10 40 40 Fuente: (Molina Benavides, 2011)
2.1.3.2
Consumo de agua para el sector porcino
El Estudio Nacional del Agua desarrollado por el IDEAM en el 2014 propone que el consumo promedio de un cerdo es de 18 litros diarios y está en un rango de consumo de agua entre los 15 hasta los 21 litros por día. Además, tiene en cuenta la cantidad de agua para alojamiento y lavado del animal que sería de 10 y 12,8 litros diarios respectivamente.
Boulanger (2011) expone las necesidades de los animales según la etapa de producción, normalizando las necesidades de agua de los cerdos al generalizar algunas variables de consumo como lo son el tipo de alimentación, el estado fisiológico, factores individuales y climatológicos. También tiene en cuenta las necesidades para la ducha de los animales 2 L/día por reproductor y en cuanto a la limpieza 4,5 L/día por reproductor y 0,5-1 L/día por animal de ceba.
Tabla 2-9 Necesidades hídricas del cerdo L/día
Etapa productiva Consumo de agua (2014) Consumo promedio (L/día)
Lechón (maternidad) 0,1 – 0,2 3 desperdicio en función del tipo de bebedero, tipo de limpieza en cebaderos y en especial la época del año. Fuente: (Boulanger, 2011)
La guía ambiental para el subsector porcícola establecida por el Ministerio de Medio Ambiente determina los valores de diseño para el suministro de agua para beber de la siguiente manera:
Tabla 2-10 Valores de diseño para el suministro de agua para beber (L/cerdo*día)
Etapa Necesidades de agua
El flujo de agua para los bebederos debe ser de 3 L/minuto. Fuente: (SAC & Ministerio del Medio Ambiente, 2002)
12 definido por la CAR con el intervalo de 112 hasta 133 días, o en el momento que haya alcanzado un peso de 85 kg.
Tabla 2-11 Módulo de consumo para porcino L/día*animal
Línea de producción Módulo de consumo
Cría 4
Levante 8
Engorde 15
Fuente: (CAR,2015b)
La FAO (2000) propone las necesidades diarias de agua aproximadas para poder criar cerdos, estas son:
Tabla 2-12Consumo diario de agua (L/día)
Clase de animal Consumo diario de agua
Verraco 10-15
Marrana en gestación 10-17 Marrana en lactancia 20-30 Lechones destetados 2-4 Lechones en crecimiento 6-8 Fuente: (FAO, 2000)
2.1.3.3
Consumo de agua para el sector equino
El consumo equino de agua por día puede estar entre los 20 a 60 litros diarios, esto depende de cada animal y de algunos factores como lo son la actividad física, trabajo y ejercicio, a la que se someta el animal, y si este se encuentra en estado de lactancia; de igual manera es importante tener en cuenta las condiciones atmosféricas como lo son la temperatura y la humedad ambiente (Vaccaro, Dillon, & Fernandez, 2014)
Tabla 2-13 Consumo promedio de agua de bebida para caballos de 450 kg de peso vivo en (temperatura ambiente de 15 a 21° C)
Tipo de animal L /animal-día
En descanso 17-34
Gestación 32-41
Plena lactancia 41-50 Trabajo medio 41-63 Trabajo pesado 54-63
Fuente: (Vaccaro, Dillon, & Fernandez, 2014)
Mientras que la CAR, (2015b) establece que el módulo de consumo pecuario para equinos para el clima frío es de 20 L/día.
13
2.1.3.4
Consumo de agua para el sector ovino
La FAO (2000) calcula que el volumen diario de estos animales es aproximadamente de 3 a 8 litros.
SAGARPA (2009) propone un estimado de consumo de agua de las principales especies domésticas.
Tabla 2-14 Demanda diaria de agua para las principales especies domésticas
Especie Consumo (L/día)
Ovinos en crecimiento 3 Ovinos a 1 mes de gestación 3 Ovinos a 2 meses de gestación 4,2 Ovinos a 3 meses de gestación 4,5 Ovinos a 4 meses de gestación 5,4 Ovinos a 5 meses de gestación 6,6 Cabras productoras de carne 4,2 Cabras productoras de leche 11,2
Fuente: (SAGARPA, 2009)
Mientras que la CAR, (2015b), basándose en el documento Agua para bebida de bovinos, realiza una estimación del consumo para cabras y ovejas.
Tabla 2-15 Demanda de agua para distintos tipos de animales.
Especie animal (L/animal-día)
Oveja seca 3,8
Oveja lactancia 7 Cordero (engorde) 2
Cabra 4,5 – 8
Fuente: (CAR,2015b)
2.1.3.5
Consumo de agua para el sector avícola
La FAO (2000) propone que para una alimentación adecuada, a las aves de corral se les debe suministrar entre 2 o 3 litros por cada 10 individuos. Se debe entender que para los periodos secos el consumo aumenta considerablemente, aunque no estipula el porcentaje de aumento en el consumo. También es importante determinar un consumo de agua para el lavado de los corralitos.
La CAR (2015) establece un consumo de agua para el sector avícola priorizando las líneas de producción de la siguiente forma:
Cría: Inicia con la llegada de las aves hasta las 3 semanas de edad.
Levante: Esta es la fase de crecimiento, va desde los 5 o 6 hasta las 12 semanas y la fase de desarrollo se da desde las 12 hasta las 22 semanas.
14
Postura: esta línea de producción está desarrollada por tres etapas; Iniciación, que va desde los 0 hasta las 8 semanas; desarrollo, que va desde el primer día de la novena semana hasta las 16 semanas; y, por último, la fase de producción, que dura desde la semana 17 hasta alcanzar el 5% de producción. Las gallinas ponedoras tienen un ciclo de vida útil hasta las 72 o 76 semanas.
Tabla 2-16 Módulo de consumo para aves (L/día)
Línea de producción Unidad de producción L/día
SAGARPA (2009) propone un estimado de la demanda de agua diaria de consumo de agua de la siguiente manera:
Tabla 2-17 Demanda diaria de agua para las principales especies domésticas
Especie Consumo (L/día)
El Estudio Nacional de Agua realizado en el 2010 establece la demanda hídrica del sector, de una forma más detallada (tabla 2.18), mientras que el siguiente estudio, realizado en el 2014 generaliza el consumo promedio de las diferentes líneas de producción: engorde, postura, levante, postura producción, genética y genética producción a 0,27 L/día (IDEAM, 2014).
Tabla 2-18 Demanda hídrica del sector aves para las fases de cría, levante y terminación. (L/día-100 animales)
Inventario avícola Módulo de consumo
Pollos y gallinas 240
Patos 370
Pavos 650
Codornices 58
Fuente: (IDEAM, 2010)
2.1.3.6
Consumo de agua para el sector piscícola
La piscicultura está definida como una actividad dedicada al cultivo de peces, en donde se busca lograr la implementación y el manejo de las buenas prácticas agropecuarias y del desarrollo genético, incubación, alimentación, reproducción y sanidad de los peces (IDEAM, 2010a). Para el área de estudio la producción acuícola está enfocada en la piscicultura continental en estanques y en sistemas de tierra.
15 estanques (infraestructura de tierra); saber la producción en toneladas/año de las especies y el rendimiento anual (kg/m3). La demanda de agua, depende del tipo de producción, si
es confinada con sistemas de recirculación en tierra o no confinados (jaulas sobre cuerpos de agua, por ejemplo, lagos, lagunas, embalses etc.). El dato de demanda de agua, obtenido mediante el tipo de producción y biomasa, se incrementa en un 30% para considerar el recambio de agua en las fases iniciales de la cadena de producción. Finalmente, para lograr un cálculo más acertado sobre la demanda, se tienen en cuenta la producción y la tasa de mortalidad, que, en el caso de los sistemas de producción de tilapia, el promedio nacional es de 20% en sistemas de estanques de tierra y del 42% en sistemas de jaulas no confinadas; para la producción de cachama llega a ser del 7%, y producción de trucha del 14%. producción de peces en sistemas confinados; CSC: coeficiente rendimiento a densidades finales en sistemas de tierra; P2: producción de peces en sistemas no confinados; CSC: coeficiente rendimiento a densidades finales en sistemas no confinados.
CORPOCALDAS (2011), mediante la resolución 027 del 2011, propone que el módulo de consumo de agua para la trucha es de 0,18 L/segundo/m2 estanque, para
la mojarra 0,00039 L/segundo/m2 Estanque y para los alevinos de mojarra 0,00005
L/segundo/m2 Estanque.
En general, los volúmenes requeridos deben ser, para el llenado del estanque y reponer las pérdidas por infiltración y evaporación, además se recomienda prever si se requiere remover parcial o totalmente el agua del estanque (cuando la calidad del agua se ha deteriorado) (FAO, 2011).
Dicho lo anterior, para poder estimar los módulos de consumo en el sector piscícola, CORPORINOQUIA (2010) tiene en cuenta las pérdidas por infiltración según el tipo de suelo; en el que propone un caudal por sostenimiento:
4 𝑄𝑠 = 𝑄𝑒 + 𝑄𝑖
Donde, Qs: caudal de sostenimiento (l/s) o (m3/h); Qe: caudal para remplazar las pérdidas
por evapotranspiración (m3/h); Qi: caudal para remplazar pérdidas por infiltración (m3/h)
5 𝑄𝑒 = 𝐸𝑣 ∗ 𝐴
Donde, Qe: caudal para remplazar las pérdidas por evapotranspiración (m3/h); Ev: velocidad de evaporación (m) y A: área de la superficie del agua del estanque (m2)
6
16 Donde, ∑evm: sumatoria de la evaporación mensual en el periodo de cultivo; 0,75: coeficiente para determinar la evaporación corregida total y A: área de la superficie del agua del estanque (m2)
7 𝑄𝑖 = 𝐹 ∗ 𝑆
Donde, F: tasa de filtración básica (mm/día) (tabla 2-20); S: superficie de las paredes por infiltración y lecho de los estanques (m2)
Tabla 2-19 Pérdidas por infiltración según el tipo de suelo.
Tipo de suelo Pérdidas por infiltración
Arenoso 25 – 250
Franco arenoso 13 – 76
Franco 8 – 20
Franco arcilloso 2,5 - 15
arcilloso 1,25 – 10
Fuente : (CORPORINOQUIA, 2010)
Algunos autores han establecido los kilogramos de peces por unidad de caudal (m3/h), pero al ser estos dependientes del tamaño de los peces y la temperatura del agua,
es muy difícil establecer la capacidad de producción. Además, al tener un estanque con diferentes cantidades de peces con tamaños desiguales en el que cada uno requiere un caudal específico dificulta establecer un caudal continuo. Pero existen recomendaciones a nivel general que proponen mantener un caudal de 1,0-1,5 kilogramo de trucha por cada litro por minuto de agua disponible (Martínez, Tomás, Pérez, Jover, et al., 2003).
Martínez, Tomás, Pérez, & Jover (2003) proponen que existe una relación lineal entre el volumen total de agua de los estanques necesarios en la instalación y el número de lotes y el volumen de producción. A partir de esta ecuación se puede adecuar el volumen de producción al caudal de agua disponible. La ecuación de esta relación lineal es la siguiente:
8
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑚3) = 15661,3 + 18,77 ∗ 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 (𝑇𝑚) − 3085 ∗ 𝑁° 𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠
Los mismos autores proponen que un factor importante es el número de lotes, ya que, al aumentarlos, el manejo de las instalaciones se complica, pero mejora la eficiencia del trabajo al estar más repartido a lo largo del año.
17
2.1.4
Módulos de consumo en Colombia y su normatividad
En términos generales, a nivel nacional la Ley 373 de 1997, establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua; en su artículo 4° estipula que las Corporaciones Autónomas Regionales y demás Autoridades Ambientales deben realizar investigaciones relacionadas con el balance hídrico para poder fijar metas del uso eficiente y ahorro del agua para los usuarios en el área de su jurisdicción; en el artículo 7° se dispone que las Autoridades Ambientales deben establecer consumos básicos en función de los usos de agua, desincentivar los consumos máximos de cada usuario y establecer los procedimientos, las tarifas de consumo (Congreso de la República de Colombia, 1997). Esta Ley incentivó que las diferentes Corporaciones Autónomas Regionales y demás Autoridades Ambientales competentes, empezarán a realizar estudios sobre los módulos de consumo de agua en los sectores agropecuario, doméstico e industrial, con el fin de tener como base criterios técnicos para el otorgamiento de concesiones de agua dentro del área de su jurisdicción.
En el año 1993, la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR) contrató el Estudio para la determinación de los Módulos de consumo para Beneficio Hídrico, elaborado por el Consorcio Hidroplan Ltda., este estudio abarcó las cuencas de los ríos Bogotá, Ubaté y Suárez, con un total de 776.000 hectáreas. Este documento ha sido modificado a través de los años, por diferentes actos administrativos, debido a la variación de la demanda de los diferentes sectores. Actualmente, en el tema de módulos de consumo, la CAR se rige por el acuerdo 004 del 2016 con el cual, adoptó los valores calculados por el estudio: Elaborar, actualizar, validar y ampliar los módulos de consumo y definir pautas y lineamientos para los usos actuales y potenciales del recurso hídrico en las cuencas de segundo orden y ochenta y cuatro de tercer orden en la jurisdicción CAR, este especifica el consumo hídrico de 133 procesos y usos de agua en el sector industrial, pecuario, agroindustrial, minero, turismo y recreacional, doméstico e institucional.
Este último estudio partió de la caracterización del territorio y del diagnóstico de las cuencas que hacen parte de la jurisdicción de la CAR. Para la estimación del módulo de consumo agrícola se plantearon tres etapas, en la primera se realizó una matriz de priorización de los cultivos más relevantes del área de estudio con información generada por las regionales de la CAR, los planes de ordenamiento municipal y el anuario agrícola y pecuario realizado por la gobernación de Cundinamarca en el 2013; la segunda etapa consistió en determinar la climatología del área de estudio, en donde se analizaron y transformaron datos diarios de precipitación, temperatura máxima y mínima, brillo solar, velocidad del viento y humedad relativa; y en la tercera, se estimaron los requerimientos hídricos para los cultivos priorizados, utilizando el software CROPWAT desarrollado por la FAO.
18 El módulo de consumo piscícola se estimó partiendo del oxígeno disuelto en el agua y el consumo de oxígeno de los peces cultivados, integrando variables correspondientes al peso corporal de los mismos, la temperatura del agua y la altura sobre el nivel del mar donde se realiza la actividad.
El módulo de consumo doméstico se estableció diferenciadamente para consumo doméstico urbano y consumo doméstico rural; este último lo calcularon por cada habitante teniendo como base aforos volumétricos realizados en tres acueductos rurales (pisos térmicos frío, templado y cálido) durante el año 2014 y datos de los macro y micro medidores de los mismos.
En este estudio se establecieron las fórmulas para las concesiones de caudales por cada sector.
CORPOCALDAS por medio de la resolución 027 del 2011, Adopta los módulos de consumo para los diferentes usos de recurso de agua. En este caso, la autoridad ambiental establece los módulos de consumo para los sectores doméstico (urbano y rural), industrial, pecuario y agrícola, por medio de la recopilación de información secundaria sobre la oferta y demanda del recurso hídrico en el departamento de Caldas.
CORNARE también calculó los módulos de consumo de agua para el área de su jurisdicción, por medio de la Resolución 112-2316 del 2012, Por la cual se actualizan los Módulos de consumo de Agua y se establecen los lineamientos para los sistemas de medición a implementar por parte de los usuarios del recurso hídrico, para efectos del cumplimiento de los programas y objetivos definidos por la Ley 373 de 1997 para el Uso Eficiente y Ahorro de Agua en el territorio del Oriente Antioqueño, y que tuvieron como base, entre otros documentos, un estudio del Área Metropolitana del Valle de Aburrá y la Universidad Pontificia Bolivariana titulado “Determinación de Módulos de consumo de Agua y Factores de Vertimientos para Sectores Industriales y de Servicios” que define una metodología para establecer los consumos de agua, su potencial de ahorro y los factores de vertimiento.
Para el sector doméstico también diferencian los sistemas urbanos de los rurales, los valores de estos últimos dependen del clima con el que cuente la zona, dividiendo los datos en frío, templado y cálido. Para los sectores agrícola y pecuario esta restructuración se basó principalmente en los expedientes de los usuarios de recurso hídrico desde el año 2009 hasta el 2011. Establecen los módulos de consumo para el sector piscícola en donde se tienen en cuenta el tamaño de las truchas y la temperatura a la que se encuentran, también presentan un valor para la piscicultura en aguas cálidas. Adicionalmente, establece los módulos para el sector servicios, floricultor, manufacturero, minas y canteras, y beneficio de carne. Finalmente, establece el tipo de sistema de medición según el tipo de usuario.
19 usos del recurso de las áreas de drenaje de los ríos Blanco y Negro del municipio de Fómeque, este acto administrativo ha presentado varias modificaciones; actualmente la autoridad ambiental se rige por medio de la Resolución 345 de 2011, Por medio de la cual se reglamentan los usos y aprovechamientos de las aguas de áreas de drenaje de los Ríos Blanco y Negro en el municipio de Fómeque, jurisdicción de la Corporación Autónoma Regional del Guavio – CORPOGUAVIO-.
CORPOGUAVIO estimó los módulos de consumo de agua para tres zonas: la parte alta de la cuenca del Río Blanco, la cuenca del Río Negro y la cuenca de la Quebrada Negra. Los valores fueron establecidos para el sector doméstico, pecuario, industrial, servicios y agrícola; y son resultado de una revisión bibliográfica.
CORPOCHIVOR y la Universidad Militar establecen los módulos de consumo de agua para el área de su jurisdicción, en su guía: plan de uso eficiente y ahorro del agua para el sector acueducto, distrito de riego y otros usuarios, 2009. En este caso, la autoridad ambiental establece los módulos de consumo para los sectores doméstico, pecuario, piscícola, agrícola, industrial e institucional, con base en una revisión bibliográfica.
La autoridad ambiental del área de estudio de la presente investigación, CORPORINOQUIA, presenta un documento de la subdirección de planeación de 2010 llamado, Módulos de consumo de agua aplicables para la jurisdicción de
CORPORINOQUIA, el estudio se centra en las cuencas de los ríos Cravo Sur, Charte, Cusiana, Tocaría y Pauto en los municipios de Yopal, Aguazul, Poré, Tauramena y Nunchía. Lo primero que se realizó fueron estudios hidroclimatológicos basándose en las estaciones meteorológicas cercanas a los municipios y a las cuencas; después se identificaron los cultivos presentes en el departamento de Casanare y se determinaron los usos consuntivos para cada cultivo, posteriormente calculó los módulos de consumo con respecto a un factor de pérdidas establecido con valores teóricos; esta es la primera resolución en Colombia que además de tener en cuenta las pérdidas de agua en la aplicación de los cultivos (las divide en pérdidas por escurrimiento y por percolación), considera dentro del cálculo de los módulos las pérdidas en conducción. Además de los módulos de consumo del sector agrícola, la corporación también estipula los módulos de consumo para el sector doméstico, piscícola, servicios, industrial y pecuario.
Actualmente CORPORINOQUIA tiene un contrato de consultoría en ejecución cuyo objeto es elaborar y actualizar los módulos de consumo para los usos actuales y potenciales de los sectores productivos en relación al recurso hídrico en jurisdicción de CORPORINOQUIA, que tendrá como resultado un documento técnico que más adelante será adoptado mediante acto administrativo por la corporación.
Tabla 2-20 Resumen de los módulos de consumo de agua de las diferentes autoridades ambientales AUTORIDAD
. AMBIENTAL
SECTOR
CORPORINOQ
UIA CORNARE CORPOCALDAS COPOGUAVIO CAR
20
Cría 1,06 L/animal-día 7,1-6,1 L/animal-día 0,0003 L/animal-s
25,92
L/animal-(L/hab*día: litros por habitante al día; L/hab*s: litros por habitante por segundo; L/animal-día: litros por animal al día; L/animal-s: litros por animal por segundo; L/1000 aves-día: litros por cada 1000 aves al día; L/s: litros por segundo; L/s/ha: litros por segundo por hectárea; L/100 aves día: litros por cada 100 aves al día)
Fuente: (CAR, 2014; CORNARE, 2012; CORPOCALDAS, 2011; CORPOGUAVIO, 2011b; CORPORINOQUIA, 2010; MAVDT, 2009)
2.2
Contexto nacional de oferta hídrica
En el orden nacional se estima un rendimiento hídrico (o cantidad de agua que fluye por unidad de área) de 56 L/s-km2. Este rendimiento hídrico está por encima del
promedio mundial (10 L/s-km2 ) y del rendimiento latinoamericano (21 L/s-km2 )
(IDEAM, 2014). La cantidad de agua lluvia en Colombia es excepcional, el rendimiento es seis veces el promedio mundial y tres veces el de Latinoamérica (Carrizosa Umaña, 2014).
El volumen total anual de precipitación empleado en el balance hídrico en el Estudio Nacional de agua del 2014 fue de 3.267 km3, que equivale a 2.864 mm/año. De acuerdo
con lo anterior, el 62% de la precipitación se convierte en escorrentía, lo que equivale a un caudal medio de 63.789 m3/s (IDEAM, 2014).
Tabla 2-21 Distribución de la oferta hídrica y caudales por áreas hidrográficas
Área hidrográfica Oferta total (mm3) Caudal (m3/s) Porcentaje de la oferta
21
Tabla 2-22 Rendimiento promedio por área hidrográfica
Área hidrográfica Área (km2) Rendimiento (l/s/km2)
1 Caribe 102.868 56,4
2 Magdalena 271.132 31,7
3 Orinoco 347.228 48,4
4 Amazonia 342.010 69,1
5 Pacifico 77.309 116,2
Fuente: (IDEAM, 2014)
Colombia es un país que se ha caracterizado por su oferta hídrica, pero desafortunadamente esta disponibilidad no es homogénea, como se puede observar en la Tabla 2.21. El área hidrográfica que presenta un mayor porcentaje de oferta es la Amazonia con un 37%, mientras que el área de menor oferta hídrica es el Caribe con un 9,1%.
2.3
Contexto regional de la oferta hídrica
La Región Andina se caracteriza por tener un relieve montañoso que permite la condensación del agua, interrumpiendo el movimiento de las masas cálidas y húmedas de agua. Las precipitaciones en la zona también se deben a la cobertura vegetal que presenta la región, a los tipos de suelo y a su geología, debido a quelas praderas y los suelos o rocas impermeables favorecen la escorrentía hacia los océanos, mientras que los bosques y las rocas permeables facilitan las infiltraciones en los suelos, humedeciéndolos y conformando los niveles de agua freática, saturándolos o en algunos casos conformando los acuíferos, depósitos o corrientes subterráneas (Carrizosa Umaña, 2014). Por otro lado, las características blandas de las rocas sedimentarias permiten la formación de drenajes naturales y corrientes, que al agruparse forman microcuencas, permitiendo que la fluidez de estas aguas sea continua y, en ciertos casos, permanente.
2.3.1
Subzona hidrográfica del Río Blanco-Negro Guayuriba
La cuenca del río Blanco - Negro - Guayuriba es compartida por los Departamentos de Cundinamarca y Meta, además cuenta con la participación en su jurisdicción de Parques Nacionales Naturales con los PNN Sumapaz y Chingaza y las Corporaciones Autónomas Regionales de la CAR, CORPOGUAVIO, CORPORINOQUIA Y CORMACARENA (MADS, 2002).
22 de Sumapaz al occidente y el flanco oriental de la cordillera Oriental al norte. Esta cuenca se clasifica como segundo orden y es afluente del río Meta, drena a la gran cuenca del Orinoco y presenta un área total de 353.166,83 hectáreas (MADS, 2002).
El área de la cuenca en jurisdicción del Parque Nacional Natural Chingaza abarca los municipios de Guasca, La Calera, Fómeque y Choachí, del departamento de Cundinamarca, en el que cada uno presenta un porcentaje de área protegida para la conservación del ecosistema, ya que este presenta un gran beneficio en cuanto a servicios ambientales y económicos. Por ejemplo, gracias a la oferta del recurso hídrico proveniente del Páramo Chingaza, la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá - EAAB- es capaz de abastecer el 80% de agua potable al Distrito Capital, con una capacidad de 14 m3/s.
Tabla 2-23 Valores de oferta hídrica de la subzona hidrográfica Río Guayuriba
Oferta total Oferta disponible Caudal Rendimiento Escorrentía
Año
Problemáticas Zona con Función Amortiguadora del PNN Chingaza
De acuerdo con la UAESPNN (2005), mediante el Plan de Manejo del Parque Nacional Natural Chingaza, se establecen las siguientes problemáticas asociadas a las cuencas de los ríos Blanco y Negro:
Prácticas insostenibles de producción, uso inadecuado de suelos, afectación a fuentes hídricas (ganadería extensiva, cultivos de papa, extracción vegetal, incendios forestales) y amenazas similares (deslizamientos y erosión por remoción de la cobertura vegetal).
Los ecosistemas naturales más representativos se encuentran conservados dentro de la jurisdicción del Parque Nacional Natural (PNN); no obstante, están fragmentados y altamente amenazados en la Reserva Forestal Protectora (RFP) de los Ríos Blanco y Negro.
Baja presencia estatal de los municipios, los departamentos, y las corporaciones autónomas regionales de la zona, e insuficiencia de programas en suelos de protección.
Las zonas de alta producción hídrica son aprovechadas por la EAAB-ESP, lo que en algunas ocasiones entra en conflicto con necesidades de agua para acueductos veredales, municipales y regionales.
2.4
Demanda hídrica en Colombia
23 almacena de los sistemas hídricos y que limita otros usos; así mismo, contempla el volumen utilizado como materia prima, como insumo y el retornado a los sistemas hídricos (IDEAM, 2014).
La demanda hídrica total (DT) se entiende como la suma del volumen de agua
utilizada para los diferentes usos, estos son doméstico, servicios, preservación de flora y fauna, agrícola, pecuario, recreativo, industrial, energía, minería e hidrocarburos, pesca, maricultura y acuicultura, navegación, transporte y caudal de retorno (Presidencia de la República de Colombia, 2010).
El uso total de agua a nivel nacional durante el año 2012 fue de 35.987,1 millones de metros cúbicos, según el Estudio Nacional del Agua (ENA), publicado por el IDEAM en el 2014.
Durante el 2012, el uso total de agua por sectores en Colombia fue de:
Tabla 2-24 Demanda hídrica en Colombia dividida en usos - año 2012
Usos del agua Uso Total de Agua 2012 (Mm3) Participación porcentual (%)
Doméstico 2963,4 8,2
Se puede observar que en Colombia la mayor participación porcentual, la tiene el uso de agua agrícola, los usos pecuario y doméstico ocupan los puestos tres y cuatro, respectivamente; los cuales en total suman el 63,3%, lo que se traduce en 22.773,1 millones de metros cúbicos de agua durante el año 2012.
De acuerdo con el IDEAM (2014), en el ENA las demandas hídricas se calcularon de la siguiente manera:
La demanda hídrica doméstica se calculó tomando los valores de la dotación de agua para consumo humano del RAS 2000, que clasifica a los municipios según su nivel de complejidad. Los resultados obtenidos fueron comparados con la información de la Superintendencia de Servicios Públicos. Para el caso de los municipios que no contaban con información en la Superintendencia, esta se complementó realizando una equivalencia entre municipios de acuerdo con el nivel de importancia municipal.
Para el cálculo de la demanda hídrica agrícola del país, se tuvo en cuenta el requerimiento de los cultivos, que se determina partiendo de la evapotranspiración de los cultivos y del balance de agua en el suelo, por medio de la fórmula:
24 Donde, 𝐸𝑡𝑎 es la evapotranspiración del cultivo, 𝐸𝑡𝑜 la evapotranspiración potencial, 𝑘𝑐 el coeficiente de cultivo y 𝑘𝑠 es el factor de estrés hídrico.
La información de cultivos fue tomada de las Evaluaciones Agropecuarias municipales (EVA) en donde se tienen datos recopilados por las UMATA de cada municipio; los valores de áreas totales sembradas las acordaron con el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural y el DANE, después de haber analizado datos reportados por los gremios. Para cultivos, en el ENA se utiliza información del segundo semestre de 2011 y primero de 2012 y datos teóricos de la duración de cada cultivo.
La estimación de la demanda hídrica agrícola se realizó partiendo de la información del requerimiento de riego teórico y la eficiencia de los sistemas de riego a nivel nacional, con base en reportes del Instituto Colombiano para el Desarrollo Rural (INCODER). La eficiencia de aplicación se asignó para cada cultivo reportado y por municipio, en caso de que no tuvieran información se asumió una eficiencia de riego del 70%. A continuación, se muestra la fórmula empleada para estimar la demanda.
𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 =𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (%)
Para el cálculo de la demanda hídrica pecuaria se tiene en cuenta el inventario pecuario del año 2012 y se considera un factor de pérdidas del 40% que se utilizó en el ENA 2010, con base en el valor mínimo para complejidad baja recomendado por el RAS 2000.
La demanda hídrica en la industria se estimó con base en información del Registro Único Ambiental (RUA) complementada con información de las Autoridades Ambientales registradas en bases de datos para cobro de la Tasa por Uso de Agua (TUA).
Se considera la demanda hídrica para el sector de energía la utilizada en las grandes centrales, en las pequeñas centrales hidroeléctricas y en las termoeléctricas.
La demanda hídrica para el sector de hidrocarburos se calculó con base en la investigación realizada por el IDEAM en el 2012, donde se identificaron las actividades relacionadas con la producción de hidrocarburos en las fases de exploración, producción, transporte y refinación. El volumen de agua usada para el proceso productivo se estimó como la sumatoria del agua utilizada en los procesos productivos y el uso doméstico.
El cálculo para la demanda hídrica minera se basa en la metodología resultado de la investigación realizada por el IDEAM en el año 2012, con la cual se construyó un soporte para determinar volúmenes de uso de las fases y procesos de esta actividad, obtenida de los registros de las empresas y la opinión de expertos.
25 clasificados como suscriptores comerciales, oficiales, especiales, temporales y multiusuario mixto. A nivel de zona y subzona hidrográfica se desagregó apoyándose en información de los Ministerios de Salud, Educación, Comercio e industria y Turismo, a estos valores se les estima el consumo teniendo en cuenta los módulos de consumo establecidos en la literatura. Se tiene un valor de pérdidas promedio de 40% tomado del RAS.
2.5
Otros conceptos
El ser humano a través de los años ha cambiado su forma de pensar y de actuar en cuanto a los recursos naturales; ya que actualmente considera, que la naturaleza es sólo un stock de recursos para ser explotados, para propósitos humanos
(BERMEJO GOMEZ DE SEGURA, 2014), generando impactos ambientales graves a diferente escala; como lo es el calentamiento global, que debido a la deforestación, al desvío de las aguas por necesidades de irrigación agrícola, está causando que el agua dulce sea cada vez más escasa, además el aumento de la temperatura de la superficie de la tierra, afecta el flujo constante y natural del recurso hídrico, en las cuencas de los ríos, (agotándose de manera ininterrumpida).
Otro suceso a escala menor, que afecta al sector rural y a corto plazo es, el suministro y disponibilidad de agua, como consecuencia se tienen repercusiones en la seguridad alimentaria y los ingresos agrícolas, especialmente en relación en las zonas de producción de cultivos alimentarios y no alimentarios (IPCC, 2014).
Según el Plan Regional Integral de Cambio Climático (PRICC), en la región Bogotá-Cundinamarca, la variabilidad climática interanual ha venido ocasionando aumentos en la temperatura de hasta 0,5°C y disminuciones en la precipitación de hasta 60% durante el fenómeno del Niño; en cambio en el fenómeno de la Niña se han visto disminuciones en la temperatura de hasta 0,5°C y aumentos en la precipitación de hasta 60% (IDEAM et al., 2014). Adicionalmente, para Cundinamarca se reporta un aumento de la temperatura máxima diaria de alrededor 0,04 °C/año, por lo que, de continuar esta tendencia, se esperan aumentos en el promedio de la temperatura máxima diaria en el orden de 0,4°C por década. Igualmente, en cuanto a precipitaciones, para la zona oriental del departamento, se reporta que en 50 años pueden haber disminuciones promedio de entre 2 a 5 mm en comparación a los datos actuales (IDEAM et al., 2012).
26 del 2010, (Volumen de agua necesario en términos de calidad, cantidad, duración y estacionalidad para el sostenimiento de los ecosistemas acuáticos y para el desarrollo de las actividades socioeconómicas de los usuarios aguas abajo de la fuente de la cual dependen tales ecosistemas) (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010), para limitar y controlar los consumos básicos de los usuarios. Para ello también es muy importante conocer la demanda hídrica de una región, ya que al saber la cantidad de agua que es sustraída para suplir las necesidades y los requerimientos de consumo humano, producción sectorial y demandas esenciales de los ecosistemas existentes sean intervenidos o no, se pueden implementar medidas preventivas y de mitigación generadas por la alteración, desviación o retención temporal del recurso.
A continuación, se definen algunos conceptos clave de este estudio.
2.5.1
Balance hídrico
Un balance hídrico tiene como objetivo rastrear y contabilizar cada componente de agua que se añade y se extrae a un sistema de abastecimiento de agua dentro de un periodo definido; de esta manera busca identificar todos los componentes de consumo y pérdidas en un formato estandarizado. Un balance hídrico claramente definido es el primer paso para evaluar las pérdidas de agua o agua no facturada y en manejar las fugas en las redes de distribución de agua (Galindo Salazar, 2014; Thornton, Sturm, & Kunkel, 2008).
El grupo de trabajo sobre indicadores de desempeño y pérdidas de agua de la Asociación Internacional del Agua (IWA, por sus siglas en inglés) publicó en el año 2000 un documento sobre cómo calcular balances hídricos, en este describe los componentes de un balance hídrico estándar, entre los que se destacan el agua facturada -correspondiente al consumo autorizado facturado- y el agua no facturada (ANF) -correspondiente al consumo autorizado no facturado y a las pérdidas de agua, que se dividen en aparentes y reales- (Tabla 2.7) (IWA, 2000).
Tabla 2-25 Balance hídrico estándar definido por la IWA
Volumen de Fugas y reboses en los tanques de
almacenamiento
