1 COSECHA DE AGUA DE LLUVIA Y PRODUCCIÓN DE HORTALIZAS EN EL BOSQUE DE SAN JUAN DE ARAGON Ma. Antonia Pérez Olvera, molvera@colpos.mx, Sergio Benedicto Valdez, sbenedicto@colpos.mx; Aníbal Quispe Limaylla, anibalq@colpos.mx. Roberto Quintero Lizaola quintero@colpos.mx Profesores Investigadores Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. RESUMEN En México, la sociedad enfrenta una serie de problemas de insuficiencia alimentaria, escases de agua y de espacios para la producción, sobre todo en las zonas urbanas, donde la disponibilidad de espacios es cada vez menor. El principal uso del agua en las zonas urbanas es el doméstico, limitando así el uso para la producción, tanto agrícola como pecuaria. Una alternativa para poder cultivar y obtener productos frescos, de ciclo corto, en las zonas urbanas es la implementación de diversas prácticas y acciones orientadas a la cosecha y aprovechamiento de las agua de lluvia, mediante componentes tecnológicos básicos y de bajo costo que permitan la producción de alimentos a baja escala o la reutilización del agua para la producción agrícola (producción de hortalizas, ornamentales y aromáticas) y pecuaria a pequeña escala.
2 El Bosque de San Juan de Aragón como área de valor ambiental, tiene como objetivo constituirse en un espacio, cuyo programa de manejo y plan maestro, lo vayan orientando hacia un proceso de sustentabilidad, constituyéndose también en una instalación didáctica. Con esto, se busca generar actividades enfocadas a difundir la problemática ambiental de la ciudad y las alternativas de solución a corto plazo empleando tecnologías sustentables de bajo costo (Eco tecnologías) acordes a los programas de educación ambiental de la Secretaría del Medio Ambiente del DF. Con esta finalidad se estableció un módulo eco tecnológico con fines didácticos, financiado por CONACYT, en el cual se integró la recolección o cosecha de agua de lluvia, como una de las eco tecnologías de mayor importancia, en conjunto con un área de compostaje para la utilización de los residuos orgánicos generados en el bosque, y cuatro zonas de producción: un invernadero para la producción de plántula, un invernadero para la producción de hortalizas, una zona de huerto y de jardineras y una casa sombra para la producción de ornamentales. Todo como una sola propuesta didáctica, científica y tecnológica adecuada al entorno y al público actual y potencial que visita el bosque. Introducción La recolección de agua para el consumo humano o animal es una actividad tan antigua como el hombre mismo (Mongil y Martínez, 2007). La cosecha de agua es un método para inducir, recoger, almacenar y conservar escorrentía local y superficial para la agricultura en regiones áridas y semiáridas. Boers y Ben-Asher (1982). Critchley y Siegert, (1991) definen cosecha de agua como la recolección de escorrentía para su uso productivo. La
3 escorrentía puede recogerse desde tejados y superficies del suelo o desde cursos de agua intermitentes y efímeros. Herrera (2010) define los Sistemas de captación de agua de lluvia como una tecnología mediante la cual se habilitan cubiertas y áreas impermeables de las construcciones con el fin de captar el agua de lluvia, para posteriormente conducirla a lugares en donde pueda almacenarse y finalmente darle un uso humano, agrícola o pecuario, En este sentido existen varias experiencias y sistemas de captación de aguas de lluvia, documentados por Duran, (2010) y desarrolladas por el Centro Internacional de Demostración y Capacitación en Aprovechamiento del Agua de Lluvia del Colegio de Postgraduados (CIDECALLI-CP, 2008). Mongil y Martínez, (2007) documentan que pese a que el método tiene una antigüedad significativa, no ha sido tratado por los investigadores hasta mediado el siglo XX y es a partir de los años cincuenta y sesenta cuando empiezan a aparecer en la bibliografía especializada algunos trabajos localizados en el desierto de Negev en Israel (Tadmor et al., 1957; Shanan et al., 1958) y en el desierto de Sonora en Arizona (Cadot, 1989). Brundtland (1990) menciona que el futuro de la sociedad actual dependerá en gran medida del uso sustentable de los recursos naturales, principalmente suelo y agua. Los cuales son cada vez más escasos. Recientemente se aprecia un renovado interés, provocado por el incremento de la demanda de productos agrícolas y los altos costos energéticos. En la actualidad, las cosechas de agua son practicadas intensamente en las zonas áridas de muchos países para cultivos agrícolas (México, Botswana, India, Afganistán, Pakistán,
4 Australia, Israel, Kenia, Túnez, etc.). La captación del agua de lluvia, constituye una excelente alternativa para disponer de un abasto adicional de agua para uso doméstico y/o contar con agua para riego de cultivos a nivel de jardines o huertos familiares. Todas las técnicas de cosechas de agua existentes tienen en común las siguientes características: son aplicadas en zonas áridas y semiáridas, donde la escorrentía tiene un carácter intermitente; dependen de un agua de origen local, como puede ser la escorrentía superficial, el caudal de un arroyo o de un manantial efímero y; son operaciones a pequeña escala, en cuanto al área de captación, al volumen de almacenamiento y al capital invertido. El sistema más común es el de las microcuencas (Bazza y Tayaa, 1994, citados por Mongil y Martínez 2007). Considerando la escasez del recurso hídrico para las generaciones actuales y futuras, se propone la captación de agua de lluvia en lugares con media y baja precipitación, como fuente alterna de abastecimiento (Duran et al., 2010). Con base en ésta problemática, el objetivo planteado para este proyecto fue diseñar e instrumentar una propuesta didáctico-científico-tecnológica adecuada al entorno y público potencial, que incorpore ecotecnologías, entre las cuales se incluye la cosecha de agua de lluvia, en el Centro de Educación y Cultura Ambiental del Bosque de San Juan de Aragón (BSJA), que contribuya al análisis y difusión del uso adecuado de los diversos recursos en tecnologías sustentables. Materiales y métodos
5 El bosque urbano regido por la Norma General de Ordenación No. 6 de los Programas de Desarrollo Urbano para el Distrito Federal, denominada como Zona con áreas de valor ambiental, se ubica en Loreto Fabela, Colonia San Juan de Aragón en la Ciudad de México (Figura 1). Figura 1. Ubicación y estado actual del BSJA (Fuente: SMA-DF.12 de enero de 2012, http://www.sma.df.gob.mx/bosquedesanjuandearagon) El Plan Maestro del Bosque San Juan de Aragón considera entre sus objetivos generar nuevos ámbitos de convivencia, recreación y cultura ambiental. Para ello se establecen los diversos componentes de los módulos ecotecnológicos, tales como: área de compostaje y vermicompostaje, invernadero para producción de plántula, invernadero para
6 establecimiento de planta, zona de huertos para hortalizas, medicinales y aromáticas, así como un área de vivero. Para el abasto de agua, se contempló un sistema de captación de agua de lluvia y un sistema de riego por goteo por gravedad, para hacer uso eficiente del agua dentro de los módulos. En la etapa de sensibilización y capacitación, los cursos abarcan temas sobre las ecotecnias y la sustentabilidad, compostaje y vermicompostaje, producción hortícola en los módulos y el uso del agua en las ecotecnias. Con esto, se pretende difundir y contribuir a la transferencia de tecnologías amigables con el ambiente en el entorno del bosque urbano. Etapas del proyecto: 1) Proceso constructivo e instalación de los componentes: La construcción se realizó considerando el Plan Maestro del Bosque San Juan de Aragón, el cual considera entre sus objetivos: generar nuevos ámbitos de convivencia, recreación y cultura ambiental. Para ello se establecen los diversos componentes de los módulos ecotecnológicos: área de compostaje y vermicompostaje, invernadero para producción de plántula, invernadero para establecimiento de planta, habilitación de zona de huertos y jardineras para hortalizas, medicinales y aromáticas, área de vivero y una casa sombra. Para el abasto de agua, se consideró un sistema de captación de agua de lluvia y un sistema de riego por goteo, por gravedad, para hacer uso eficiente de la misma en cada uno de los módulos (Figura 2).
7 Figura 2. Plano arquitectónico, señalando cada componente 2) Desarrollar acciones para promover la sensibilización y capacitación sobre ecotecnias, sustentabilidad, compostaje y vermicompostaje, producción hortícola y el uso de agua en las ecotecnias al personal dell Centro de Educación y Cultura Ambiental.
8 En esta etapa de sensibilización y capacitación, los cursos incluyen temas sobre las ecotecnias y la sustentabilidad, compostaje y vermicompostaje, producción hortícola en los módulos y el uso del agua en las ecotecnias, así como reciclaje y uso sustentable de los recursos. Características de los componentes Área de compostaje: El componente de compostaje lo conforma el área destinada para la transformación y aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos mediante compostaje y vermicompostaje. Además de procesar diversos materiales de índole orgánico que se generan dentro y en el entorno del BSJA, se cuenta con un área de recolección de residuos orgánicos e inorgánicos dentro del módulo. Área de invernaderos: Se cuenta con dos invernaderos, uno tipo túnel de 5m x 10m para la reproducción de plántulas y otro tipo cenital multifuncional de 9m x 18m. En este último, sirve para la propagación y aclimatación de las plántulas producidas en el invernadero tipo túnel. Captación de agua de lluvia: Para ambos invernaderos se tienen instaladas canaletas de PVC de 3 de diámetro, con las cuales se permite la captación del agua de lluvia. El agua
9 captada, se dirige a 2 tinacos con capacidad de 5000 litros cada uno; esta agua se emplea para abastecer a cada uno de los componentes, adicionalmente se construyó una cisterna para almacenar los excedentes. Riego: En los módulos se tienen instalados tres sistemas de riego: 1) Riego mediante cintillas con un caudal de baja presión (2 litros x hora). Este sistema funciona por gravedad o mediante el uso de bomba eléctrica de 1 HP. Se encuentra instalado en el invernadero tipo cenital multifuncional, 2) Riego por nebulización o micro difusión. Este sistema de riego está instalado en el invernadero tipo túnel, para proporcionar suficiente humedad para el enraizamiento de la plántulas y permite el control de la humedad relativa y de la temperatura en invernadero. El caudal de este sistema es de 25l x hora. 3) Riego por goteo por gravedad: Este sistema se encuentra instalado en el huerto demostrativo. Consta de un tinaco con capacidad para 450 litros, una línea principal de riego, con 10 líneas laterales con goteros espaciados cada 20cm y proporciona un caudal de 4 litros x hora. Huerto demostrativo: Se cuenta con un área de 10 m x 10 m en donde se establecen a nivel del suelo diversos cultivos de plantas medicinales, aromáticas y hortalizas. Huertos de PET: Se tienen instalados 10 huertos fabricados con PET reciclado. Sus dimensiones son 1.20m x 40cm. De altura tiene 70 cm, con una profundidad para sembrar, de 40 cm. Esta aplicación se consideró dada la ventaja de ser manipulados tanto por niños y personas de la tercera edad, para producir hortalizas y aromáticas, sin necesidad de agacharse.
10 Vivero: Se contempló la construcción de una casa sombra de 64m2, que funciona como área de vivero. En este sitio, se ubican las plantas que han salido del invernadero tipo cenital, para su aclimatación y disposición final al sitio de reforestación o donde se plantarán las diversas especies. Almacén: Se cuenta con dos techumbres cuya función es servir una como área de almacenamiento de herramientas y la otra para depositar temporalmente la composta generada, así como una zona de trabajo, para preparar los sustratos para los almácigos, las mezclas de composta con material mineral, o rellenar macetas o bolsas para los cultivos. El abasto de agua se lleva a cabo principalmente mediante la captación del agua de lluvia instalando canaletas de PVC en ambos invernaderos. El agua captada se colecta en 2 tinacos de 5m3 cada uno. El agua se envía nuevamente a cada uno de los componentes ya sea mediante riego por gravedad o empleando una pequeña bomba hidráulica de 1 HP. Una vez que la planta se ha desarrollado en condiciones de invernadero, por 30 días, estas están en condiciones de enviarse para siembra a cielo abierto, hacia los huertos hechos de PET reciclado, o bien transferirse a la casa sombra o vivero, para su disposición final. Esta y otra ecotecnias, se encuentran disponibles en el manual y DVD correspondiente a las ecotecnias y la sustentabilidad. Las dimensiones del módulo eco tecnológico y sus componentes es de 2406 m2 de superficie Las áreas ocupadas por los 10 componentes que lo integran (Cuadro 1). Cuadro 1. Superficies de los componentes del Módulo eco tecnológico
11 Áreas o componentes Superficie (m 2 ) 1. Área de separación de residuos orgánicos e inorgánicos. 4.0 2. Zona de vermicompostaje. 64.0 3. Invernadero tipo cenital. 167.0 4. Invernadero tipo túnel. 50.0 5. Zona de vivero. 64.0 6. Huerto de hortalizas. 61.0 7. Huerto de plantas medicinales y aromáticas. 100.0 8. Zona de jardineras con PET reciclado. 88.8 9. Guardado de maquinaria y almacén 27.5 10. Almacén de composta 21.5 Potencial de captación o cosecha de agua de lluvia Los registros climatológicos para el BSJA indican que en la zona se tiene una precipitación media anual de 598 mm. En conjunto, los 2 invernaderos del proyecto tienen un área de 212 m2. Esto representa un potencial de captación de agua de lluvia de 126.9 m3. El volumen de agua es recolectado en dos tinacos de 5,000 L cada uno y se emplea para abastecer las necesidades de agua en dichos invernaderos. Adicionalmente se cuenta con una cisterna para almacenar agua en eventos torrenciales donde los tinacos no sean
12 suficientes para la captación del volumen de agua y para abastecer en caso de que sea necesario. El Agua de los sistemas de captación de agua de lluvia es empleada para la producción de plántulas de hortalizas, plantas de ornato y hortalizas en general. Se aprecia que los meses donde se presentan eventos con mayor lluvia, corresponden del mes de junio a agosto. Es importante tomar en consideración esta información, con la finalidad de planear el abasto de agua. En el Cuadro 2 se presentan los datos de precipitación media anual considerando el histórico de 1971 a 2000 y considerando para el cálculo de volumen de captación que un milímetro de lluvia precipitado sobre un metro cuadrado de superficie cubierta o de captación equivale a un litro de agua. No se consideró para fines de cálculo la lluvia que cae sobre los componentes, que no cuentan con cubierta: Zona de vermicompostaje, Huerto de hortalizas al aire libre, zona de jardineras de pet y casa sombra, en las cuales durante la época de lluvia no requieren del agua almacenada vía captación de agua de lluvia, solo en casos excepcionales donde transcurre un periodo de varios días sin llover. El incremento en los volúmenes de agua recolectada puede incrementarse si se implementa la cosecha de agua de lluvia a nivel de las construcciones aledañas al módulo Cuadro 2 Captación potencial de agua en el Módulo eco tecnológico de producción
13 Mes mm. de lluvia Volumen de agua L/212 m 2 Enero 7.1 1505.2 Febrero 14 2968 Marzo 11.6 2459.2 Abril 23.2 2459.2 Mayo 48.9 4918.4 Junio 115.4 10366.8 Julio 115.4 24464.8 Agosto 111.2 23574.4 Septiembre 86.9 18422.8 Octubre 49 10388 Noviembre 7.9 1674.8 Diciembre 7.6 1611.2 Total 598.6 126903.2= 126.9 m 3 Uso y manejo del agua El invernadero de menor área es para la producción de plántulas, el cual tiene instalado un sistema de microaspersión o micro difusión con un gasto aproximado de 25 L/ hora, aunque solo se riega 3 veces al día/5minutos. En el invernadero de 9 X 18 m., se cuenta con un sistema de riego por goteo mediante cintilla, con un caudal de baja presión (2 L/Hora), este invernadero es multifuncional para la producción de hortalizas y ornamentales. En el área de huertos demostrativos el sistema de riego empleado es un sistema por goteo por gravedad alimentado por un depósito plástico con capacidad de 1100 litros, colocado a una altura de 1.5 metros, lo que genera la presión suficiente para que fluya al agua hacia los goteros. Los goteros utilizados tienen un caudal de 4 litros/hora. Este tipo de sistema, a nivel doméstico, puede adaptarse empleando materiales de fácil acceso y utilizando el agua de lluvia.
14 Principales resultados En 2012 se terminó de instalar el módulo ecotecnológico y se iniciaron actividades con cursos de capacitación a los responsables de dicho módulo y a los trabajadores del bosque de San Juan de Aragón interesados en las temáticas. Se han desarrollado algunos ciclos cortos de producción, sobre todo de hortalizas en las diferentes áreas (invernadero, jardineras y huerto). El área de producción de plántulas es el área más exitosa, ya que de manera permanente se ha mantenido en producción. El área de compostaje también se mantiene activo. Las hortalizas que se pueden cultivar son: lechuga (Lactuca sativa), col (Brassica oleracea), brócoli (Brassica oleracea italica), cebolla (Allium cepa), tomate verde (Physalis exocarpa), apio (Apium graveolens), zanahoria (Daucus carota) y betabel (Beta vulgaris), cilantro (Coriandrum sativum), calabacita (Cucúrbita pepo), frijol ejotero (Phaseolus vulgaris), rabano (Raphanus sativus), espinaca (Spinacia oleracea), entre otras especies. Los volúmenes de agua captados son variables, dependiendo de la precipitación y de la distribución de la misma. Por ejemplo, durante el ciclo de lluvias 2013, en dos ocasiones se recolectaron más de 10,000 L y en otros casos se ha tenido que recurrir al uso del agua entubada para complementar el riego. De manera general, el volumen de agua captado ha cubierto entre el 80 y 85% de las necesidades de agua para la producción.
15 Se ha logrado, por parte del personal del Bosque de San Juan de Aragón, la implementación de herramientas y mecanismos de comunicación y difusión de los componentes como son obras de teatro, cursos de verano, etc. y se tiene la iniciativa de implementar propuestas y acciones para incentivar a los visitantes (entrega de alguna planta, hortaliza o bien bolsa de composta) en reconocimiento a un buen comportamiento ecológico durante su visita al bosque (poner la basura en los botes adecuados, levantar las heces de sus mascotas, etc.). A manera de conclusiones Con el establecimiento y desarrollo del proyecto se ha logrado difundir y contribuir a la transferencia de tecnologías amigables con el ambiente, en el entorno del bosque urbano de San Juan de Aragón y fomentar e incentivar la promoción de las ecotecnias en cualquier otro ámbito. Sobre todo el de cosecha de agua, dadas las carencias de la misma para la producción de alimentos y otras necesidades. Los módulos son de gran importancia y tienen un enorme potencial educativo, además de práctico, productivo y experimental para aplicar diversas técnicas de reciclaje de residuos orgánicos, cosecha de agua, producción de alimentos y plantas, entre otras. Este trabajo es útil para quienes trabajan en aras de desarrollar y fomentar un manejo sustentable de los recursos, dentro de los espacios verdes con los que aún se cuenta en las grandes urbes como la ciudad de México y zona metropolitana.
16 Consideraciones finales Desde el punto de vista didáctico, científico y tecnológico, el establecimiento del módulo eco tecnológico representa un aporte para la sensibilización de los visitantes, sobre todo los niños. Las componentes Ecotecnológicos tienen viabilidad de ser replicados, en espacios pequeños por los visitantes, logrando con esto: obtener gua, reciclar residuos orgánicos y cuidar el medio ambiente, lograr la obtención de productos frescos y de calidad que permitan mejorar la dieta alimenticia, lo que puede también, contribuir resolver el problema de la falta de agua para cubrir las necesidades domésticas y para la producción de alimentos. Literatura Citada - Bazza, M.; Tayaa, M. (1994). «Operation and management of water harvesting techniques». Water harvesting for improved agricultural production. Water Reports FAO, 3. - Boers, ThTh. M.; Ben-Asher, J. (1982). «A review of rainwater harvesting». Agric. Water Manage., 5: 145-158. - Brundtland, G.H. (1987). Our common Future. Oxford University Press. (Trad. en castellano, Nuestro futuro común, Madrid, Alianza Ed., 1988). - Cadot, P.D. (1989). Development of a model for design of water harvesting systems in small scale rainfed agriculture. Ann Arbor: University of Arizona. U.M.I. - CIDECALLI (2008). Centro Internacional de Demostración y Capacitación en Aprovechamiento del Agua de Lluvia. Colegio de Posgraduados. México. http:www.colpos.mx/ircsa/cidecall/
17 - Critchley, W.; Siegert, K. (1991). Water harvesting. Roma: Food and Agriculture Organization of the United Nations. - Durán Escamilla Pino, Herrera Monroy Luis, Guido Aldana Pedro. 2010. Captación de agua de lluvia, alternativa sustentable.congreso nacional del Medio ambiente. CONAMA10. Madrid España - Herrera, L.A. (2010). Estudio de alternativas para el uso sustentable del agua lluvia. Tesis de Maestría en Ingeniería Civil. IPN-ESIA Unidad Zacatenco, México. - Mongil Manso Jorge, Martínez de Azagra Paredes A. 2007. Técnicas de recolección de agua y de oasificación para el desarrollo de la agricultura y la restauración forestal en regiones desfavorecidas. Cuadernos Geográficos, 40 (2007-1), 67-80 - Shanan, L.; Tadmor, N.H.; Evenari, M. (1958). The ancient desert agriculture of the Negev. II. Utilization of runoff from small watersheds in the Abde (Ovdat) Region». Ktavim, 9: 107-128. - Tadmor, N.H.; Evenari, M; Shanan, L.; Hillel, D. (1957). «The ancient desert agriculture of the Negev. I. Gravel mounds and gravel strips near Shivta (Sbeita). Ktavim, 8: 127-151.