En el caso de los riegos por aspersión las pérdidas de agua son menores que en el riego a pie. Generalmente se aplican de 60 a 100 litros por metro cuadrado y riego, lo que equivale a 600-1.000 m3/ha. Es menor la erosión que en el caso de los riegos a pie. Se puede emplear tanto en riegos de socorro de otoño e invierno como de verano. Debe instalarse con aspersores de ángulo bajo para que el agua se distribuya por debajo de la fronda, sin mojar el árbol.
El riego por aspersión puede hacerse por aspersores, por toberas o difusores y por escupidores.
-Aspersores:
Su empleo supone más energía gastada que otros sistemas, ya que los aspersores necesitan una presión de salida de unas tres atmósferas, que equivalen a 30 metros de eleación.
-Toberas:
Su riego moja sólo parcialmente la superficie del terreno, con lo que el consumo de agua por evaporación es pequeño y hay un importante ahorro de agua, pero, al no regar toda la superficie, no debe emplearse para riegos de socorro, sino en los casos en que también se riega en verano. Si se emplea habría que instalar más de una tobera por árbol para regar más superficie. Con respecto a los aspersores, supone ahorro de energía, ya que en tobera sólo se necesitan presiones de 1-1,5 atmósferas.
-Escupidores:
La superficie regada es más reducida que en el riego por toberas (unos 4 metros cuadrados en comparación con 20 metros cuadrados de las toberas). Generalmente se emplean 2 ó 4 escupidores por árbol.
En realidad el riego por escupidores es una modificación del riego por goteo, por lo que no debe emplearse para riego de socorro.
Las instalaciones de riego por aspersión o por toberas suelen hacerse móviles o semifijas. Estas últimas son aquellas que tienen unas tuberías principales fijas y otros ramales móviles que se desplazan tomando el agua de las fijas.
http://www.revistaalcuza.com/REVISTA/articulos/GestionNoticias_432_ALCUZA.asp
domingo, 1 de agosto de 2010
lunes, 26 de julio de 2010
Mejora de la agricultura de regadío
Mejora de la agricultura de regadío
Riego por aspersión en el valle de Hula, Israel.
Durante las décadas recientes la agricultura bajo riego ha sido una fuente de producción de alimentos muy importante. Como muestra el gráfico adjunto, los mayores rendimientos de los cultivos que pueden obtenerse en regadío son más del doble que los mayores que pueden obtenerse en secano. Incluso la agricultura bajo riego con bajos insumos es más productiva que la agricultura de secano con altos insumos. El control, con bastante precisión, de la absorción del agua por las raíces de las plantas tiene estas ventajas.
Aún así, el regadío contribuye menos a la producción agrícola que el secano. Globalmente, la agricultura de secano se practica en el 83 por ciento de las tierras cultivadas y produce más del 60 por ciento de los alimentos del mundo. En regiones tropicales con escasez de agua, como los países de la región del Sahel, la agricultura de secano se practica en más del 95 por ciento de las tierras cultivadas, porque en estas zonas el riego convencional de cultivos para la producción de alimentos puede ser muy costoso y apenas justificable en términos económicos.
Hay otras razones que justifican por qué el riego convencional no puede continuar creciendo tan rápidamente como en las últimas décadas. Una razón es que el costo real del regadío no se conoce, porque citando a un autor el riego es «una de las actividades más subvencionadas del mundo.» Los costes ambientales de las zonas regables convencionales son también altos y no repercuten en los precios de los alimentos, y a menudo el riego intensivo produce anegamiento y salinización. Actualmente, alrededor del 30 por ciento de las tierras regadas están moderada o severamente afectadas. Anualmente, el área regada se está reduciendo aproximadamente en el 1-2 por ciento a causa de la salinización de las tierras.
Por supuesto, no solamente seguirá practicándose el riego sino que también la superficie bajo riego aumentará a pesar de estos inconvenientes. Lo que se necesita imprescindiblemente es mejorar la eficiencia del riego (véase el recuadro de la página siguiente).
Básicamente hay cinco métodos de riego:
Riego de superficie, que cubre toda la superficie cultivada o casi toda.
Riego por aspersión, que imita a la lluvia.
Riego por goteo, que aplica el agua gota a gota solamente sobre el suelo que afecta a la zona radicular.
Riego subterráneo de la zona radicular, mediante contenedores porosos o tubos instalados en el suelo.
Subirrigación, si el nivel fréatico se eleva suficientemente para humedecer la zona radicular.
Productividades y requerimientos de la agricultura bajo riego y la de secano
El riego tiene el potencial de proporcionar mayores productividades que la agricultura de secano, pero los requerimientos de agua son también mucho más altos.
Los dos primeros métodos, riego de superficie y por aspersión, se consideran riego convencional. Actualmente, el riego de superficie es sin duda la técnica más común, especialmente entre los pequeños agricultores, porque no requiere operar ni mantener equipos hidráulicos complejos. Por esta razón, es probable que el riego de superficie domine también en 2030, aunque consuma más agua y en ocasiones cause problemas de anegamiento y salinización.
El riego por goteo y el riego subterráneo son dos tipos de riego localizado, que es un método de riego cada vez más popular por su máxima eficacia, ya que aplica el agua solamente donde es necesaria siendo las pérdidas pequeñas. Sin embargo, la tecnología no es todo, porque el riego a pequeña escala y el uso de aguas residuales urbanas pueden incrementar la productividad del agua tanto como los cambios de la tecnología de riego.
Sistemas de riego localizado
Crecimiento mundial del riego localizado
El riego localizado ha crecido rápidamente desde la invención del tubo de plástico de bajo costo en los años setenta.
Los agricultores adoptarán tecnologías de riego que ahorren agua si tienen incentivos, siendo uno de los más importantes el aumento del precio del agua de riego. El riego subterráneo y el riego por goteo son probablemente las principales tecnologías que serán aplicadas en los países en desarrollo, donde normalmente la mano de obra es abundante y los recursos financieros escasos. Ambas tecnologías se basan en la aplicación frecuente de pequeñas cantidades de agua directamente a las raíces de los cultivos. Además estas tecnologías que ahorran agua, particularmente el riego por goteo, tienen la ventaja adicional de incrementar los rendimientos de los cultivos y reducir la salinización de los suelos. Además, como estos dos sistemas evitan el contacto del agua con las hojas, pueden usarse aguas salobres para regar cultivos moderadamente tolerantes a la salinidad. Algunos de los sistemas de riego subterráneo son técnicas sencillas que no requieren equipos caros pero si necesitan mano de obra abundante. En realidad, uno de los métodos de riego más antiguos es colocar vasijas porosas de arcilla en el suelo alrededor de los árboles frutales y a lo largo de las líneas de cultivos. Las vasijas se llenan de agua manualmente de acuerdo con las necesidades. Los tubos porosos o perforados enterrados tienen el mismo propósito y generalmente pueden usarse para regar dos líneas de cultivo, una a cada lado de la tubería. Aunque la frecuencia de aplicación puede controlarse el caudal no, ya que depende del tamaño de las perforaciones y de las características del suelo.
El riego por goteo solamente se ha aplicado en una pequeña parte de su área potencial. Necesita un sistema que dé presión al agua para distribuirla por tuberías instaladas sobre el terreno, que están dotadas de emisores que vierten de 1 a 10 litros por hora. Aunque la tecnología es simple requiere cierta inversión y un mantenimiento cuidadoso, ya que los goteros pueden obstruirse fácilmente. Sin embargo, los resultados obtenidos en muchos países muestran que los agricultores que cambian de riego por surcos o riego por aspersión a riego por goteo pueden reducir el consumo de agua del 30 al 60 por ciento. Frecuentemente, los rendimientos de los cultivos se incrementan también, porque las plantas reciben prácticamente la cantidad precisa de agua que necesitan y también a menudo la de fertilizantes.
Seis claves para mejorar la eficiencia de riego
reducir las filtraciones de los canales por medio de revestimientos o utilizar tuberías;
reducir la evaporación evitando los riegos de medio día y utilizar riego por aspersión por debajo de la copa de los árboles en vez de riego por aspersión sobre la copa de los mismos;
evitar el riego excesivo;
controlar las malas hierbas en las fajas entre cultivos y mantener secas estas fajas;
sembrar y cosechar en los momentos óptimos;
regar frecuentemente con la cantidad correcta de agua para evitar déficits de humedad del cultivo.
Aunque los sistemas de riego por goteo, que cuestan de 1 200 a 2 500 dólares EE.UU. por hectárea, son todavía demasiado caros para la mayor parte de los pequeños agricultores y para el riego de cultivos de bajo precio, se continúa investigando para hacerlos económicamente más accesibles. Se ha desarrollado un sistema de riego por goteo que cuesta menos de 250 dólares EE.UU. por hectárea. Los factores clave para mantener los costos bajos son utilizar materiales sencillos y de fácil transporte; en vez de que cada línea de cultivo tenga su propio lateral con goteros, la misma tubería puede trasladarse cada hora para regar al menos unas diez líneas. El riego con pequeños surtidores es otra alternativa barata que puede reemplazar a los emisores, a los reguladores de presión y a otras piezas especiales; el agua sale a borbollones por tubos verticales de corta longitud que están conectados a las tuberías laterales enterradas.
Riego por goteo en Cabo Verde
A principios de los años noventa, un proyecto de la FAO financiado por los Países Bajos trató de desarrollar la horticultura de Cabo Verde. El proyecto tuvo éxito pero su extensión territorial estaba limitada por la disponibilidad de agua, porque la precipitación promedio en la isla es alrededor de 230 mm/año, asegurando anualmente un poco más de 700 m3/persona.
El riego por goteo fue instalado primero en parcelas experimentales y luego en los campos de los agricultores. El nuevo sistema incrementó la producción y ahorró agua, permitiendo la expansión de la superficie bajo riego y de la intensidad de cultivo. Convencidos por el experimento, muchos agricultores espontáneamente instalaron riego por goteo en sus fincas. Seis años después del primer experimento, en 1999, el 22 por ciento de las tierras bajo riego en el país han adoptado el riego por goteo, y muchos agricultores han cambiado sus cultivos de alto consumo de agua, como las plantaciones de caña de azúcar, a cultivos hortícolas de altos ingresos, tales como papas, cebollas, pimiento y tomates. La producción hortícola total subió de 5 700 toneladas en 1991 a 17 000 toneladas en 1999. Se estima que una finca de 0,2 hectáreas proporciona a los agricultores un ingreso mensual de 1 000 dólares EE.UU.
Riego a pequeña escala
Para incrementar la productividad de las áreas de secano el riego suplementario y el riego a pequeña escala, tanto el tradicional como el moderno, tienen que desempeñar un papel importante. Tecnologías como las bombas de pedal (véase el recuadro de la siguiente página) pueden permitir a los agricultores escasos de recursos manejar sus propios sistemas de acuerdo a sus necesidades, siempre que se disponga de agua localmente. El bombeo de agua con pequeños motores diesel o eléctricos puede ser también más económico que los proyectos a gran escala, que dependen demasiado de un control centralizado. Además, como cada agricultor controla totalmente sus propios sistemas, puede adaptar su producción a su estilo de vida maximizándola, algo que es imposible en grandes zonas con control centralizado.
Mejora del drenaje y reducción de la salinidad
El drenaje de tierras de regadío tiene dos propósitos: reducir el exceso de agua de las tierras e, igualmente importante, controlar y reducir la salinización que inevitablemente acompaña a las tierras que tienen drenaje natural insuficiente en las regiones áridas y semiáridas. El drenaje adecuado también permite la diversificación de cultivos y la intensificación del uso de la tierra, el crecimiento de variedades de alto rendimiento, el uso efectivo de insumos tales como los fertilizantes y el uso de maquinaria agrícola.
El problema afecta a alrededor de 100-110 millones de hectáreas ubicadas en las regiones áridas y semiáridas. Actualmente, aproximadamente 20-30 millones de hectáreas se encuentran seriamente afectadas por la salinidad y se estima que 250-500 mil hectáreas se pierden anualmente para la producción agrícola como resultado del incremento de la salinidad del suelo.
Actualmente, 20-50 millones de hectáreas cuentan con sistemas de drenaje. Como esta cifra se considera insuficiente, el drenaje de tierras agrícolas es una necesidad urgente.
Sin embargo, el drenaje tiene dos inconvenientes importantes. Primero, el agua de drenaje a menudo está contaminada con sales, microelementos, sedimentos y trazas de insumos agrícolas, por lo tanto, las aguas de drenaje deben ser evacuadas de una manera apropiada. Segundo, la mejora del drenaje en un área incrementa el caudal aguas abajo, aumentando así el riesgo de inundaciones. Por lo tanto, los nuevos proyectos de drenaje deben considerar no sólo los beneficios de una producción agrícola sostenible sino también los efectos colaterales sobre el medio ambiente.
Alrededor de 100-150 millones de hectáreas en áreas de secano, la mayoría en Europa y América del Norte, han sido drenadas, mientras que otros 250-350 millones de hectáreas necesitan ser drenadas. Una gran parte de la producción agrícola proviene de lo que fueron humedales. Sin embargo, ya no se drenan humedales naturales porque su valor ecológico es cada vez más apreciado.
Riego con aguas residuales
La reducción de la carga contaminante de las aguas residuales de fincas, industrias y áreas urbanas permitiría que una buena parte se utilizara para regar. Los beneficios potenciales del riego con aguas residuales son enormes.
Por ejemplo, una ciudad con una población de 500 000 habitantes y un consumo diario per cápita de 120 litros produce al día aproximadamente 48 000 m3 de aguas residuales, suponiendo que el 80 por ciento del agua utilizada llega a los servicios públicos de alcantarillado. Si estas aguas residuales fuesen tratadas y utilizadas para un riego cuidadosamente controlado a razón de 5 000 m3/ha anuales, podrían regarse unas 3 500 hectáreas.
El valor de estos efluentes como fertilizante es tan importante como el valor del agua. En las aguas residuales tratadas mediante sistemas convencionales las concentraciones típicas de nutrientes son: de nitrógeno 50 mg/litro; de fósforo 10 mg/litro y de potasio 30 mg/litro. Si anualmente se aplican 5 000 m3/ha, la aportación anual de fertilizantes sería: 250 kg/ha de nitrógeno; 50 kg/ha de fósforo y 150 kg/ha de potasio. De esta forma, todo el nitrógeno y la mayor parte del fósforo y potasio que son necesarios para la producción agrícola serían suministrados por el efluente. Además, otros valiosos micronutrientes y materia orgánica del efluente proporcionarían beneficios adicionales.
Un beneficio adicional es que la mayor parte de estos nutrientes, una vez absorbidos por los cultivos, no entran en el ciclo del agua, y consecuentemente no contribuyen a la eutrofización de los ríos ni a la creación de «zonas muertas» en las áreas costeras.
Introducción de la bomba de pedal en Zambia
Agricultor de Zambia operando la bomba de pedal
En Zambia, El Programa Especial para la Seguridad Alimentaria (PESA) ha promocionado con éxito la introducción de tecnología de riego a pequeña escala. En las áreas del país propensas a las sequías, los agricultores tradicionalmente usaban baldes para llevar el agua hacia sus fincas. Durante la fase piloto del PESA, se introdujeron bombas de pedal que podían bombear agua de una profundidad de ocho metros con un caudal de 1,5 litros/segundo. Se hicieron modificaciones para adaptar las bombas a las condiciones locales y hoy en día nueve proveedores producen tres tipos de bombas localmente. Los agricultores de Zambia han adquirido hasta ahora unas 1 500 bombas. Como resultado, la disponibilidad de verduras frescas tanto en los hogares como en los poblados ha mejorado considerablemente en Zambia.
Necesidad de aumentar la capacidad de embalse
Aún siendo optimistas acerca del aumento de la productividad agrícola, de la eficacia del riego y de la expansión del regadío, se espera que en los países en desarrollo en 2030 la agricultura bajo riego necesitará un 14 por ciento más de agua. Esto requerirá una capacidad de embalse adicional de unos 220 km3. Además, hay que reemplazar la capacidad que se pierde por la sedimentación de los embalses existentes, que se estima en el uno por ciento anual, es decir 60 km3, equivalentes en 30 años a 1 800 km3. También deben reemplazarse los 160 km3 de agua que se sobreexplotan en los acuíferos. En los próximos 30 años se necesitarán alrededor de 2 180 km3 de capacidad de embalse, es decir, más de 70 km3 anuales, sin contar las pérdidas por evaporación que aumentarán al incrementarse la superficie de embalse. Las obras necesarias equivalen a construir una nueva presa de Aswan cada año. Es poco probable que en los próximos 30 años se construyan las obras necesarias para disponer de esta capacidad de embalse adicional, por una serie de razones económicas, ambientales y sociales.
Almacenar más agua en los acuíferos es una alternativa atractiva, pero para estimular la recarga de los acuíferos se necesitan urgentemente nuevas técnicas y mecanismos institucionales.
http://www.fao.org/docrep/005/y3918s/y3918s10.htm#TopOfPage
Riego por aspersión en el valle de Hula, Israel.
Durante las décadas recientes la agricultura bajo riego ha sido una fuente de producción de alimentos muy importante. Como muestra el gráfico adjunto, los mayores rendimientos de los cultivos que pueden obtenerse en regadío son más del doble que los mayores que pueden obtenerse en secano. Incluso la agricultura bajo riego con bajos insumos es más productiva que la agricultura de secano con altos insumos. El control, con bastante precisión, de la absorción del agua por las raíces de las plantas tiene estas ventajas.
Aún así, el regadío contribuye menos a la producción agrícola que el secano. Globalmente, la agricultura de secano se practica en el 83 por ciento de las tierras cultivadas y produce más del 60 por ciento de los alimentos del mundo. En regiones tropicales con escasez de agua, como los países de la región del Sahel, la agricultura de secano se practica en más del 95 por ciento de las tierras cultivadas, porque en estas zonas el riego convencional de cultivos para la producción de alimentos puede ser muy costoso y apenas justificable en términos económicos.
Hay otras razones que justifican por qué el riego convencional no puede continuar creciendo tan rápidamente como en las últimas décadas. Una razón es que el costo real del regadío no se conoce, porque citando a un autor el riego es «una de las actividades más subvencionadas del mundo.» Los costes ambientales de las zonas regables convencionales son también altos y no repercuten en los precios de los alimentos, y a menudo el riego intensivo produce anegamiento y salinización. Actualmente, alrededor del 30 por ciento de las tierras regadas están moderada o severamente afectadas. Anualmente, el área regada se está reduciendo aproximadamente en el 1-2 por ciento a causa de la salinización de las tierras.
Por supuesto, no solamente seguirá practicándose el riego sino que también la superficie bajo riego aumentará a pesar de estos inconvenientes. Lo que se necesita imprescindiblemente es mejorar la eficiencia del riego (véase el recuadro de la página siguiente).
Básicamente hay cinco métodos de riego:
Riego de superficie, que cubre toda la superficie cultivada o casi toda.
Riego por aspersión, que imita a la lluvia.
Riego por goteo, que aplica el agua gota a gota solamente sobre el suelo que afecta a la zona radicular.
Riego subterráneo de la zona radicular, mediante contenedores porosos o tubos instalados en el suelo.
Subirrigación, si el nivel fréatico se eleva suficientemente para humedecer la zona radicular.
Productividades y requerimientos de la agricultura bajo riego y la de secano
El riego tiene el potencial de proporcionar mayores productividades que la agricultura de secano, pero los requerimientos de agua son también mucho más altos.
Los dos primeros métodos, riego de superficie y por aspersión, se consideran riego convencional. Actualmente, el riego de superficie es sin duda la técnica más común, especialmente entre los pequeños agricultores, porque no requiere operar ni mantener equipos hidráulicos complejos. Por esta razón, es probable que el riego de superficie domine también en 2030, aunque consuma más agua y en ocasiones cause problemas de anegamiento y salinización.
El riego por goteo y el riego subterráneo son dos tipos de riego localizado, que es un método de riego cada vez más popular por su máxima eficacia, ya que aplica el agua solamente donde es necesaria siendo las pérdidas pequeñas. Sin embargo, la tecnología no es todo, porque el riego a pequeña escala y el uso de aguas residuales urbanas pueden incrementar la productividad del agua tanto como los cambios de la tecnología de riego.
Sistemas de riego localizado
Crecimiento mundial del riego localizado
El riego localizado ha crecido rápidamente desde la invención del tubo de plástico de bajo costo en los años setenta.
Los agricultores adoptarán tecnologías de riego que ahorren agua si tienen incentivos, siendo uno de los más importantes el aumento del precio del agua de riego. El riego subterráneo y el riego por goteo son probablemente las principales tecnologías que serán aplicadas en los países en desarrollo, donde normalmente la mano de obra es abundante y los recursos financieros escasos. Ambas tecnologías se basan en la aplicación frecuente de pequeñas cantidades de agua directamente a las raíces de los cultivos. Además estas tecnologías que ahorran agua, particularmente el riego por goteo, tienen la ventaja adicional de incrementar los rendimientos de los cultivos y reducir la salinización de los suelos. Además, como estos dos sistemas evitan el contacto del agua con las hojas, pueden usarse aguas salobres para regar cultivos moderadamente tolerantes a la salinidad. Algunos de los sistemas de riego subterráneo son técnicas sencillas que no requieren equipos caros pero si necesitan mano de obra abundante. En realidad, uno de los métodos de riego más antiguos es colocar vasijas porosas de arcilla en el suelo alrededor de los árboles frutales y a lo largo de las líneas de cultivos. Las vasijas se llenan de agua manualmente de acuerdo con las necesidades. Los tubos porosos o perforados enterrados tienen el mismo propósito y generalmente pueden usarse para regar dos líneas de cultivo, una a cada lado de la tubería. Aunque la frecuencia de aplicación puede controlarse el caudal no, ya que depende del tamaño de las perforaciones y de las características del suelo.
El riego por goteo solamente se ha aplicado en una pequeña parte de su área potencial. Necesita un sistema que dé presión al agua para distribuirla por tuberías instaladas sobre el terreno, que están dotadas de emisores que vierten de 1 a 10 litros por hora. Aunque la tecnología es simple requiere cierta inversión y un mantenimiento cuidadoso, ya que los goteros pueden obstruirse fácilmente. Sin embargo, los resultados obtenidos en muchos países muestran que los agricultores que cambian de riego por surcos o riego por aspersión a riego por goteo pueden reducir el consumo de agua del 30 al 60 por ciento. Frecuentemente, los rendimientos de los cultivos se incrementan también, porque las plantas reciben prácticamente la cantidad precisa de agua que necesitan y también a menudo la de fertilizantes.
Seis claves para mejorar la eficiencia de riego
reducir las filtraciones de los canales por medio de revestimientos o utilizar tuberías;
reducir la evaporación evitando los riegos de medio día y utilizar riego por aspersión por debajo de la copa de los árboles en vez de riego por aspersión sobre la copa de los mismos;
evitar el riego excesivo;
controlar las malas hierbas en las fajas entre cultivos y mantener secas estas fajas;
sembrar y cosechar en los momentos óptimos;
regar frecuentemente con la cantidad correcta de agua para evitar déficits de humedad del cultivo.
Aunque los sistemas de riego por goteo, que cuestan de 1 200 a 2 500 dólares EE.UU. por hectárea, son todavía demasiado caros para la mayor parte de los pequeños agricultores y para el riego de cultivos de bajo precio, se continúa investigando para hacerlos económicamente más accesibles. Se ha desarrollado un sistema de riego por goteo que cuesta menos de 250 dólares EE.UU. por hectárea. Los factores clave para mantener los costos bajos son utilizar materiales sencillos y de fácil transporte; en vez de que cada línea de cultivo tenga su propio lateral con goteros, la misma tubería puede trasladarse cada hora para regar al menos unas diez líneas. El riego con pequeños surtidores es otra alternativa barata que puede reemplazar a los emisores, a los reguladores de presión y a otras piezas especiales; el agua sale a borbollones por tubos verticales de corta longitud que están conectados a las tuberías laterales enterradas.
Riego por goteo en Cabo Verde
A principios de los años noventa, un proyecto de la FAO financiado por los Países Bajos trató de desarrollar la horticultura de Cabo Verde. El proyecto tuvo éxito pero su extensión territorial estaba limitada por la disponibilidad de agua, porque la precipitación promedio en la isla es alrededor de 230 mm/año, asegurando anualmente un poco más de 700 m3/persona.
El riego por goteo fue instalado primero en parcelas experimentales y luego en los campos de los agricultores. El nuevo sistema incrementó la producción y ahorró agua, permitiendo la expansión de la superficie bajo riego y de la intensidad de cultivo. Convencidos por el experimento, muchos agricultores espontáneamente instalaron riego por goteo en sus fincas. Seis años después del primer experimento, en 1999, el 22 por ciento de las tierras bajo riego en el país han adoptado el riego por goteo, y muchos agricultores han cambiado sus cultivos de alto consumo de agua, como las plantaciones de caña de azúcar, a cultivos hortícolas de altos ingresos, tales como papas, cebollas, pimiento y tomates. La producción hortícola total subió de 5 700 toneladas en 1991 a 17 000 toneladas en 1999. Se estima que una finca de 0,2 hectáreas proporciona a los agricultores un ingreso mensual de 1 000 dólares EE.UU.
Riego a pequeña escala
Para incrementar la productividad de las áreas de secano el riego suplementario y el riego a pequeña escala, tanto el tradicional como el moderno, tienen que desempeñar un papel importante. Tecnologías como las bombas de pedal (véase el recuadro de la siguiente página) pueden permitir a los agricultores escasos de recursos manejar sus propios sistemas de acuerdo a sus necesidades, siempre que se disponga de agua localmente. El bombeo de agua con pequeños motores diesel o eléctricos puede ser también más económico que los proyectos a gran escala, que dependen demasiado de un control centralizado. Además, como cada agricultor controla totalmente sus propios sistemas, puede adaptar su producción a su estilo de vida maximizándola, algo que es imposible en grandes zonas con control centralizado.
Mejora del drenaje y reducción de la salinidad
El drenaje de tierras de regadío tiene dos propósitos: reducir el exceso de agua de las tierras e, igualmente importante, controlar y reducir la salinización que inevitablemente acompaña a las tierras que tienen drenaje natural insuficiente en las regiones áridas y semiáridas. El drenaje adecuado también permite la diversificación de cultivos y la intensificación del uso de la tierra, el crecimiento de variedades de alto rendimiento, el uso efectivo de insumos tales como los fertilizantes y el uso de maquinaria agrícola.
El problema afecta a alrededor de 100-110 millones de hectáreas ubicadas en las regiones áridas y semiáridas. Actualmente, aproximadamente 20-30 millones de hectáreas se encuentran seriamente afectadas por la salinidad y se estima que 250-500 mil hectáreas se pierden anualmente para la producción agrícola como resultado del incremento de la salinidad del suelo.
Actualmente, 20-50 millones de hectáreas cuentan con sistemas de drenaje. Como esta cifra se considera insuficiente, el drenaje de tierras agrícolas es una necesidad urgente.
Sin embargo, el drenaje tiene dos inconvenientes importantes. Primero, el agua de drenaje a menudo está contaminada con sales, microelementos, sedimentos y trazas de insumos agrícolas, por lo tanto, las aguas de drenaje deben ser evacuadas de una manera apropiada. Segundo, la mejora del drenaje en un área incrementa el caudal aguas abajo, aumentando así el riesgo de inundaciones. Por lo tanto, los nuevos proyectos de drenaje deben considerar no sólo los beneficios de una producción agrícola sostenible sino también los efectos colaterales sobre el medio ambiente.
Alrededor de 100-150 millones de hectáreas en áreas de secano, la mayoría en Europa y América del Norte, han sido drenadas, mientras que otros 250-350 millones de hectáreas necesitan ser drenadas. Una gran parte de la producción agrícola proviene de lo que fueron humedales. Sin embargo, ya no se drenan humedales naturales porque su valor ecológico es cada vez más apreciado.
Riego con aguas residuales
La reducción de la carga contaminante de las aguas residuales de fincas, industrias y áreas urbanas permitiría que una buena parte se utilizara para regar. Los beneficios potenciales del riego con aguas residuales son enormes.
Por ejemplo, una ciudad con una población de 500 000 habitantes y un consumo diario per cápita de 120 litros produce al día aproximadamente 48 000 m3 de aguas residuales, suponiendo que el 80 por ciento del agua utilizada llega a los servicios públicos de alcantarillado. Si estas aguas residuales fuesen tratadas y utilizadas para un riego cuidadosamente controlado a razón de 5 000 m3/ha anuales, podrían regarse unas 3 500 hectáreas.
El valor de estos efluentes como fertilizante es tan importante como el valor del agua. En las aguas residuales tratadas mediante sistemas convencionales las concentraciones típicas de nutrientes son: de nitrógeno 50 mg/litro; de fósforo 10 mg/litro y de potasio 30 mg/litro. Si anualmente se aplican 5 000 m3/ha, la aportación anual de fertilizantes sería: 250 kg/ha de nitrógeno; 50 kg/ha de fósforo y 150 kg/ha de potasio. De esta forma, todo el nitrógeno y la mayor parte del fósforo y potasio que son necesarios para la producción agrícola serían suministrados por el efluente. Además, otros valiosos micronutrientes y materia orgánica del efluente proporcionarían beneficios adicionales.
Un beneficio adicional es que la mayor parte de estos nutrientes, una vez absorbidos por los cultivos, no entran en el ciclo del agua, y consecuentemente no contribuyen a la eutrofización de los ríos ni a la creación de «zonas muertas» en las áreas costeras.
Introducción de la bomba de pedal en Zambia
Agricultor de Zambia operando la bomba de pedal
En Zambia, El Programa Especial para la Seguridad Alimentaria (PESA) ha promocionado con éxito la introducción de tecnología de riego a pequeña escala. En las áreas del país propensas a las sequías, los agricultores tradicionalmente usaban baldes para llevar el agua hacia sus fincas. Durante la fase piloto del PESA, se introdujeron bombas de pedal que podían bombear agua de una profundidad de ocho metros con un caudal de 1,5 litros/segundo. Se hicieron modificaciones para adaptar las bombas a las condiciones locales y hoy en día nueve proveedores producen tres tipos de bombas localmente. Los agricultores de Zambia han adquirido hasta ahora unas 1 500 bombas. Como resultado, la disponibilidad de verduras frescas tanto en los hogares como en los poblados ha mejorado considerablemente en Zambia.
Necesidad de aumentar la capacidad de embalse
Aún siendo optimistas acerca del aumento de la productividad agrícola, de la eficacia del riego y de la expansión del regadío, se espera que en los países en desarrollo en 2030 la agricultura bajo riego necesitará un 14 por ciento más de agua. Esto requerirá una capacidad de embalse adicional de unos 220 km3. Además, hay que reemplazar la capacidad que se pierde por la sedimentación de los embalses existentes, que se estima en el uno por ciento anual, es decir 60 km3, equivalentes en 30 años a 1 800 km3. También deben reemplazarse los 160 km3 de agua que se sobreexplotan en los acuíferos. En los próximos 30 años se necesitarán alrededor de 2 180 km3 de capacidad de embalse, es decir, más de 70 km3 anuales, sin contar las pérdidas por evaporación que aumentarán al incrementarse la superficie de embalse. Las obras necesarias equivalen a construir una nueva presa de Aswan cada año. Es poco probable que en los próximos 30 años se construyan las obras necesarias para disponer de esta capacidad de embalse adicional, por una serie de razones económicas, ambientales y sociales.
Almacenar más agua en los acuíferos es una alternativa atractiva, pero para estimular la recarga de los acuíferos se necesitan urgentemente nuevas técnicas y mecanismos institucionales.
http://www.fao.org/docrep/005/y3918s/y3918s10.htm#TopOfPage
EL RIEGO EN AMÉRICA LATINA
EL RIEGO EN AMÉRICA LATINA
EL RIEGO EN LA AMÉRICA PREHISPÁNICA.
En la América prehispánica tanto las culturas zapoteca, tolteca, maya y azteca, en lo que es hoy México, como las culturas chavín, pukara, tiwanaku, wari e inca en Perú, habían desarrollado complejos sistemas de riego. La presa prehispánica más antigua que se conoce data de comienzos del siglo VII a.C., es la Purrón en las proximidades de San José de Tilapa, cerca de 260 kilómetros al sureste de la Ciudad de México, al sur del Valle de Tehuacán. Es contemporánea de la presa de Marib en Yemen, de las del lago Van en Turquía y de los embalses asirios de Mosul en Irak. Más reciente, por lo tanto, que las presas de Java en Jordania (cuarto milenio a.C.); de Kafara en Egipto (2 600 a.C.) o las presas micénicas en Grecia. La presa de Purrón se colmató a fines del 700 a.C. y fue aumentada en diversas oportunidades; en el año 200 a.C. tenía una altura de 18 metros y una capacidad de embalse de 5.1 millones de metros cúbicos de agua.
En plena Ciudad de México, en el sector sur, conocido como «El Pedregal» y caracterizado por sus campos de lava, se puedan ver hoy las pequeñas presas de escollera construidas por los toltecas en el periodo Teotihuacan (500-1100 d.C).
Conviene recordar los sistemas de captación y almacenamiento de agua en la población zapoteca de Monte Albán, y el sistema de presas y muros de piedra en el 300 a.C. en Hierve el Agua (Oaxaca) que, siguiendo las curvas de nivel, permitían abancalar tierras formando parcelas regadas aptas para el cultivo.
Los sistemas de riego y gestión de aguas no fueron exclusivos de las regiones áridas y semiáridas de México. En la cultura maya se encuentran enormes obras hidráulicas cuyo objetivo era regular la escorrentía mediante el drenaje, en los periodos de lluvias, y almacenar agua para asegurar el suministro en los periodos de sequía, el sistema está formado por dolinas o fosas naturales complementadas con cisternas excavadas y numerosos embalses. El ejemplo más famoso es el Cenote Sagrado de Chichén Itzá y el mucho más reciente (600-900 d.C.) de Tikal en Guatemala, que llegó a tener una docena de embalses.
En la Verdadera historia de la conquista de la Nueva España Bernal Díaz del Castillo relata el asombro de la expedición de Cortés al llegar al valle de México y contemplar la ciudad de Tenochtitlan asentada en el medio del gran Lago Texcoco y su sistema de lagunas, comunicada con las otras islas y con el valle por un sistema de calzadas que eran en realidad diques de un complejo sistema hidráulico, y cuyas compuertas permitían por un lado regular los niveles de las diferentes partes del lago, y por otro el funcionamiento de la chinampa, sistema de agricultura intensiva que abastecía la capital, y que aún hoy se pueden apreciar en los jardines de Xochimilco. Entre estos diques destacaban algunos que tenían objetivos precisos. Por ejemplo, los dos diques de nueve y seis kilómetros de longitud, construidos en el periodo de Itzcóatl (1428-1440) para aislar la parte oriental del lago Texcoco, cuya agua era muy salina y su intrusión amenazaba las chinampas. Otros correspondían a las conducciones de agua de Chapultepec, renovadas por Moctezuma (1440-1469), y de Coyoacán, obra de Ahuitzótl (1486-1502). Estas obras fueron destruidas por Cortés en 1521, sin embargo, su importancia era tal que fueron reconstruidas hacia finales del siglo.
También sorprendieron a los conquistadores las obras hidráulicas y el sistema agrícola, que conectaban las provincias del enorme imperio Inca, en una geografía accidentada de montañas, desfiladeros, pantanos, llanuras, selvas, etc. A la llegada de los españoles, había ya un paisaje profundamente transformado por una gran diversidad de sistemas de riego adaptados a cada situación específica.
Los primeros sistemas hidráulicos de Perú datan de la cultura Chavín (500 a.C.). y su posterior desarrollo en la época Pukara (200 a.C.-200 d.C.). En estas culturas la gestión del agua estaba asociada a la estratificación social: por un lado los campesinos y por otro los especialistas encargados del riego, la predicción climática, los ciclos agrícolas y las ceremonias religiosas. Durante la cultura Pukara, la planificación hidráulica adquiere carácter político asociado al control de las nuevas áreas de cultivo y de la fuerza de trabajo campesina, adaptada a las características de cada región. Así en la costa se construyeron reservorios, acueductos y sistemas de canales, mientras que en la sierra eran importantes los sistemas de captación de aguas y la construcción de terrazas regadas. El sistema se fue haciendo desde tecnologías de riego sencillas de cultura en cultura, más complejo; por ejemplo con la cultura Moche la agricultura se extiende a la parte baja de los valles y un sistema de canales permite cultivar zonas alejadas de los ríos. Es notable de este periodo el sistema de acueductos subterráneos de la cultura Nazca en la costa sur. En el periodo Pukara se origina, en la región del lago Titicaca, la agricultura con sistemas de qochas o estanques, es decir el uso para fines de riego de depresiones naturales o artificiales, comunicadas por canales, alrededor de las cuales se cultivaba por el sistema de surcos. El almacenado de agua de las qochas se facilitaba por el escaso drenaje de la zona que permitía su disponibilidad aún en la época seca. La qocha tenía además un efecto termo-regulador y mantenía la humedad del suelo: el sistema, centrado en el cultivo de tubérculos y pastos, se caracterizaba por su elevada productividad.
Hacia el 600 d.C. la cultura Pukara en la zona andina central y sur fue desplazada por la cultura Tiwanaku que expande el sistema de terrazas e intensifica el uso de camellones o waruwaru. Estos consisten en campos elevados, de hasta un metro por cuatro a diez metros de ancho y diez a cien metros de largo, rodeados por un sistema de canales. Las características básicas de este sistema, típico del altiplano son proteger los cultivos de las inundaciones periódicas, aprovechar el efecto termoregulador del agua, mitigando los efectos nocivos de las heladas, regular la humedad según las épocas: lluviosa y de inundaciones o secas; proveer de sedimentos orgánicos del fondo de los canales con los cuales se reconstituían periódicamente los camellones.
También datan de esta época los cultivos de la totora y el junco en las zonas litorales del norte, mediante sistemas de lagunas y wacha-ques. En el caso de las lagunas, la práctica consistía en esparcir las semillas sobre las aguas y plantar los cogollos. Los wachaques era un sistema artificial de estanques, de cerca de diez metros de profundidad, excavados en la tierra, que se alimentaban por medio de canales o por aproximación a la capa freática. Este sistema caracterizó el centro urbano de Chan Chan del reino de Chimú.
Durante el imperio Wari, se perfeccionaron y expandieron los sistemas de riego al mismo tiempo que el carácter político de su gestión se hizo más relevante. El sistema de regadío de valles múltiples, unidos por canales, dominó la agricultura. Se aprovecharon al máximo los sistemas de riego por gravedad, utilizando las pendientes y controlando las pérdidas por filtración mediante canales y surcos y así pudieron incorporar a la agricultura los suelos áridos y pantanosos de la costa. La gestión del agua pasó a ser centralizada por los reinos de la costa y su control fue definitivamente un elemento básico de poder.
En esta época, se expandieron los sistemas de chacras hundidas de la costa y la agricultura de lomas costeras. El primero se basaba en el aprovechamiento de capas freáticas de escasa profundidad en zonas arenosas y salinas, donde se hacían grandes excavaciones en el interior de las cuales se sembraba. El segundo consistía en aprovechar los ojos de agua y las nieblas en zonas de gran humedad estacional. Se acumulaban grandes cantidades de piedras en las quebradas y laderas, aumentando la condensación y captando el agua de escorrentía por canales superficiales y, mediante muros de contención, se retenía el agua condensada en la parte alta de la loma.
El imperio Wari fortaleció y perfeccionó el sistema hidráulico y agrícola, sentando las bases para el posterior auge del imperio Inca. Este heredó un complejo sistema de riego cuyos notables ejemplos se encuentran en los reinos de Chimú, Ichma, Cajamarca, Chachapoya y los reinos del Altiplano.
El imperio Inca expandió a todo el Tahuantinsuyo el sistema de cultivo en terrazas regadas en las laderas de las montañas: lo que permitió aumentar la cantidad de tierra agrícola. Además permitía reducir el efecto de las heladas, controlar la erosión del suelo y administrar el uso del agua según los cultivos y por terrazas. La temperatura y la calidad de los suelos cultivados era regulada gracias a la forma de los muros de contención, el tipo de piedra usado y la ubicación de la terraza. El sistema de terrazas permitía finalmente el control administrativo y político de la producción y de la fuerza de trabajo. Complementario al sistema de terrazas es el de sistema de riego de los fondos de los valles. Estos se caracterizan por la abundancia de agua, pero por otra parte su uso agrícola se ve limitado por la estrechez de los valles andinos: el sistema consistía en la construcción de anchas terrazas (a 2500 y 3000 msnm) con muros de contención o barreras de arbustos y árboles para regular la distribución del agua y evitar la erosión. El agua era captada del fondo de los valles por sistemas de canales.
EL USO AGRÍCOLA DEL AGUA EN AMÉRICA LATINA.
En el nivel latinoamericano la agricultura también se manifiesta como el más importante consumidor de agua, el promedio es similar al mundial, con variaciones entre países y regiones, así por ejemplo en México la cifra llega fácilmente a 90% (algunas estimaciones la ponen por encima de 90%).
El área total regada de América Latina se calculaba a fines de los años 80 en 13 millones de hectáreas, de las cuales aproximadamente un tercio se encuentran en México,67 las que representaban aproximadamente 8% de las tierras de labor, incluyendo terrenos en barbecho o 11% de las áreas efectivamente cultivadas.68 El riego es fundamental en la producción agrícola de la mayoría de los países, así las áreas regadas, pese a ser menos de 20% de la superficie cultivada, proporcionan más de 50% del valor de la producción agropecuaria en países como Chile, México y Perú.
Entre 1970 y 1987, el riego se extendió significativamente en toda América Latina y el Caribe pasando de 10 173 000 a 15 231 000 hectáreas, a pesar de lo cual las áreas regadas se mantienen como un porcentaje mínimo del total de tierras cultivadas de la región: 2% del total de las tierras cultivadas de la región.69 Los países que registran los mayores incrementos en la superficie regada son Brasil y México.
En 1980, el área regada en América del Sur era de 8.5 millones de hectáreas que extraían anualmente 70 kilómetros cúbicos de agua, para el año 2000 se estima un área regada, siempre en América del Sur, de 11 millones de hectáreas que requerirá extraer 90 kilómetros cúbicos de agua para fines de regadío.
El regadío está más difundido en México, Argentina y Chile, aun cuando países como Cuba también se caracterizan por la existencia de amplios sistemas de riego sobre su territorio. En este último país el desarrollo de obras de embalses y presas realizado entre 1960 y 1992 ha permitido aumentar de 160 000 hectáreas regadas en 1959, a algo más de un millón de hectáreas regadas en 1992. Hasta hace pocos años el riego era una característica típica de las agriculturas de clima templado; sin embargo, en las últimas dos décadas el riego se ha extendido también a zonas tropicales.
En la última década, el ritmo de expansión del riego se ha reducido considerablemente como consecuencia de la situación financiera de la región, el elevado costo de la construcción de presas y sistemas de regadío y la necesidad de asignar los recursos a la consolidación de otros proyectos. Es también en esta década cuando se materializan enormes problemas ambientales asociados a la mala construcción y gestión de los sistemas de riego.
Aun cuando los problemas asociados con los sistemas de riego (su alta inversión, su ineficiencia, las pérdidas de agua que se producen, la creciente salinización de suelos debido a su uso excesivo en tierras mal drenadas, los problemas de anegamiento, etc.) se han traducido a nivel mundial en una tasa decreciente de incremento en tierras regadas, la situación en América Latina parece ser diferente y se estima que para fines de siglo se incrementará 30% sólo en América del Sur.
Los aspectos ambientales del uso del agua en agricultura no se limitan por cierto a los volúmenes demandados, sino sobre todo en las últimas tres décadas, a la creciente contaminación resultante del uso de fertilizantes, a los efectos de salinización de los suelos por ineficiente uso y excesiva descarga de agua de riego, etcétera.
El mayor problema ambiental y económico, asociado con el riego en América Latina es su uso ineficiente, la falta de adecuados drenajes y mala gestión son factores que, entre otros, están en el origen de un proceso acelerado de salinización de tierras. Ya en 1964 el mapa de suelos publicado conjuntamente por FAO y UNESCO señalaba cerca de 2 millones de hectáreas salinizadas en Centroamérica y aproximadamente 130 millones de hectáreas en América del Sur. Los procesos de salinización parecen ser particularmente acentuados en Argentina, Paraguay y Perú: los dos primeros sumaban a comienzos de la década de los setenta alrededor de 105 millones de hectáreas afectadas por salinización.
El caso peruano es particularmente ilustrativo del problema de salinización. La zona costera de Perú concentra la mayor parte de la agricultura regada del país, alcanzando a aproximadamente 850 000 hectáreas sobre un total regado en el país de 1 200 000 hectáreas. Esa zona costera regada que es responsable por 50% de la producción agrícola del país se encuentra en más de 30% salinizada. Si se considera que el total de superficie cultivada de Perú es de 2 600 000 de un total posible de 7 900 000 se aprecia la magnitud del problema.
La evaluación de los efectos de la salinización en las áreas regadas de la costa peruana se inició con colaboración holandesa en 1968, los diagnósticos realizados, la información recopilada y los estudios, han permitido iniciar proyectos de recuperación de cierta envergadura. El costo de recuperar una hectárea es de 2 000 dólares; en la última década la inversión en recuperación de zonas salinizadas, llevada a cabo por el gobierno y los usuarios, ha alcanzado a más de 200 millones de dólares lo que ha permitido la recuperación cerca de 100 000 hectáreas. Actualmente hay en curso actividades para la recuperación de 50 000 hectáreas y proyectos para otras 108 000 hectáreas. La recuperación de la zona afectada requeriría, según estimaciones de 1990, una inversión de 1 100 millones de dólares.
Por otra parte, la extracción irrestricta de agua para fines de regadío repercute en cambios hidrológicos importantes y posteriores procesos de deterioro. Por ejemplo, en la comarca Lagunera Mexicana de Durango y Coahuila la sobreexplotación de acuíferos se ha traducido no sólo en un descenso de los mantos freáticos de 56 metros entre 1940 y 1980, sino que además la extracción actual contiene un elevado porcentaje de sales en disolución del fondo del acuífero, que es la causa de arsenicismo crónico de la población local.
El análisis del uso del agua por el sector agrícola no puede menos que considerar el hecho que 98% de las tierras cultivadas en América Latina lo son en zonas de secano. Sin embargo, no se ha prestado atención alguna al uso racional del agua en zonas de secano. El porcentaje de recursos destinados a los estudios sobre gestión de cuencas, control de erosión, investigación y adaptación de cultivos a zonas de lluvia, incluyendo selección de semillas y especies, a manejos agro-silvo-pastoril, etc., no alcanza a 10% de los recursos asignados a obras de riego de la región.
http://www.eurosur.org/medio_ambiente/bif60.htm
EL RIEGO EN LA AMÉRICA PREHISPÁNICA.
En la América prehispánica tanto las culturas zapoteca, tolteca, maya y azteca, en lo que es hoy México, como las culturas chavín, pukara, tiwanaku, wari e inca en Perú, habían desarrollado complejos sistemas de riego. La presa prehispánica más antigua que se conoce data de comienzos del siglo VII a.C., es la Purrón en las proximidades de San José de Tilapa, cerca de 260 kilómetros al sureste de la Ciudad de México, al sur del Valle de Tehuacán. Es contemporánea de la presa de Marib en Yemen, de las del lago Van en Turquía y de los embalses asirios de Mosul en Irak. Más reciente, por lo tanto, que las presas de Java en Jordania (cuarto milenio a.C.); de Kafara en Egipto (2 600 a.C.) o las presas micénicas en Grecia. La presa de Purrón se colmató a fines del 700 a.C. y fue aumentada en diversas oportunidades; en el año 200 a.C. tenía una altura de 18 metros y una capacidad de embalse de 5.1 millones de metros cúbicos de agua.
En plena Ciudad de México, en el sector sur, conocido como «El Pedregal» y caracterizado por sus campos de lava, se puedan ver hoy las pequeñas presas de escollera construidas por los toltecas en el periodo Teotihuacan (500-1100 d.C).
Conviene recordar los sistemas de captación y almacenamiento de agua en la población zapoteca de Monte Albán, y el sistema de presas y muros de piedra en el 300 a.C. en Hierve el Agua (Oaxaca) que, siguiendo las curvas de nivel, permitían abancalar tierras formando parcelas regadas aptas para el cultivo.
Los sistemas de riego y gestión de aguas no fueron exclusivos de las regiones áridas y semiáridas de México. En la cultura maya se encuentran enormes obras hidráulicas cuyo objetivo era regular la escorrentía mediante el drenaje, en los periodos de lluvias, y almacenar agua para asegurar el suministro en los periodos de sequía, el sistema está formado por dolinas o fosas naturales complementadas con cisternas excavadas y numerosos embalses. El ejemplo más famoso es el Cenote Sagrado de Chichén Itzá y el mucho más reciente (600-900 d.C.) de Tikal en Guatemala, que llegó a tener una docena de embalses.
En la Verdadera historia de la conquista de la Nueva España Bernal Díaz del Castillo relata el asombro de la expedición de Cortés al llegar al valle de México y contemplar la ciudad de Tenochtitlan asentada en el medio del gran Lago Texcoco y su sistema de lagunas, comunicada con las otras islas y con el valle por un sistema de calzadas que eran en realidad diques de un complejo sistema hidráulico, y cuyas compuertas permitían por un lado regular los niveles de las diferentes partes del lago, y por otro el funcionamiento de la chinampa, sistema de agricultura intensiva que abastecía la capital, y que aún hoy se pueden apreciar en los jardines de Xochimilco. Entre estos diques destacaban algunos que tenían objetivos precisos. Por ejemplo, los dos diques de nueve y seis kilómetros de longitud, construidos en el periodo de Itzcóatl (1428-1440) para aislar la parte oriental del lago Texcoco, cuya agua era muy salina y su intrusión amenazaba las chinampas. Otros correspondían a las conducciones de agua de Chapultepec, renovadas por Moctezuma (1440-1469), y de Coyoacán, obra de Ahuitzótl (1486-1502). Estas obras fueron destruidas por Cortés en 1521, sin embargo, su importancia era tal que fueron reconstruidas hacia finales del siglo.
También sorprendieron a los conquistadores las obras hidráulicas y el sistema agrícola, que conectaban las provincias del enorme imperio Inca, en una geografía accidentada de montañas, desfiladeros, pantanos, llanuras, selvas, etc. A la llegada de los españoles, había ya un paisaje profundamente transformado por una gran diversidad de sistemas de riego adaptados a cada situación específica.
Los primeros sistemas hidráulicos de Perú datan de la cultura Chavín (500 a.C.). y su posterior desarrollo en la época Pukara (200 a.C.-200 d.C.). En estas culturas la gestión del agua estaba asociada a la estratificación social: por un lado los campesinos y por otro los especialistas encargados del riego, la predicción climática, los ciclos agrícolas y las ceremonias religiosas. Durante la cultura Pukara, la planificación hidráulica adquiere carácter político asociado al control de las nuevas áreas de cultivo y de la fuerza de trabajo campesina, adaptada a las características de cada región. Así en la costa se construyeron reservorios, acueductos y sistemas de canales, mientras que en la sierra eran importantes los sistemas de captación de aguas y la construcción de terrazas regadas. El sistema se fue haciendo desde tecnologías de riego sencillas de cultura en cultura, más complejo; por ejemplo con la cultura Moche la agricultura se extiende a la parte baja de los valles y un sistema de canales permite cultivar zonas alejadas de los ríos. Es notable de este periodo el sistema de acueductos subterráneos de la cultura Nazca en la costa sur. En el periodo Pukara se origina, en la región del lago Titicaca, la agricultura con sistemas de qochas o estanques, es decir el uso para fines de riego de depresiones naturales o artificiales, comunicadas por canales, alrededor de las cuales se cultivaba por el sistema de surcos. El almacenado de agua de las qochas se facilitaba por el escaso drenaje de la zona que permitía su disponibilidad aún en la época seca. La qocha tenía además un efecto termo-regulador y mantenía la humedad del suelo: el sistema, centrado en el cultivo de tubérculos y pastos, se caracterizaba por su elevada productividad.
Hacia el 600 d.C. la cultura Pukara en la zona andina central y sur fue desplazada por la cultura Tiwanaku que expande el sistema de terrazas e intensifica el uso de camellones o waruwaru. Estos consisten en campos elevados, de hasta un metro por cuatro a diez metros de ancho y diez a cien metros de largo, rodeados por un sistema de canales. Las características básicas de este sistema, típico del altiplano son proteger los cultivos de las inundaciones periódicas, aprovechar el efecto termoregulador del agua, mitigando los efectos nocivos de las heladas, regular la humedad según las épocas: lluviosa y de inundaciones o secas; proveer de sedimentos orgánicos del fondo de los canales con los cuales se reconstituían periódicamente los camellones.
También datan de esta época los cultivos de la totora y el junco en las zonas litorales del norte, mediante sistemas de lagunas y wacha-ques. En el caso de las lagunas, la práctica consistía en esparcir las semillas sobre las aguas y plantar los cogollos. Los wachaques era un sistema artificial de estanques, de cerca de diez metros de profundidad, excavados en la tierra, que se alimentaban por medio de canales o por aproximación a la capa freática. Este sistema caracterizó el centro urbano de Chan Chan del reino de Chimú.
Durante el imperio Wari, se perfeccionaron y expandieron los sistemas de riego al mismo tiempo que el carácter político de su gestión se hizo más relevante. El sistema de regadío de valles múltiples, unidos por canales, dominó la agricultura. Se aprovecharon al máximo los sistemas de riego por gravedad, utilizando las pendientes y controlando las pérdidas por filtración mediante canales y surcos y así pudieron incorporar a la agricultura los suelos áridos y pantanosos de la costa. La gestión del agua pasó a ser centralizada por los reinos de la costa y su control fue definitivamente un elemento básico de poder.
En esta época, se expandieron los sistemas de chacras hundidas de la costa y la agricultura de lomas costeras. El primero se basaba en el aprovechamiento de capas freáticas de escasa profundidad en zonas arenosas y salinas, donde se hacían grandes excavaciones en el interior de las cuales se sembraba. El segundo consistía en aprovechar los ojos de agua y las nieblas en zonas de gran humedad estacional. Se acumulaban grandes cantidades de piedras en las quebradas y laderas, aumentando la condensación y captando el agua de escorrentía por canales superficiales y, mediante muros de contención, se retenía el agua condensada en la parte alta de la loma.
El imperio Wari fortaleció y perfeccionó el sistema hidráulico y agrícola, sentando las bases para el posterior auge del imperio Inca. Este heredó un complejo sistema de riego cuyos notables ejemplos se encuentran en los reinos de Chimú, Ichma, Cajamarca, Chachapoya y los reinos del Altiplano.
El imperio Inca expandió a todo el Tahuantinsuyo el sistema de cultivo en terrazas regadas en las laderas de las montañas: lo que permitió aumentar la cantidad de tierra agrícola. Además permitía reducir el efecto de las heladas, controlar la erosión del suelo y administrar el uso del agua según los cultivos y por terrazas. La temperatura y la calidad de los suelos cultivados era regulada gracias a la forma de los muros de contención, el tipo de piedra usado y la ubicación de la terraza. El sistema de terrazas permitía finalmente el control administrativo y político de la producción y de la fuerza de trabajo. Complementario al sistema de terrazas es el de sistema de riego de los fondos de los valles. Estos se caracterizan por la abundancia de agua, pero por otra parte su uso agrícola se ve limitado por la estrechez de los valles andinos: el sistema consistía en la construcción de anchas terrazas (a 2500 y 3000 msnm) con muros de contención o barreras de arbustos y árboles para regular la distribución del agua y evitar la erosión. El agua era captada del fondo de los valles por sistemas de canales.
EL USO AGRÍCOLA DEL AGUA EN AMÉRICA LATINA.
En el nivel latinoamericano la agricultura también se manifiesta como el más importante consumidor de agua, el promedio es similar al mundial, con variaciones entre países y regiones, así por ejemplo en México la cifra llega fácilmente a 90% (algunas estimaciones la ponen por encima de 90%).
El área total regada de América Latina se calculaba a fines de los años 80 en 13 millones de hectáreas, de las cuales aproximadamente un tercio se encuentran en México,67 las que representaban aproximadamente 8% de las tierras de labor, incluyendo terrenos en barbecho o 11% de las áreas efectivamente cultivadas.68 El riego es fundamental en la producción agrícola de la mayoría de los países, así las áreas regadas, pese a ser menos de 20% de la superficie cultivada, proporcionan más de 50% del valor de la producción agropecuaria en países como Chile, México y Perú.
Entre 1970 y 1987, el riego se extendió significativamente en toda América Latina y el Caribe pasando de 10 173 000 a 15 231 000 hectáreas, a pesar de lo cual las áreas regadas se mantienen como un porcentaje mínimo del total de tierras cultivadas de la región: 2% del total de las tierras cultivadas de la región.69 Los países que registran los mayores incrementos en la superficie regada son Brasil y México.
En 1980, el área regada en América del Sur era de 8.5 millones de hectáreas que extraían anualmente 70 kilómetros cúbicos de agua, para el año 2000 se estima un área regada, siempre en América del Sur, de 11 millones de hectáreas que requerirá extraer 90 kilómetros cúbicos de agua para fines de regadío.
El regadío está más difundido en México, Argentina y Chile, aun cuando países como Cuba también se caracterizan por la existencia de amplios sistemas de riego sobre su territorio. En este último país el desarrollo de obras de embalses y presas realizado entre 1960 y 1992 ha permitido aumentar de 160 000 hectáreas regadas en 1959, a algo más de un millón de hectáreas regadas en 1992. Hasta hace pocos años el riego era una característica típica de las agriculturas de clima templado; sin embargo, en las últimas dos décadas el riego se ha extendido también a zonas tropicales.
En la última década, el ritmo de expansión del riego se ha reducido considerablemente como consecuencia de la situación financiera de la región, el elevado costo de la construcción de presas y sistemas de regadío y la necesidad de asignar los recursos a la consolidación de otros proyectos. Es también en esta década cuando se materializan enormes problemas ambientales asociados a la mala construcción y gestión de los sistemas de riego.
Aun cuando los problemas asociados con los sistemas de riego (su alta inversión, su ineficiencia, las pérdidas de agua que se producen, la creciente salinización de suelos debido a su uso excesivo en tierras mal drenadas, los problemas de anegamiento, etc.) se han traducido a nivel mundial en una tasa decreciente de incremento en tierras regadas, la situación en América Latina parece ser diferente y se estima que para fines de siglo se incrementará 30% sólo en América del Sur.
Los aspectos ambientales del uso del agua en agricultura no se limitan por cierto a los volúmenes demandados, sino sobre todo en las últimas tres décadas, a la creciente contaminación resultante del uso de fertilizantes, a los efectos de salinización de los suelos por ineficiente uso y excesiva descarga de agua de riego, etcétera.
El mayor problema ambiental y económico, asociado con el riego en América Latina es su uso ineficiente, la falta de adecuados drenajes y mala gestión son factores que, entre otros, están en el origen de un proceso acelerado de salinización de tierras. Ya en 1964 el mapa de suelos publicado conjuntamente por FAO y UNESCO señalaba cerca de 2 millones de hectáreas salinizadas en Centroamérica y aproximadamente 130 millones de hectáreas en América del Sur. Los procesos de salinización parecen ser particularmente acentuados en Argentina, Paraguay y Perú: los dos primeros sumaban a comienzos de la década de los setenta alrededor de 105 millones de hectáreas afectadas por salinización.
El caso peruano es particularmente ilustrativo del problema de salinización. La zona costera de Perú concentra la mayor parte de la agricultura regada del país, alcanzando a aproximadamente 850 000 hectáreas sobre un total regado en el país de 1 200 000 hectáreas. Esa zona costera regada que es responsable por 50% de la producción agrícola del país se encuentra en más de 30% salinizada. Si se considera que el total de superficie cultivada de Perú es de 2 600 000 de un total posible de 7 900 000 se aprecia la magnitud del problema.
La evaluación de los efectos de la salinización en las áreas regadas de la costa peruana se inició con colaboración holandesa en 1968, los diagnósticos realizados, la información recopilada y los estudios, han permitido iniciar proyectos de recuperación de cierta envergadura. El costo de recuperar una hectárea es de 2 000 dólares; en la última década la inversión en recuperación de zonas salinizadas, llevada a cabo por el gobierno y los usuarios, ha alcanzado a más de 200 millones de dólares lo que ha permitido la recuperación cerca de 100 000 hectáreas. Actualmente hay en curso actividades para la recuperación de 50 000 hectáreas y proyectos para otras 108 000 hectáreas. La recuperación de la zona afectada requeriría, según estimaciones de 1990, una inversión de 1 100 millones de dólares.
Por otra parte, la extracción irrestricta de agua para fines de regadío repercute en cambios hidrológicos importantes y posteriores procesos de deterioro. Por ejemplo, en la comarca Lagunera Mexicana de Durango y Coahuila la sobreexplotación de acuíferos se ha traducido no sólo en un descenso de los mantos freáticos de 56 metros entre 1940 y 1980, sino que además la extracción actual contiene un elevado porcentaje de sales en disolución del fondo del acuífero, que es la causa de arsenicismo crónico de la población local.
El análisis del uso del agua por el sector agrícola no puede menos que considerar el hecho que 98% de las tierras cultivadas en América Latina lo son en zonas de secano. Sin embargo, no se ha prestado atención alguna al uso racional del agua en zonas de secano. El porcentaje de recursos destinados a los estudios sobre gestión de cuencas, control de erosión, investigación y adaptación de cultivos a zonas de lluvia, incluyendo selección de semillas y especies, a manejos agro-silvo-pastoril, etc., no alcanza a 10% de los recursos asignados a obras de riego de la región.
http://www.eurosur.org/medio_ambiente/bif60.htm
sábado, 8 de mayo de 2010
energia hidráulica
La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente, se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores. Es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua, y una vez utilizada, es devuelta río abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el bajo mantenimiento que precisan una vez estén en funcionamiento centran la atención en esta fuente de energía.
La fuerza del agua ha sido utilizada durante mucho tiempo para moler trigo, pero fue con la Revolución Industrial, y especialmente a partir del siglo XIX, cuando comenzó a tener gran importancia con la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía eléctrica. Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. El bajo caudal del verano y otoño, unido a los hielos del invierno hacían necesaria la construcción de grandes presas de contención, por lo que las ruedas hidráulicas fueron sustituidas por máquinas de vapor con en cuanto se pudo disponer de carbón.
La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.
Toma para el canal de riego en Alloz
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de energía hidroeléctrica eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, este tipo de energía representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6500 Mw y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados. En Euskadi, debido a que los ríos son de curso corto y no conducen caudales importantes, existen bastantes minicentrales hidráulicas. En el resto de España hay problemas de escasez de agua y se han construido presas para riego. Posteriormente han sido aprovechadas para generar energía, y actualmente tenemos una fracción importante de energía hidroeléctrica instalada.
Presa de bóveda de Alloz
Historia
Los antiguos romanos y griegos aprovechaban ya la energía del agua; utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retrasó su aplicación generalizada hasta el siglo XII. Durante la edad media, las grandes ruedas hidráulicas de madera desarrollaban una potencia máxima de cincuenta caballos. La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por vez primera grandes ruedas hidráulicas de hierro colado.
Antigua rueda hidráulica
La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial. Impulsó las industrias textil y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio.
Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad. La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX.
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), República Democrática del Congo (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 MW y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados.
Desarrollo de la energía hidroeléctrica
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.
La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turninas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.
Además de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del embalse de grandes cantidades de agua, existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman de agua fluente. Una de ellas es la de las Cataratas del Niágara, situada en la frontera entre Estados Unidos y Canadá.
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 Mw y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados.
La energía hoy
Desde hace años, el desarrollo de nuestra sociedad se basa en la utilización de la energía, un amplio abanico de actividades productivas y recreativas. En un esquema simple sus aplicaciones se pueden dividir en dos grupos:
Combustibles de uso directo, empleados básicamente para la calefacción doméstica y de edificios de servicios, en diferentes procesos y equipos industriales y en automoción. Provienen en gran medida del petróleo, pero también del carbón y el gas natural. Suponen dos tercios del consumo de energía primaria en un país industrializado medio.
Electricidad, que se emplea en iluminación y en accionamiento de equipos; electrodomésticos y maquinaria industrial, hornos y otros procesos industriales. Proviene de diferentes fuentes: carbón y otros combustibles fósiles, energía hidráulica y nuclear. Representa un tercio de la energía primaria que utiliza un país industrializado medio.
En ambos casos, la energía se recibe desde empresas de medio y gran tamaño a través de redes de transportes y distribución complejas que suponen unas inversiones de fuerte magnitud. En la vuelta a las energías renovables, éstas se utilizan en gran medida para la producción de electricidad, pero también se obtienen de ellas combustibles de uso doméstico e industrial, así como biocombustibles líquidos para automoción.
La inserción de las renovables en el esquema energético se hace a través de las redes ya existentes de suministro eléctrico o de combustibles de uso directo, aunque también se plantea el uso de estas energías para satisfacer las demandas de comunidades aisladas de las redes de distribución energética convencionales.
Definición de energía hidráulica
Energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables.
Presa de Itaipú, Paraguay
Centrales hidroeléctricas
Todas las centrales hidroeléctricas aprovechan la corriente de agua que cae por un desnivel. Se utilizan desniveles naturales del terreno, o bien se hace que el agua caiga desde una presa o dique. Las centrales hidroeléctricas se dividen a grandes rasgos en centrales de baja, mediana y alta presión. El criterio para su clasificación es la altura de embalse o la altura de remanso de agua.
Se pueden distinguir dos tipos de centrales:
Centrales de baja presión: Son centrales hidroeléctricas situadas en corrientes de agua con desniveles de caída de 10 metros o superiores y se construyen intercalándolas en los cursos de los ríos o de los canales. Por razones de índole económica y ecológica el agua se utiliza en su curso natural, siendo embalsada mediante presas. Estas centrales hidroeléctricas pequeñas tienen la desventaja de proporcionar una corriente eléctrica fluctuante, puesto que las variaciones estacionales de las precipitaciones pueden hacer variar el flujo de agua, y por tanto la cantidad de agua disponible.
Centrales de mediana o alta presión: Son centrales hidroeléctricas de acumulación o de bombeo (desniveles hasta 100 m.). Estas centrales disponen de zonas de embalse en forma de embalses de gran tamaño o zonas enteras de ríos en las que el agua se acumula durante períodos cortos (acumulación diaria) o más prolongados (acumulación anual). Las centrales hidroeléctricas de acumulación se construyen casi siempre en presas de valles, y aprovechan el agua de cursos naturales renovables. Las centrales hidroeléctricas de bombeo, por el contrario, son centrales que en las épocas de superproducción de energía eléctrica bombean el agua hasta un nivel más elevado para volver a transformar la energía potencial generada, en energía eléctrica en horas de pico de carga. Por esta razón, las centrales hidroeléctricas de bombeo no pueden clasificarse en la categoría de plantas que aprovechan energías renovables.
Central de acumulación
Central de bombeo
¿Cómo funciona una central hidroeléctrica?
Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis y Kaplan se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.
Turbina Kaplan Turbina Francis Turbina Pelton
Las turbinas hidráulicas se emplean para aprovechar la energía del agua en movimiento. La turbina Kaplan es semejante a una hélice de un barco. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua de alta presión liberada por una compuerta. La turbina Pelton es un modelo del siglo XIX cuyo funcionamiento es más parecido al de un molino de agua tradicional. La rueda gira cuando el agua procedente del conducto forzado golpea sus paletas o álabes.
Para la formación de un salto de agua es preciso elevar el nivel superficial de ésta sobre el nivel normal de la corriente, atajando el agua con una presa para producir el salto total utilizable en la misma presa o contribuir a este salto, derivando a la vez las aguas por un canal de derivación de menor pendiente que el cauce del río. Las aguas del canal de derivación hay que con¬ducirlas a las turbinas y, para ello, en los saltos menores de unos 12 m, el agua desemboca directamente en la cámara de turbinas y, en los saltos superiores a 12 m, termina en un ensanchamiento llamado cámara de presión desde donde parte la tubería a presión que en conducción forzada, lleva el agua a las turbinas. El agua sale a gran presión por la tobera e impulsa los álabes que hacen girar un eje y el generador. A la salida de las turbinas, el agua pasa a un canal de desagüe por el que desemboca nuevamente en el río.
El potencial hidráulico español
España no se puede considerar como un país seco, lo que ocurre es que la distribución de estos recursos es muy desigual en cuanto al tiempo y al espacio.
La desigualdad en el tiempo es consecuencia del carácter torrencial de sus ríos, con grandes fluctuaciones de sus caudales a lo largo de los diferentes épocas del año. La irregularidad en el espacio resulta bien patente: las cuencas del Norte producen más de la tercera parte de la aportación de los ríos en el 10% de la superficie del país, mientras que el 90% restante no presenta una situación tan favorable en cuanto a recursos hidráulicos y ya entra dentro de la categoría de región semiárida.
En la actualidad, el consumo eléctrico total español es de unos 140.000 GW.h/año, por lo que puede afirmarse que más de un 25% del mismo es de origen hidroeléctrico. A este respecto conviene recordar que, con anterioridad a 1960, la producción hidroeléctrica anual suponía más del 80% de la producción eléctrica total. En la década de los años sesenta comenzó a descender dicho porcentaje, llegando en la de los años setenta a producirse por primera vez el hecho de que dicho porcentaje se mantuviese por debajo del 50%.
La importante disminución de la producción hidroeléctrica respecto de la total eléctrica, no se debió, ni se debe, al agotamiento de los recursos hidráulicos disponibles en España, sino a motivos económicos, ya que para las empresas eléctricas resultaban más rentables las centrales térmicas convencionales que las hidroeléctricas.
Los recursos hidroeléctricos aún sin utilizar en España son considerables, lo que no quiere decir que sea económicamente conveniente el desarrollo de la totalidad de este potencial energético.
Evidentemente, como consecuencia de la intensa actividad en la política hidroeléctrica de años pasados, los mejores emplazamientos desde los puntos de vista técnico y económico ya han sido utilizados. El potencial aún instalable presenta, en general, una gran dispersión de pequeñas centrales que parece poco sugestiva.
Respecto a las centrales de bombeo, en España se han venido utilizando desde 1929, tanto en forma de bombeo puro (dos embalses sin aporte exterior de agua) como las centrales mixtas con bombeo (con aportaciones fluviales).
En resumen, los recursos hidroeléctricos aún sin utilizar, aunque considerables, no pueden resolver por sí solos el abastecimiento energético de España, pero pueden contribuir a reducir la importación de combustibles y especialmente a proporcionar la potencia necesaria para asegurar la cobertura de las variaciones de la demanda.
Potencia instalada por comunidades autónomas
Razones del uso de energías renovables
Que el planeta Tierra sea finito, no es un problema, es una realidad; esto lo podemos comparar con una caja llena de petróleo, carbón, árboles, gas, minerales diversos, en definitiva, recursos que el hombre necesita para obtener energía y construir su mundo. El planeta Tierra es finito y por lo tanto sus recursos son finitos.
El uso de las energías renovables se potenció a partir de las crisis de los precios del petróleo de los años setenta. El temor a un hipotético desabastecimiento o a que los precios energéticos creciesen de forma excesiva motivó la puesta en marcha de programas nacionales e internacionales de investigación y desarrollo de tecnologías de estas energías, así como del fomento de su aplicación.
En el ámbito internacional fue la Agencia Internacional de la Energía, IEA, quien hizo realidad ese primer impulso. En España se creó el Centro de Estudios de la Energía, posteriormente transformado en Instituto de Diversificación y Ahorro Energético, IDAE, quien se responsabilizó de las tareas de promoción. A lo largo de la década de los noventa han sido criterios ambientales los que han impulsado el desarrollo de las energías renovables.
El aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en capas altas de la atmósfera, en especial CO2 proveniente del uso de combustibles fósiles, que son causa del cambio climático es hoy la primera razón para impulsar estas energías. Así lo propugnan diferentes organizaciones ecologistas.
Otra razón para la extensión de las energías renovables es la necesidad de encontrar fuentes autóctonas de energía para muchos de los países que importan combustibles fósiles y gastan en ello una parte importante del resultado de sus exportaciones o de sus recursos económicos.
Esto es así fundamentalmente en los países del Tercer Mundo, que no disponen de yacimientos propios de hidrocarburos. Las energías renovables son además una importante fuente de empleo, en gran medida distribuido en el mundo rural. Así lo valora la Comisión Europea y las organizaciones sindicales de los países miembros.
Ventajas e inconvenientes medioambientales
Ventajas
- Es renovable.
- No se consume. Se toma el agua en un punto y se devuelve a otro a una cota inferior.
- Es autóctona y, por consiguiente, evita importaciones del exterior.
- Es completamente segura para personas, animales o bienes.
- No genera calor ni emisiones contaminantes (lluvia ácida, efecto invernadero...)
- Genera puestos de trabajo en su construcción, mantenimiento y explotación.
- Requiere inversiones muy cuantiosas que se realizan normalmente en comarcas de montaña muy deprimidas económicamente.
- Genera experiencia y tecnología fácilmente exportables a países en vías de desarrollo.
Inconvenientes
- Altera el normal desenvolvimiento en la vida biológica (animal y vegetal) del río.
- Las centrales de embalse tienen el problema de la evaporación de agua: En la zona donde se construye aumenta la humedad relativa del ambiente como consecuencia de la evaporación del agua contenida en el embalse.
- En el caso de las centrales de embalse construidas en regiones tropicales, estudios realizados han demostrado que generan, como consecuencia del estancamiento de las aguas, grandes focos infecciosos de bacterias y enfermedades. En Brasil el brote de dengue fue asociado con las represas construidas a lo largo del río Paraná.
Glosario
Nivel: horizontalidad constante de la superficie de un terreno, o de la superficie libre de los líquidos.
Cota: valor de la altura a la que se encuentra una superficie respecto del nivel del mar.
Embalse: resulta de almacenar todas las aguas que afluyen del territorio sobre el que está enclavado y, identificado como cuenca vertiente, que es la superficie de las aguas que lo alimentan. Las dimensiones del embalse dependen de los caudales aportados por el río. Su capacidad útil es todo aquel agua embalsada por encima de la toma de la central. La capacidad total incluye el agua no utilizable. Se mide en metros o hectómetros cúbicos. Los embalses tienen pérdidas debidas a causas naturales como evaporación o filtraciones.
Caudal: cantidad de líquido, expresada en metros cúbicos o en litros, que circula a través de cada una de las secciones de una conducción, abierta o cerrada en la unidad de tiempo.
Salto de agua: paso brusco o caída de masas de agua desde un nivel a otro inferior. Numéricamente se identifica por la diferencia de cota que se da en metros.
Bibliografía
- Buscador www.yahoo.com > ciencia y tecnología > energía.
- Buscador www.google.com > búsqueda (energía hidráulica y de la biomasa).
- Buscador www.eresmas.com > ciencias > tecnología > energía
- Buscador www.terra.es > ciencia
- Buscador www.pregunta.com > búsqueda (energías renovables).
- Microsoft Encarta 2001.
- Enciclopedia Salvat Universal. Tomo 4.
- Enciclopedia: “El Mundo de la ciencia” (Editorial Salvat). Tomo 9
La fuerza del agua ha sido utilizada durante mucho tiempo para moler trigo, pero fue con la Revolución Industrial, y especialmente a partir del siglo XIX, cuando comenzó a tener gran importancia con la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía eléctrica. Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. El bajo caudal del verano y otoño, unido a los hielos del invierno hacían necesaria la construcción de grandes presas de contención, por lo que las ruedas hidráulicas fueron sustituidas por máquinas de vapor con en cuanto se pudo disponer de carbón.
La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.
Toma para el canal de riego en Alloz
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de energía hidroeléctrica eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, este tipo de energía representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6500 Mw y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados. En Euskadi, debido a que los ríos son de curso corto y no conducen caudales importantes, existen bastantes minicentrales hidráulicas. En el resto de España hay problemas de escasez de agua y se han construido presas para riego. Posteriormente han sido aprovechadas para generar energía, y actualmente tenemos una fracción importante de energía hidroeléctrica instalada.
Presa de bóveda de Alloz
Historia
Los antiguos romanos y griegos aprovechaban ya la energía del agua; utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retrasó su aplicación generalizada hasta el siglo XII. Durante la edad media, las grandes ruedas hidráulicas de madera desarrollaban una potencia máxima de cincuenta caballos. La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por vez primera grandes ruedas hidráulicas de hierro colado.
Antigua rueda hidráulica
La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial. Impulsó las industrias textil y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio.
Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad. La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX.
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), República Democrática del Congo (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 MW y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados.
Desarrollo de la energía hidroeléctrica
La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.
La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turninas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.
Además de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del embalse de grandes cantidades de agua, existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman de agua fluente. Una de ellas es la de las Cataratas del Niágara, situada en la frontera entre Estados Unidos y Canadá.
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 Mw y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados.
La energía hoy
Desde hace años, el desarrollo de nuestra sociedad se basa en la utilización de la energía, un amplio abanico de actividades productivas y recreativas. En un esquema simple sus aplicaciones se pueden dividir en dos grupos:
Combustibles de uso directo, empleados básicamente para la calefacción doméstica y de edificios de servicios, en diferentes procesos y equipos industriales y en automoción. Provienen en gran medida del petróleo, pero también del carbón y el gas natural. Suponen dos tercios del consumo de energía primaria en un país industrializado medio.
Electricidad, que se emplea en iluminación y en accionamiento de equipos; electrodomésticos y maquinaria industrial, hornos y otros procesos industriales. Proviene de diferentes fuentes: carbón y otros combustibles fósiles, energía hidráulica y nuclear. Representa un tercio de la energía primaria que utiliza un país industrializado medio.
En ambos casos, la energía se recibe desde empresas de medio y gran tamaño a través de redes de transportes y distribución complejas que suponen unas inversiones de fuerte magnitud. En la vuelta a las energías renovables, éstas se utilizan en gran medida para la producción de electricidad, pero también se obtienen de ellas combustibles de uso doméstico e industrial, así como biocombustibles líquidos para automoción.
La inserción de las renovables en el esquema energético se hace a través de las redes ya existentes de suministro eléctrico o de combustibles de uso directo, aunque también se plantea el uso de estas energías para satisfacer las demandas de comunidades aisladas de las redes de distribución energética convencionales.
Definición de energía hidráulica
Energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables.
Presa de Itaipú, Paraguay
Centrales hidroeléctricas
Todas las centrales hidroeléctricas aprovechan la corriente de agua que cae por un desnivel. Se utilizan desniveles naturales del terreno, o bien se hace que el agua caiga desde una presa o dique. Las centrales hidroeléctricas se dividen a grandes rasgos en centrales de baja, mediana y alta presión. El criterio para su clasificación es la altura de embalse o la altura de remanso de agua.
Se pueden distinguir dos tipos de centrales:
Centrales de baja presión: Son centrales hidroeléctricas situadas en corrientes de agua con desniveles de caída de 10 metros o superiores y se construyen intercalándolas en los cursos de los ríos o de los canales. Por razones de índole económica y ecológica el agua se utiliza en su curso natural, siendo embalsada mediante presas. Estas centrales hidroeléctricas pequeñas tienen la desventaja de proporcionar una corriente eléctrica fluctuante, puesto que las variaciones estacionales de las precipitaciones pueden hacer variar el flujo de agua, y por tanto la cantidad de agua disponible.
Centrales de mediana o alta presión: Son centrales hidroeléctricas de acumulación o de bombeo (desniveles hasta 100 m.). Estas centrales disponen de zonas de embalse en forma de embalses de gran tamaño o zonas enteras de ríos en las que el agua se acumula durante períodos cortos (acumulación diaria) o más prolongados (acumulación anual). Las centrales hidroeléctricas de acumulación se construyen casi siempre en presas de valles, y aprovechan el agua de cursos naturales renovables. Las centrales hidroeléctricas de bombeo, por el contrario, son centrales que en las épocas de superproducción de energía eléctrica bombean el agua hasta un nivel más elevado para volver a transformar la energía potencial generada, en energía eléctrica en horas de pico de carga. Por esta razón, las centrales hidroeléctricas de bombeo no pueden clasificarse en la categoría de plantas que aprovechan energías renovables.
Central de acumulación
Central de bombeo
¿Cómo funciona una central hidroeléctrica?
Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis y Kaplan se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.
Turbina Kaplan Turbina Francis Turbina Pelton
Las turbinas hidráulicas se emplean para aprovechar la energía del agua en movimiento. La turbina Kaplan es semejante a una hélice de un barco. Las amplias palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua de alta presión liberada por una compuerta. La turbina Pelton es un modelo del siglo XIX cuyo funcionamiento es más parecido al de un molino de agua tradicional. La rueda gira cuando el agua procedente del conducto forzado golpea sus paletas o álabes.
Para la formación de un salto de agua es preciso elevar el nivel superficial de ésta sobre el nivel normal de la corriente, atajando el agua con una presa para producir el salto total utilizable en la misma presa o contribuir a este salto, derivando a la vez las aguas por un canal de derivación de menor pendiente que el cauce del río. Las aguas del canal de derivación hay que con¬ducirlas a las turbinas y, para ello, en los saltos menores de unos 12 m, el agua desemboca directamente en la cámara de turbinas y, en los saltos superiores a 12 m, termina en un ensanchamiento llamado cámara de presión desde donde parte la tubería a presión que en conducción forzada, lleva el agua a las turbinas. El agua sale a gran presión por la tobera e impulsa los álabes que hacen girar un eje y el generador. A la salida de las turbinas, el agua pasa a un canal de desagüe por el que desemboca nuevamente en el río.
El potencial hidráulico español
España no se puede considerar como un país seco, lo que ocurre es que la distribución de estos recursos es muy desigual en cuanto al tiempo y al espacio.
La desigualdad en el tiempo es consecuencia del carácter torrencial de sus ríos, con grandes fluctuaciones de sus caudales a lo largo de los diferentes épocas del año. La irregularidad en el espacio resulta bien patente: las cuencas del Norte producen más de la tercera parte de la aportación de los ríos en el 10% de la superficie del país, mientras que el 90% restante no presenta una situación tan favorable en cuanto a recursos hidráulicos y ya entra dentro de la categoría de región semiárida.
En la actualidad, el consumo eléctrico total español es de unos 140.000 GW.h/año, por lo que puede afirmarse que más de un 25% del mismo es de origen hidroeléctrico. A este respecto conviene recordar que, con anterioridad a 1960, la producción hidroeléctrica anual suponía más del 80% de la producción eléctrica total. En la década de los años sesenta comenzó a descender dicho porcentaje, llegando en la de los años setenta a producirse por primera vez el hecho de que dicho porcentaje se mantuviese por debajo del 50%.
La importante disminución de la producción hidroeléctrica respecto de la total eléctrica, no se debió, ni se debe, al agotamiento de los recursos hidráulicos disponibles en España, sino a motivos económicos, ya que para las empresas eléctricas resultaban más rentables las centrales térmicas convencionales que las hidroeléctricas.
Los recursos hidroeléctricos aún sin utilizar en España son considerables, lo que no quiere decir que sea económicamente conveniente el desarrollo de la totalidad de este potencial energético.
Evidentemente, como consecuencia de la intensa actividad en la política hidroeléctrica de años pasados, los mejores emplazamientos desde los puntos de vista técnico y económico ya han sido utilizados. El potencial aún instalable presenta, en general, una gran dispersión de pequeñas centrales que parece poco sugestiva.
Respecto a las centrales de bombeo, en España se han venido utilizando desde 1929, tanto en forma de bombeo puro (dos embalses sin aporte exterior de agua) como las centrales mixtas con bombeo (con aportaciones fluviales).
En resumen, los recursos hidroeléctricos aún sin utilizar, aunque considerables, no pueden resolver por sí solos el abastecimiento energético de España, pero pueden contribuir a reducir la importación de combustibles y especialmente a proporcionar la potencia necesaria para asegurar la cobertura de las variaciones de la demanda.
Potencia instalada por comunidades autónomas
Razones del uso de energías renovables
Que el planeta Tierra sea finito, no es un problema, es una realidad; esto lo podemos comparar con una caja llena de petróleo, carbón, árboles, gas, minerales diversos, en definitiva, recursos que el hombre necesita para obtener energía y construir su mundo. El planeta Tierra es finito y por lo tanto sus recursos son finitos.
El uso de las energías renovables se potenció a partir de las crisis de los precios del petróleo de los años setenta. El temor a un hipotético desabastecimiento o a que los precios energéticos creciesen de forma excesiva motivó la puesta en marcha de programas nacionales e internacionales de investigación y desarrollo de tecnologías de estas energías, así como del fomento de su aplicación.
En el ámbito internacional fue la Agencia Internacional de la Energía, IEA, quien hizo realidad ese primer impulso. En España se creó el Centro de Estudios de la Energía, posteriormente transformado en Instituto de Diversificación y Ahorro Energético, IDAE, quien se responsabilizó de las tareas de promoción. A lo largo de la década de los noventa han sido criterios ambientales los que han impulsado el desarrollo de las energías renovables.
El aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en capas altas de la atmósfera, en especial CO2 proveniente del uso de combustibles fósiles, que son causa del cambio climático es hoy la primera razón para impulsar estas energías. Así lo propugnan diferentes organizaciones ecologistas.
Otra razón para la extensión de las energías renovables es la necesidad de encontrar fuentes autóctonas de energía para muchos de los países que importan combustibles fósiles y gastan en ello una parte importante del resultado de sus exportaciones o de sus recursos económicos.
Esto es así fundamentalmente en los países del Tercer Mundo, que no disponen de yacimientos propios de hidrocarburos. Las energías renovables son además una importante fuente de empleo, en gran medida distribuido en el mundo rural. Así lo valora la Comisión Europea y las organizaciones sindicales de los países miembros.
Ventajas e inconvenientes medioambientales
Ventajas
- Es renovable.
- No se consume. Se toma el agua en un punto y se devuelve a otro a una cota inferior.
- Es autóctona y, por consiguiente, evita importaciones del exterior.
- Es completamente segura para personas, animales o bienes.
- No genera calor ni emisiones contaminantes (lluvia ácida, efecto invernadero...)
- Genera puestos de trabajo en su construcción, mantenimiento y explotación.
- Requiere inversiones muy cuantiosas que se realizan normalmente en comarcas de montaña muy deprimidas económicamente.
- Genera experiencia y tecnología fácilmente exportables a países en vías de desarrollo.
Inconvenientes
- Altera el normal desenvolvimiento en la vida biológica (animal y vegetal) del río.
- Las centrales de embalse tienen el problema de la evaporación de agua: En la zona donde se construye aumenta la humedad relativa del ambiente como consecuencia de la evaporación del agua contenida en el embalse.
- En el caso de las centrales de embalse construidas en regiones tropicales, estudios realizados han demostrado que generan, como consecuencia del estancamiento de las aguas, grandes focos infecciosos de bacterias y enfermedades. En Brasil el brote de dengue fue asociado con las represas construidas a lo largo del río Paraná.
Glosario
Nivel: horizontalidad constante de la superficie de un terreno, o de la superficie libre de los líquidos.
Cota: valor de la altura a la que se encuentra una superficie respecto del nivel del mar.
Embalse: resulta de almacenar todas las aguas que afluyen del territorio sobre el que está enclavado y, identificado como cuenca vertiente, que es la superficie de las aguas que lo alimentan. Las dimensiones del embalse dependen de los caudales aportados por el río. Su capacidad útil es todo aquel agua embalsada por encima de la toma de la central. La capacidad total incluye el agua no utilizable. Se mide en metros o hectómetros cúbicos. Los embalses tienen pérdidas debidas a causas naturales como evaporación o filtraciones.
Caudal: cantidad de líquido, expresada en metros cúbicos o en litros, que circula a través de cada una de las secciones de una conducción, abierta o cerrada en la unidad de tiempo.
Salto de agua: paso brusco o caída de masas de agua desde un nivel a otro inferior. Numéricamente se identifica por la diferencia de cota que se da en metros.
Bibliografía
- Buscador www.yahoo.com > ciencia y tecnología > energía.
- Buscador www.google.com > búsqueda (energía hidráulica y de la biomasa).
- Buscador www.eresmas.com > ciencias > tecnología > energía
- Buscador www.terra.es > ciencia
- Buscador www.pregunta.com > búsqueda (energías renovables).
- Microsoft Encarta 2001.
- Enciclopedia Salvat Universal. Tomo 4.
- Enciclopedia: “El Mundo de la ciencia” (Editorial Salvat). Tomo 9
Historia de la hidráulica
Euler, Bernoulli, Reynolds, Saint Venant, Newton, Pascal...
Desde la creación el hombre ha estado empeñado en multiplicar su fuerza física. Inicialmente se asocio con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido inventó la rueda y otros la palanca y la cuña. Con estos medios mecánicos se facilitaron enormemente las labores. Pronto estos elementos se combinaron y evolucionaron hasta convertirse en ingenios mecánicos muy diversos, que fueron utilizados en la construcción de los pueblos, en las guerras y en la preparación de la tierra.
También el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos mecánicos, empezó desde muy temprano la experimentación de la utilización de recursos naturales tan abundantes como el agua y el viento. Inicialmente se movilizo en los lagos y ríos utilizando los troncos de madera que flotaban. Mas adelante la navegación se hizo a ve la aprovechando la fuerza de los vientos.
La rueda hidráulica y el molino de viento Son preámbulos de mucho interés para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energía y le enseñaron en forma empírica los rudimentos de la Hidromecánica y sus propiedades.
La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. CTESIBIUS en el siglo II A.C., la convirtió en una bomba de doble efecto.
En la segunda mitad del siglo XV, LEONARDO DA VINCI en su escrito sobre flujo de agua y estructuras para ríos, estableció sus experiencias y observaciones en la construcción de instalaciones hidráulicas ejecutadas principalmente en Milán y Florencia.
GALILEO en 1612 elaboro el primer estudio sistemático de los fundamentos de la Hidrostática.
Un alumno de Galileo, TORRICELI, enunció en 1643 la ley del flujo libre de líquidos a través de orificios. Construyo El barómetro para la medición de la presión atmosférica.
BLAISE PASCAL, aunque vivió únicamente hasta la edad de 39 años, fue uno de los grandes científicos y matemáticos del siglo XVII. Fue responsable de muchos descubrimientos importantes, pero en relación con la mecánica de fluidos son notables los siguientes:
· La formulación en 1650 de la ley de la distribución de la presión en un liquido contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de Pascal.
· La comprobación de que la potencia del vacío se debe al peso de la atmósfera y no a un "horror natural" como se creyó por mas de 2000 años antes de su época.
A ISAAC NEWTON, además de muchas contribuciones a la ciencia y a las matemáticas, se le debe en Mecánica de Fluidos:
· El primer enunciado de la ley de fricción en un fluido en movimiento.
· La introducción del concepto de viscosidad en un fluido.
· Los fundamentos de la teoría de la similaridad hidrodinámica.
Estos, sin embargo, fueron trabajados aislados de los cuales resultaron leyes y soluciones a problemas no conexos. Hasta la mitad del siglo XVIII no existía aun una ciencia integrada sobre El comportamiento de los fluidos.
Los fundamentos teóricos de la Mecánica de Fluidos como una ciencia se deben a Daniel Bernoulli y a Leonhard Euler en el siglo XVIII.
DANIEL BERNOULLI, 1700-1782, perteneció a una famosa familia suiza en la cual hubo once sabios celebres, la mayoría de ellos matemáticos o mecánicos. Gran parte de su trabajo se realizo en San Peterburgo, como miembro de la academia rusa de ciencias. En 1738 en su "Hidrodinámica", formulo la ley fundamental del movimiento de los fluidos que da la relación entre presión, velocidad y cabeza de fluido.
LEONHARD EULER, 1707-1783, también suizo, desarrollo las ecuaciones diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no viscosos). Esto marco El principio de los métodos teóricos de análisis en la Mecánica de Fluidos. A Euler se le debe también la ecuación general del trabajo para todas las maquinas hidráulicas rotodinamicas (turbinas, bombas centrifugas, ventiladores, etc.), además de los fundamentos de la teoría de la flotación.
En 1985, después de 135 años de la formulación de la ley de Pascal, JOSEPH BRAMAH, construyo en Inglaterra la primera prensa hidráulica. Esta primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento se realizaba por medio de una bomba manual y no superaba los 10 bares de presión. Sin embargo, la fuerza desarrollada por ella fue algo descomunal e inesperada para el mundo técnico e industrial de entonces.
Inmediatamente siguieron sin numero de aplicaciones y como era de esperarse, se abrió un mercado para el mismo sin precedentes y que superaba las disponibilidades tanto técnicas como financieras de su tiempo.
El segundo periodo, que comprende los últimos años del siglo XVIII y la mayoría del XIX, se caracterizó por la acumulación de datos experimentales y por la determinación de factores de corrección para la ecuación de Bernoulli. Se basaron en el concepto de fluido ideal, o sea que no tuvieron en cuenta una propiedad tan importante como la viscosidad. Cabe destacar los nombres de experimentalistas notables como ANTOINE CHEZY, HENRI DARCY, JEAN POISEUILLE en Francia; JULIUS WEISBACH Y G. HAGEN en Alemania. De importancia especial fueron los experimentos de Weisbach y las fórmulas empíricas resultantes que fueron utilizadas hasta hace poco tiempo.
Entre los teóricos de la Mecánica de Fluidos de este período, están LAGRANGE, HELMHOLTZ Y SAINT VENANT.
En los años posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra instalaron centrales de suministros de energía hidráulica, la cual era distribuida a grandes distancias por tuberías hasta las fabricas donde accionaban molinos, prensas, laminadores y grúas.
Todavía funcionan en algunas ciudades europeas las redes de distribución de energía hidráulica. En Londres, por ejemplo, esta aun en servicio la empresa " The London Hydraulic Power Co.", con capacidad instalada de 700 HP y 180 millas de tubería de distribución. En la misma ciudad, el famoso Puente de la Torre, es accionado hidráulicamente, así como el ascensor principal en el edificio de la institución de los Ingenieros Mecánicos.
En el periodo siguiente, al final del siglo XIX y principios del XX, se tomó en cuenta la viscosidad y la teoría de la similaridad. Se avanzó con mayor rapidez por la expansión tecnológica y las fuerzas productivas. A este período están asociados los nombres de GEORGE STOKES y de OSBORNE REYNOLDS, 1819-1903 y 1942-1912, respectivamente.
En la Hidráulica contemporánea se deben mencionar a: LUIDWIG PRANDTL, THEODOR VON KARMAN Y JOHAN NIKURADSE. Los dos primeros por sus trabajos en Aerodinámica y Mecánica de Fluidos que sirvieron para dilucidar la teoría del flujo turbulento; el último sobre flujo en tuberías.
En 1906 la Marina de los EE.UU. botó El U.S.Virginia, primer barco con sistemas hidráulicos para controlar su velocidad y para orientar sus cañones.
En 1930 se empezaron a construir las bombas de paletas de alta presión y se introdujeron los sellos de caucho sintético. Diez años después los servomecanismos electrohidráulicos ampliaron el campo de aplicación de la oleohidráulica (rama de la hidráulica que utiliza aceite mineral como fluido). Desde los años sesenta el esfuerzo investigativo de la industria y las entidades de formación profesional ha conducido hasta los sofisticados circuitos de la fluídica.
BIBLIOGRAFIA
· Betancourt Hugo, Memorias curso de oleohidraulica Medellín marzo 1 al 11 de 1989. Editorial Limusa
· Enciclopedia Monitor. Editorial SALVAT.
· Enciclopedia Encarta. Microsoft Corporación.
La huella hidraúlica del Imperio Romano
Para todo el que llegaba a la colonia Augusta Emerita por la calzada que venía de Asturica o por la de Corduba debía de ser, al tiempo que una señal inequívoca de que se alcanzaba una gran urbe, en la que se había reflejado con creces la grandeza del Imperio, un motivo de admiración semejante al que se puede experimentar al contemplar modernamente cualquier símbolo de una de nuestras ciudades más representativas, el encontrarse con la monumentalidad de las arquerías de San Lázaro o las de Los Milagros, que hubo necesidad de tender sobre el valle del río Albarregas para salvar su depresión y permitir la llegada de las aguas a una cota favorable desde donde se distribuyera a voluntad por toda la antigua colonia. Estas arquerías, que formaron parte de dos de las tres conducciones planificadas en Augusta Emerita, llamaron, en verdad, poderosamente la atención de eruditos, historiadores y arqueólogos, quienes se hicieron lenguas a la hora de describir tan relevantes vestigios.
Todo ello motivó una amplia literatura, repetitiva por lo demás en la mayoría de los casos, y referente en lo fundamental a esos aludidos puentes-canales o a las cabeceras de dos de las conducciones también, los embalses de Proserpina o Cornalvo. A estas descripciones, más o menos acabadas y más o menos rigurosas, sería preciso añadir interesantes documentos gráficos como los que debemos a Villena, Fernando Rodríguez o De Laborde por citar los más significativos ejemplos.
El panorama de los conocimientos acerca de los complejos hidráulicos emeritenses fue definido en su día por Fernández Casado y Jiménez Martín, autores de considerables estudios sobre ellos.
Resulta en verdad sorprendente el grado de conocimiento del medio que demostraron los responsables del diseño de la nueva colonia Augusta Emerita. En el caso de la ejecución de su infraestructura, los architecti y libratores supieron sacar el máximo partido de las condiciones que ofrecía la campana de Mérida para establecer un aspecto primordial de la arquitectura de su territorio como fue el de las conducciones hidráulicas. Es verdad, como llegan a decir Roso de Luna y Hernández-Pacheco, que en el área emeritense existen pocos manantiales y fuentes y por ello es preciso valorar el esfuerzo desplegado para aprovechar al máximo lo existente y para canalizar convenientemente pequeñas corrientes de agua como las del arroyo de Las Arquitas, Las Tomas y aledaños, a las que se añadiría todo el caudal procedente del predio de Valhondo recogido, al parecer, en una presa, hoy apenas visible, y conducido por galerías (cuniculi) a la corriente principal, y el que se originaba en la zona de Casa Herrera a veces curiosamente confundido con un aporte de la conducción de Cornalvo.
Cornalvo y Proserpina
Casos diferentes y ejemplos sobresalientes en el contexto general de la arquitectura del territorio emeritense fueron los embalses de Cornalvo y Proserpina. El primero de ellos, en el momento de máximo aforo, almacenaba unos diez millones de metros cúbicos y ocupaba una amplia nava, en terreno pizarreño, de 300 metros de altitud, algo menos de 100 metros que la de la ciudad a la que se dirigían las aguas. De ahí que con poco gasto y la construcción de una presa se determinara un embalse de grandes proporciones. Por su parte, la presa de Proserpina, así llamada por la aparición en sus inmediaciones, en el siglo XVIII, de una inscripción dedicada a la dea Ataecina turobrigensis Proserpina, con un aforo de 6 hectómetros cúbicos en sus mejores momentos, se alzaba en una depresión de los campos graníticos de la campana emeritense, a unos 245 metros de altitud, 25 más que la ciudad. Las aguas se concentraban en tal depresión derivadas de los arroyos que corren por las cercanías.
Ambas presas están ubicadas fuera del valle de escorrentías significativas, por lo que pueden ser consideradas como verdaderos vasos naturales constituidos por depresiones muy poco acentuadas de la vieja penillanura que reúne excelentes condiciones para almacenar aguas. Constituyen, como adelantábamos, excepcionales ejemplos de la arquitectura hidráulica romana y también, como se ha puesto de manifiesto, responden a modelos un tanto diferentes. Respecto a la presa de Proserpina, hace unos años y en la actualidad ha podido ser estudiada por la Confederación Hidrográfica del Guadiana y el equipo del profesor Miguel Arenillas, quienes, tras los trabajos de vaciado y limpieza, nos han revelado datos del mayor interés que han venido a cambiar nuestra tradicional concepción del embalse.
El recorrido de las conducciones desde su origen hasta la llegada a la ciudad y su posterior distribución es hoy conocido en buena parte.
La conducción de Cornalvo, Aqua Augusta como la denomina una inscripción, se originaba en el embalse ya descrito y comprendía el aporte procedente del Borbollón, en las alturas de la Sierra de Mirandilla, de aguas abundantes y de excelente calidad.
El canal, según apreciaciones de Fernández Casado, discurría por una pequeña galería subterránea de diferente altura de acuerdo con la topografía de su recorrido y aprovechaba aguas subálveas en su primer tramo.
Uno de los restos más expresivos es el del paraje conocido con el nombre de 'Caño Quebrado', junto a la carretera de Valverde y en el recinto del Hospital Psiquiátrico emeritense. Por la topografía de la vaguada, se ha estimado en 20 los arcos que pudieron existir. De ellos se conservan las leves trazas de uno, que apoyaba en un pilar.
Está claro que se dirige, a través del campo de fútbol, hacia la zona del antiguo depósito de aguas a la ciudad. Precisamente, según sospechamos, en su momento de entrada en la colonia, en el muro de la cerca, existió una inscripción con el nombre de la misma (Aqua Augusta). Expresivos son los restos hallados en el recinto del colegio público Giner de los Ríos, donde se pudo conocer un buen tramo del conducto que se dirigía hacia el Teatro y Anfiteatro, a los que surtía, en el solar del antiguo cuartel de la Guardia Civil, sede del nuevo Museo Visigodo y en la denominada Vía Ensanche.
El conducto concluía presumiblemente en la plaza de toros, junto a la 'Casa del Mitreo'.
Acueducto 'Rabo de Buey-San Lázaro'
El acueducto de 'Rabo de Buey-San Lázaro' en cuanto a su recorrido es, quizá, con interrogantes lógicas todavía, el mejor conocido de todos. A ello contribuyó decisivamente la circunstancia de que, al ser aprovechadas sus aguas hasta hace poco tiempo, el Ayuntamiento emeritense decidiera realizar obras para un mejor uso de sus aportes en varias ocasiones.
Se origina en el denominado valle de 'Las Tomas'. Desde aquí, a lo largo de unos 4 kilómetros, por galería subterránea principalmente, el agua llegaba a la ciudad. Se consignan a lo largo de toda la galería (cuniculus) un total de 99 lumbreras, arquetas o spiramina, que, además de servir en algún caso para bajar al conducto, para lo que había dispuestas unas escaleras estratégicamente, tenían la función de ventanas o claraboyas para dar luz al largo tramo cubierto. Son obras perfectas, con sillería en hiladas, cerradas por losas de granito cuadradas actualmente. La distancia entre una y otra es variable como la generalidad de las que conocemos en otros ejemplos de acueductos romanos.
Probablemente, la pisicina limaria estuvo ubicada en el cerro de 'Rabo de Buey', a cuyos pies comenzaba la depresión del valle del Albarregas. Precisamente la anchura, mayor en esta zona que en la de Los Milagros, así como su profundidad, determinó la construcción de unas arquerías de mayor longitud y altura que sus congéneres, si bien, lamentablemente, estas arquerías tuvieron peor fortuna debido a múltiples circunstancias. Del monumental puente-canal sólo han llegado a nosotros dos pilares laterales de planta irregular y otro central de estructura rectangular. La conducción seguidamente pasaba a un castellum.
El diseño de la conducción de Proserpina fue arduo, pues fue preciso salvar los obstáculos que presentaba su accidentada topografía: vaguadas, pequeñas depresiones, macizos graníticos.
Todo ello explica los trabajos considerables que hubieron de acometerse y los rodeos que el conducto dibuja buscando siempre las cotas favorables y las curvas de nivel antes que atravesarlas, lo que determina un recorrido de cerca de 10 kilómetros.
Es interesante referir la piscina limaria o depósito de decantación del conducto, descubierta en el cerro del cementerio municipal. Se trata de una arqueta con desagüe de fondo con cámara de compuertas y salida superior en vertedero. Desde esta altura el specus o conducto va un sobre un muro cada vez más elevado para seguir sobre pilares y arcos en el valle del Albarregas. La longitud del tramo de arquerías, desde el citado depósito de decantación al terminal existente en el cerro de 'El Calvario', es de 827 metros, mientras que la altura máxima llega a 25 metros.
Su estructura revela la perfección y dominio que los ingenieros romanos alcanzaron en la solución de este tipo de problemas. Consiste básicamente en una serie de pilares con fuerte núcleo de hormigón y revestimiento de sillares y ladrillos, cinco y cinco hiladas respectivamente. Los pilares se enlazaban por medio de arcos de ladrillo, aunque los se disponen sobre la corriente del Albarregas son de sillares. Las pilas tendidas sobre el río están provistas de tajamares en diedro.
Se aprecia perfectamente, en su trazado, el cambio de dirección para llegar al castellum terminal de la conducción.
'Casa del Anfiteatro' y 'El Calvario'
Descubrimientos considerables se produjeron a propósito de los acueductos con motivo de las excavaciones llevadas a cabo en la denominada 'Casa del Anfiteatro' y en la ermita de 'El Calvario', pues ambas dieron como resultado el hallazgo de sendos castella o depósitos terminales, los correspondientes a la conducción de Las Tomas y a la de de Proserpina.
El de la conducción de Las Tomas es una fábrica de planta rectangular alargada y según nuestra opinión se trata de un diuissorium, en el que se produce, incluso antes de la llegada del conducto principal, una bifurcación del acueducto para el abastecimiento de una zona suburbana perfectamente localizada en el lugar e igualmente al menos dos áreas, la de la región del teatro y anfiteatro y la parte central de la ciudad como muestra bien a las claras el tramo hallado en las excavaciones del Museo.
Muy interesante, también, es la estructura del gran depósito final del acueducto de Proserpina. Fue hallado bajo la ermita de 'El Calvario', donde de antiguo se había considerado la existencia de un dispositivo relacionado con la conducción. No parece ser otra cosa que una fuente monumental situada junto al propio castellum, cuya ubicación, junto a la muralla de la ciudad, es casi la canónica, aunque a veces se hallaban más al interior de las ciudades.
Cronología de las conducciones
Para finalizar, habría que referirse a la cronología de estas conducciones, uno de los grandes problemas que plantea el estudio de los grandes sistemas hidráulicos emeritenses.
El análisis estilístico y formal de los restos conservados, con razones más o menos plausibles, han llevado a diversos investigadores a formular hipótesis francamente dispares.
Parece evidente que la conducción de Cornalvo fue la primera en el tiempo. El poco coste que conllevó su trazado en relación a las dos restantes, el análisis de la fábrica del embalse y, sobre todo, la evidencia epigráfica así lo ponen de manifiesto. Con todo, la conducción pudo tener dos momentos bien claros, además de las correspondientes remodelaciones: el primero, con el aporte fundamental de la corriente de El Borbollón, de una cronología bien temprana, en los primeros años de la colonia Augusta Emerita y el segundo, con la construcción de la presa en un período bien avanzado del siglo I d.C. A esta centuria también podría remontarse la de 'Rabo de Buey-San Lázaro', tanto por los caracteres de la arquitectura de las arquerías de San Lázaro como por diversos testimonios arqueológicos.
La tercera en el tiempo sería la de Proserpina y habría que situarla en un período final del siglo I d.C. o comienzos del siglo II d.C. como denotan los caracteres arquitectónicos del puente-canal de Los Milagros y los datos que se han ido consiguiendo tras la excavación de una parte de su recorrido.
No hay nada definitivo y sí una larga tarea por delante para conseguir un conocimiento mejor de estos grandes complejos hidráulicos que avalan la importancia de una gran colonia como fue Augusta Emerita, capital de Lusitania y primera capital efectiva de las Hispanias tras la reforma administrativa llevada a cabo por el emperador Diocleciano.
Todo ello motivó una amplia literatura, repetitiva por lo demás en la mayoría de los casos, y referente en lo fundamental a esos aludidos puentes-canales o a las cabeceras de dos de las conducciones también, los embalses de Proserpina o Cornalvo. A estas descripciones, más o menos acabadas y más o menos rigurosas, sería preciso añadir interesantes documentos gráficos como los que debemos a Villena, Fernando Rodríguez o De Laborde por citar los más significativos ejemplos.
El panorama de los conocimientos acerca de los complejos hidráulicos emeritenses fue definido en su día por Fernández Casado y Jiménez Martín, autores de considerables estudios sobre ellos.
Resulta en verdad sorprendente el grado de conocimiento del medio que demostraron los responsables del diseño de la nueva colonia Augusta Emerita. En el caso de la ejecución de su infraestructura, los architecti y libratores supieron sacar el máximo partido de las condiciones que ofrecía la campana de Mérida para establecer un aspecto primordial de la arquitectura de su territorio como fue el de las conducciones hidráulicas. Es verdad, como llegan a decir Roso de Luna y Hernández-Pacheco, que en el área emeritense existen pocos manantiales y fuentes y por ello es preciso valorar el esfuerzo desplegado para aprovechar al máximo lo existente y para canalizar convenientemente pequeñas corrientes de agua como las del arroyo de Las Arquitas, Las Tomas y aledaños, a las que se añadiría todo el caudal procedente del predio de Valhondo recogido, al parecer, en una presa, hoy apenas visible, y conducido por galerías (cuniculi) a la corriente principal, y el que se originaba en la zona de Casa Herrera a veces curiosamente confundido con un aporte de la conducción de Cornalvo.
Cornalvo y Proserpina
Casos diferentes y ejemplos sobresalientes en el contexto general de la arquitectura del territorio emeritense fueron los embalses de Cornalvo y Proserpina. El primero de ellos, en el momento de máximo aforo, almacenaba unos diez millones de metros cúbicos y ocupaba una amplia nava, en terreno pizarreño, de 300 metros de altitud, algo menos de 100 metros que la de la ciudad a la que se dirigían las aguas. De ahí que con poco gasto y la construcción de una presa se determinara un embalse de grandes proporciones. Por su parte, la presa de Proserpina, así llamada por la aparición en sus inmediaciones, en el siglo XVIII, de una inscripción dedicada a la dea Ataecina turobrigensis Proserpina, con un aforo de 6 hectómetros cúbicos en sus mejores momentos, se alzaba en una depresión de los campos graníticos de la campana emeritense, a unos 245 metros de altitud, 25 más que la ciudad. Las aguas se concentraban en tal depresión derivadas de los arroyos que corren por las cercanías.
Ambas presas están ubicadas fuera del valle de escorrentías significativas, por lo que pueden ser consideradas como verdaderos vasos naturales constituidos por depresiones muy poco acentuadas de la vieja penillanura que reúne excelentes condiciones para almacenar aguas. Constituyen, como adelantábamos, excepcionales ejemplos de la arquitectura hidráulica romana y también, como se ha puesto de manifiesto, responden a modelos un tanto diferentes. Respecto a la presa de Proserpina, hace unos años y en la actualidad ha podido ser estudiada por la Confederación Hidrográfica del Guadiana y el equipo del profesor Miguel Arenillas, quienes, tras los trabajos de vaciado y limpieza, nos han revelado datos del mayor interés que han venido a cambiar nuestra tradicional concepción del embalse.
El recorrido de las conducciones desde su origen hasta la llegada a la ciudad y su posterior distribución es hoy conocido en buena parte.
La conducción de Cornalvo, Aqua Augusta como la denomina una inscripción, se originaba en el embalse ya descrito y comprendía el aporte procedente del Borbollón, en las alturas de la Sierra de Mirandilla, de aguas abundantes y de excelente calidad.
El canal, según apreciaciones de Fernández Casado, discurría por una pequeña galería subterránea de diferente altura de acuerdo con la topografía de su recorrido y aprovechaba aguas subálveas en su primer tramo.
Uno de los restos más expresivos es el del paraje conocido con el nombre de 'Caño Quebrado', junto a la carretera de Valverde y en el recinto del Hospital Psiquiátrico emeritense. Por la topografía de la vaguada, se ha estimado en 20 los arcos que pudieron existir. De ellos se conservan las leves trazas de uno, que apoyaba en un pilar.
Está claro que se dirige, a través del campo de fútbol, hacia la zona del antiguo depósito de aguas a la ciudad. Precisamente, según sospechamos, en su momento de entrada en la colonia, en el muro de la cerca, existió una inscripción con el nombre de la misma (Aqua Augusta). Expresivos son los restos hallados en el recinto del colegio público Giner de los Ríos, donde se pudo conocer un buen tramo del conducto que se dirigía hacia el Teatro y Anfiteatro, a los que surtía, en el solar del antiguo cuartel de la Guardia Civil, sede del nuevo Museo Visigodo y en la denominada Vía Ensanche.
El conducto concluía presumiblemente en la plaza de toros, junto a la 'Casa del Mitreo'.
Acueducto 'Rabo de Buey-San Lázaro'
El acueducto de 'Rabo de Buey-San Lázaro' en cuanto a su recorrido es, quizá, con interrogantes lógicas todavía, el mejor conocido de todos. A ello contribuyó decisivamente la circunstancia de que, al ser aprovechadas sus aguas hasta hace poco tiempo, el Ayuntamiento emeritense decidiera realizar obras para un mejor uso de sus aportes en varias ocasiones.
Se origina en el denominado valle de 'Las Tomas'. Desde aquí, a lo largo de unos 4 kilómetros, por galería subterránea principalmente, el agua llegaba a la ciudad. Se consignan a lo largo de toda la galería (cuniculus) un total de 99 lumbreras, arquetas o spiramina, que, además de servir en algún caso para bajar al conducto, para lo que había dispuestas unas escaleras estratégicamente, tenían la función de ventanas o claraboyas para dar luz al largo tramo cubierto. Son obras perfectas, con sillería en hiladas, cerradas por losas de granito cuadradas actualmente. La distancia entre una y otra es variable como la generalidad de las que conocemos en otros ejemplos de acueductos romanos.
Probablemente, la pisicina limaria estuvo ubicada en el cerro de 'Rabo de Buey', a cuyos pies comenzaba la depresión del valle del Albarregas. Precisamente la anchura, mayor en esta zona que en la de Los Milagros, así como su profundidad, determinó la construcción de unas arquerías de mayor longitud y altura que sus congéneres, si bien, lamentablemente, estas arquerías tuvieron peor fortuna debido a múltiples circunstancias. Del monumental puente-canal sólo han llegado a nosotros dos pilares laterales de planta irregular y otro central de estructura rectangular. La conducción seguidamente pasaba a un castellum.
El diseño de la conducción de Proserpina fue arduo, pues fue preciso salvar los obstáculos que presentaba su accidentada topografía: vaguadas, pequeñas depresiones, macizos graníticos.
Todo ello explica los trabajos considerables que hubieron de acometerse y los rodeos que el conducto dibuja buscando siempre las cotas favorables y las curvas de nivel antes que atravesarlas, lo que determina un recorrido de cerca de 10 kilómetros.
Es interesante referir la piscina limaria o depósito de decantación del conducto, descubierta en el cerro del cementerio municipal. Se trata de una arqueta con desagüe de fondo con cámara de compuertas y salida superior en vertedero. Desde esta altura el specus o conducto va un sobre un muro cada vez más elevado para seguir sobre pilares y arcos en el valle del Albarregas. La longitud del tramo de arquerías, desde el citado depósito de decantación al terminal existente en el cerro de 'El Calvario', es de 827 metros, mientras que la altura máxima llega a 25 metros.
Su estructura revela la perfección y dominio que los ingenieros romanos alcanzaron en la solución de este tipo de problemas. Consiste básicamente en una serie de pilares con fuerte núcleo de hormigón y revestimiento de sillares y ladrillos, cinco y cinco hiladas respectivamente. Los pilares se enlazaban por medio de arcos de ladrillo, aunque los se disponen sobre la corriente del Albarregas son de sillares. Las pilas tendidas sobre el río están provistas de tajamares en diedro.
Se aprecia perfectamente, en su trazado, el cambio de dirección para llegar al castellum terminal de la conducción.
'Casa del Anfiteatro' y 'El Calvario'
Descubrimientos considerables se produjeron a propósito de los acueductos con motivo de las excavaciones llevadas a cabo en la denominada 'Casa del Anfiteatro' y en la ermita de 'El Calvario', pues ambas dieron como resultado el hallazgo de sendos castella o depósitos terminales, los correspondientes a la conducción de Las Tomas y a la de de Proserpina.
El de la conducción de Las Tomas es una fábrica de planta rectangular alargada y según nuestra opinión se trata de un diuissorium, en el que se produce, incluso antes de la llegada del conducto principal, una bifurcación del acueducto para el abastecimiento de una zona suburbana perfectamente localizada en el lugar e igualmente al menos dos áreas, la de la región del teatro y anfiteatro y la parte central de la ciudad como muestra bien a las claras el tramo hallado en las excavaciones del Museo.
Muy interesante, también, es la estructura del gran depósito final del acueducto de Proserpina. Fue hallado bajo la ermita de 'El Calvario', donde de antiguo se había considerado la existencia de un dispositivo relacionado con la conducción. No parece ser otra cosa que una fuente monumental situada junto al propio castellum, cuya ubicación, junto a la muralla de la ciudad, es casi la canónica, aunque a veces se hallaban más al interior de las ciudades.
Cronología de las conducciones
Para finalizar, habría que referirse a la cronología de estas conducciones, uno de los grandes problemas que plantea el estudio de los grandes sistemas hidráulicos emeritenses.
El análisis estilístico y formal de los restos conservados, con razones más o menos plausibles, han llevado a diversos investigadores a formular hipótesis francamente dispares.
Parece evidente que la conducción de Cornalvo fue la primera en el tiempo. El poco coste que conllevó su trazado en relación a las dos restantes, el análisis de la fábrica del embalse y, sobre todo, la evidencia epigráfica así lo ponen de manifiesto. Con todo, la conducción pudo tener dos momentos bien claros, además de las correspondientes remodelaciones: el primero, con el aporte fundamental de la corriente de El Borbollón, de una cronología bien temprana, en los primeros años de la colonia Augusta Emerita y el segundo, con la construcción de la presa en un período bien avanzado del siglo I d.C. A esta centuria también podría remontarse la de 'Rabo de Buey-San Lázaro', tanto por los caracteres de la arquitectura de las arquerías de San Lázaro como por diversos testimonios arqueológicos.
La tercera en el tiempo sería la de Proserpina y habría que situarla en un período final del siglo I d.C. o comienzos del siglo II d.C. como denotan los caracteres arquitectónicos del puente-canal de Los Milagros y los datos que se han ido consiguiendo tras la excavación de una parte de su recorrido.
No hay nada definitivo y sí una larga tarea por delante para conseguir un conocimiento mejor de estos grandes complejos hidráulicos que avalan la importancia de una gran colonia como fue Augusta Emerita, capital de Lusitania y primera capital efectiva de las Hispanias tras la reforma administrativa llevada a cabo por el emperador Diocleciano.
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