1. 66
1-1
GUIA
“CONDICIONES BÁSICAS PARA LA APLICACIÓN DE
RILES VITIVINICOLAS EN RIEGO”
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
2. 66
1-2
INTRODUCCIÓN
Guía: Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de
Agroindustrias en Riego
En el marco de el Acuerdo de Producción Limpia con el sector vitivinícola , se
establece el compromiso del Servicio Agrícola y Ganadero de elaborar un
documento técnico que proponga las condiciones básicas para la aplicación de los
RILes generados por estas empresas en riego.
El presente documento se centra en establecer recomendaciones para aquellos
elementos contaminantes no considerados por la Norma Chilena Oficial NCh 1333
“Requisitos de Calidad del Agua para Diferentes Usos – Requisitos de Agua para
Riego”, de manera tal que, mediante la aplicación de prácticas controladas de riego
y restricción de cultivos, se asegure que no existe riesgo de contaminación del
medio ambiente.
El documento, desarrollado íntegramente a partir de la recolección y análisis de la
información bibliográfica existente, realiza una caracterización general de los
procesos productivos asociados a la agroindustria. Se identifica la calidad y
cantidad de los RILes generados y se reconocen los tratamientos utilizados y
potencialmente utilizables, para efectos de obtener un agua residual con aptitud de
riego, bajo el marco técnico del presente estudio.
Por otra parte, se investiga acerca de normativas y experiencias internacionales
relacionadas con la utilización de aguas residuales de origen agroindustrial en
proyectos de riego silvoagropecuarios, similares a los analizados por la presente
consultoría. Esta información, complementada con la experiencia del consultor,
permite emitir juicios acerca de los valores críticos de los elementos potencialmente
contaminantes, presentes en estos RILes.
En forma paralela, se realiza una descripción a nivel nacional de las características
generales edafológicas y climáticas del territorio (segregado en 3 macrozonas),
caracterización que en conjunto con las bases técnicas de determinación de
demanda hídrica de los cultivos, permite desarrollar balances hídricos para cada
situación, evaluando la capacidad del sistema para recibir en forma segura los
RILes generados.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
3. 66
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
Guía: Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de
Vitivinícolas en Riego
1. FILOSOFÍA DEL DOCUMENTO
El presente documento tiene como objetivo entregar una metodología práctica para
el uso de RILes de viñas en riego.
Esta metodología considera en esencia, la caracterización de los parámetros que
definen la oferta hídrica de calidad proveniente del sector productor de vinos, con
respecto a los parámetros que definen la demanda hídrica de un cultivo, para
diferentes condiciones geográficas.
Se entenderá que la oferta hídrica de calidad se refiere a las características o
condiciones mínimas de calidad que debe poseer el agua a disponer vía riego, con
respecto a eventuales riesgos de contaminación de suelos, cultivos agrícolas,
ganadería, fauna y flora silvestre y, aguas superficiales y subterráneas.
Finalmente, el contraste entre la oferta de agua y la demanda hídrica de los
cultivos, permitirá determinar la superficie límite para la disposición del RIL tratado,
derivada de los procesos de producción de vinos.
En la Figura 1.1 se presenta el esquema general de esta Guía donde se indican
cada una de las variables influyentes y en qué etapa del proceso intervienen.
En los capítulos siguientes se presenta el desarrollo explicativo de la secuencia
lógica que se debe seguir para lograr, como resultado final, un adecuado diseño del
proyecto de disposición de RILes de viñas en suelos agrícolas, vía riego.
CAPÍTULO 1
1-3
4. Superficie
de riego
66
1-1
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
Demanda
hídrica
bruta
Oferta
hídrica
Figura 1.1.
Esquematización de la guía de uso de agua de RILes en riego agrícola.
Demanda
hídrica
neta
Método
de riego
Cultivo
Clima
Suelo
Ubicación
geográfica
Procesos de
abatimiento
Volumen
generado
Precipitación
Características
físico-químicas
Características
RIL tratado
Características
del RIL Agua de
recirculación
Bodega
5. 66
2-1
CAPÍTULO 2
2. CARACTERIZACIÓN DE LA OFERTA HÍDRICA DE CALIDAD
La oferta hídrica de calidad está representada por los volúmenes de RILes
generados durante el proceso productivo, entendiendo por éste al producto final
obtenido luego de aplicar tratamientos recomendados para el abatimiento de los
contaminantes, de manera tal que se obtengan los estándares de calidad normados
y/o propuestos.
El reconocimiento de los volúmenes de RILes que constituirán la oferta hídrica, y de
su calidad asociada, se deberá determinar sobre la base de identificar y
caracterizar los antecedentes que se detallan a continuación.
2.1. Individualización de la Agroindustria
En el Anexo A se presenta un análisis del proceso que caracteriza el tipo de
agroindustria, según código CIIU (Rev.3), a nivel de clase y proceso particular, en
Tabla 2.1.
Tabla 2.1
Agroindustrias Evaluadas en el Presente Estudio,
Clasificadas bajo Código CIIU (Rev. 3)
CIIU
Rev.3
Descripción Tipos Asociados
1552 Elaboración de vinos o Elaboración de vino tinto y blanco
Para efectos de su individualización se deberá elaborar un formulario donde se
incorpore la siguiente información:
Nombre de la empresa
Ubicación (física y coordenadas geográficas)
Breve descripción de los Procesos Unitarios
(con énfasis en aquellas fases donde se generan o se prevé la generación de
RILes).
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
6. 66
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
2.2. Características del RIL
Con la finalidad de caracterizar la carga contaminante asociada a cada RIL en
particular, se deberán presentar los resultados del análisis químico realizado al
efluente sin tratamiento.
Para efectos de la evaluación, se deberá identificar en ellos, la concentración de
todos los parámetros contenidos en la Norma Chilena Oficial NCh 1.333 “Requisitos
de Calidad del Agua para Diferentes Usos – Requisitos de Agua para Riego”, más
todos aquellos parámetros derivados del presente estudio.
Sin perjuicio de lo anterior, se requerirá un pronunciamiento particular con respecto
a los siguientes antecedentes y parámetros:
Caudal de descarga (m3
/día) _________
Período de Descarga (meses) _________
Contaminantes unidad valor
DBO5 ________ _________
Detergentes ________ _________
Fenoles ________ _________
Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) ________ _________
Sólidos en Suspensión (SS) ________ _________
Conductividad Específica (CE) ________ _________
pH ________ _________
En la Tabla 2.2 se detallan las concentraciones y/o rango de valores esperados
para los principales parámetros contaminantes, que son generados por la industria,
antecedentes que se respaldan en el Anexo B.
2-2
7. 66
2-1
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
Tabla 2.2
Rango de Variación de la Concentración de Contaminantes en RILes Agroindustriales sin Tratamiento, por Código CIIU
DBO5 SS A & G NTK P SO4 Deterg. CE Fenoles Cloruro
Tipo de Industria
(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
pH
mg/L dS/m mg/L mg/L
Código CIIU 1552
Elaboración de vino tinto
y blanco
256 - 13.600 364 - 1.385 - 39,2 - 58,1 - - 4,93 - 6,36 5,7 0,66 0.368 -
Fuente: Elaboración propia sobre la base de los antecedentes recopilados en literatura nacional, internacional y web, contenidos en el
Anexo B.
8. 66
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
2.3. Calidad Esperada del RIL a Tratar
Sobre la base de la discusión técnica asociada a cada elemento reconocido como
potencial contaminante, presentada en el Anexo B, y de los antecedentes
normativos evaluados, presentados en el Anexo D, se desarrolla un análisis de los
valores que deberían ser considerados y adoptados para efectos de descargar
RILes vitivinícolas en suelos con potencial agrícola, vía riego, con la finalidad última
de que no se desarrollen efectos adversos en el medio natural (suelo, agua, flora y
fauna).
El conjunto de estos antecedentes, se presenta en la Tabla 2.3, donde se ha
empleado la siguiente nomenclatura.
Criterios asociados a Efectos o Impactos
Persistencia (P)
Bioconcentración (Bc)
Bioacumulación (Ba)
Biomagnificación (Bm)
Movilidad (M)
Transformaciones (T)
Efectos Adversos (Ea)
Origen y Tipo (OT)
Criterios asociados a Riesgos
Volumen de Producción y/o Uso (Vp)
Formas de Exposición (Fe)
Población y Ecosistema Expuestos (Pe)
Al interior de la tabla citada, destacado en negrita, se presenta aquel agente o
agentes afectados que mayor incidencia tienen en el valor de concentración
recomendado, en el marco del presente estudio, para los parámetros identificados.
2-1
9. 66
Tabla 2.3
Identificación de los Principales Impactos Asociados a los Parámetros de Interés, según criterios de Efectos y Riesgos.
Según Efectos
Según
RiesgoParámetro Agente Afectado Principales aspectos
P Bc Ba Bm M T Ea OT Vp Fe Pe
Aguas
Una elevada carga se traduce en el agotamiento del oxígeno
disuelto en el agua, lo que impide la sobrevivencia de la flora y
fauna acuática.
X - - - X X X X X X X
Suelos
La presencia de materia orgánica (en estado húmico) es siempre
deseable, ya que por su intermedio se desarrollan procesos de
integración estructural del particulado fino, favoreciendo así las
propiedades de infiltración y retención de agua. También permite,
a través de la degradación, la entrega de micronutrientes
esenciales para las plantas. No obstante lo anterior, descargas
de materia orgánica fresca producen una fuerte competencia
entre los microorganismos del suelo con la planta, por lo que se
debe cuidar que la relación Carbono/Nitrógeno (C/N) se
mantenga en los rangos 8:1 a 15:1
- - - - - - X - X X X
Demanda Biológica
de Oxígeno (DBO5)
Atmósfera
Su presencia en exceso condiciona reacciones anaeróbicas, las
cuales pueden generar olores molestos
- - - - - - X - X - X
Detergentes (SAAM) Aguas
Los principales efectos perjudiciales corresponden a la
generación de espumas que dificultan la depuración natural o
artificial de los cauces y sirven para retener partículas, bacterias
y virus; dificultan la difusión del oxígeno en el agua e
incrementan, la cantidad de boro (presencia de perboratos como
agente blanqueante) y fosfatos en el agua. La adición de fosfato
al agua, especialmente en cuerpos lacustres y estuarios puede,
eventualmente, favorecer procesos de eutrofización. El principal
problema medioambiental es la bioconcentración y el hecho de
aumentar la toxicidad del 3,4-benzopireno.
X - - - X X X X X X X
2-1
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
10. 66
Suelos
Cuando las concentraciones de este parámetro son superiores a
0,5 mg/l generan espumas en las aguas de riego, afectando la
tensión supeficial de las partículas del suelo.
X - - - - - X - X X
Flora y Fauna
El uso de los compuestos tensoactivos en el agua, al ser
arrojados a los lagos y ríos dificulta la vida acuática ya que le
quita la grasa de las plumas a las aves acuáticas, provocándoles
que se escape el aire aislante de entre las plumas y que se
mojen, lo cual puede ocasionarles la muerte por frío o porque se
ahogan. El poder contaminante en los vegetales acuáticos
inhibiendo el proceso de la fotosíntesis originando la muerte de la
flora y la fauna acuáticas. A los peces les produce lesiones en
las branquias, dificultándoles la respiración y provocándoles la
muerte.
X - - - X X X X X X X
Fenoles Aguas
Cuando reaccionan con el cloro, que se añade como
desinfectante, forman clorofenoles que conlleva a un serio
problema porque dan al agua mal olor y sabor. Adicionalmente,
los clorofenoles son difícilmente degradables, particularmente el
2,4,5 – triclorofenol.
X - - - X X X X X X X
Suelos
Se reconoce que suelos grániticos y calcáreos son capaces de
retener y/o biodegradar los fenoles aplicados en bajas
concentraciones. A mayores dosis esta capacidad queda limitada
y en consecuencia los fenoles son lixiviados a través del suelo.
- - - - X - - - - - -
Flora y Fauna
Se reconocen efectos adversos asociados a envenenamiento
agudo del sistema nervioso en en peces, especialmente las
especies grasas como la trucha, el salmón y las anguilas.
X X X X X X X X X X X
2-2
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
11. 66
Tabla 2.3
Identificación de los Principales Impactos Asociados a los Parámetros de Interés, según criterios de Efectos y Riesgos (Continuación).
Según Efectos Según Riesgo
Parámetro Agente Afectado Principales aspectos
P Bc Ba Bm M T Ea OT Vp Fe Pe
Aguas
Niveles altos de nutrientes en el agua originan el proceso de
eutrofización del agua, el cual se caracteriza por un
crecimiento explosivo de algas, lo que trae como
consecuencia una acelerada desoxigenación e interferencia
al paso de la radiación solar por debajo de la superficie,
fenómenos que en conjunto producen la disminución de la
capacidad autodepuradota del medio y una merma en la
capacidad fotosintética de los organismos vivos acuáticos.
X - - - X X X X X X X
Suelos
La acumulación de nitritos puede ocurrir en cantidades
tóxicas cuando los compuestos conteniendo amonio son
añadidos a suelos con pH muy alto (alcalinos), lo que puede
atribuirse al efecto tóxico sobre las bacterias del tipo
nitrobacter.
X - - - X X X - - X -
Agricultura
Su aplicación en exceso puede ocasionar efectos
perniciosos en algunos cultivos, como son retardar la
maduración de los frutos al favorecer el crecimiento
vegetativo; disminuir la calidad del cultivo y, en casos
extremos, la muerte de la planta.
- - - - - - X - X X X
Flora y Fauna
El nitrógeno amoniacal es tóxico para los peces, debido a su
gran solubilidad en lípidos que lo capacita para difundir
rápidamente y cruzar las membranas celulares.
X X X X X X X X X X X
Nitrógeno Total
Salud Pública
La contaminación por nitratos, de las aguas superficiales y
aguas subterráneas, puede acarrear serios problemas para
la salud humana al desencadenarse procesos cancerígenos,
al transformarse (en el estómago) a nitritos.
X X X X - X X X X X X
2-3
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
12. 66
2-4
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
Atmósfera
La oxidación del nitrógeno puede generar N2O, gas muy
estable que difunde a la atmósfera y que participa en
reacciones de eliminación del ozono estratosférico.
X - - - X X X X X X X
Tabla 2.3
Identificación de los Principales Impactos Asociados a los Parámetros de Interés, según criterios de Efectos y Riesgos (Continuación).
Según Efectos Según Riesgo
Parámetro Agente Afectado Principales aspectos
P Bc Ba Bm M T Ea OT Vp Fe Pe
Aguas
En aguas superficiales, produce una disminución de la
transparencia así como modificaciones en el color, afectando
con ello a los organismos fotosintéticos
X - - - X X X X X X X
Suelos
Las distintas partículas se depositan directamente sobre el
horizonte superficial formando costras de diferente espesor,
reduciendo el espacio poroso, sellando e impidiendo el
intercambio gaseoso suelo-atmósfera, reduciendo o
anulando la permeabilidad e infiltración del agua, afectando
directamente la nitrificación y el crecimiento y desarrollo de
las plantas.
X - - - - X X X X X XSólidos Suspendidos
Infraest.
En riegos localizados (goteo o microaspersión) se produce la
obstrucción de los goteros con concentraciones mayores a
los 100 mg/l
X - - - - - X - X X X
Fuente:
Elaboración Propia sobre la base de los antecedentes contenidos en los Anexos B y
D.
13. 66
2-1
Sobre la base de lo anteriormente expuesto, en la Tabla 2.4 se presentan aquellos
valores recomendados por la consultoría para la disposición de RILes vitivinícolas
en suelos, vía riego.
Tabla 2.4
Resumen de la Concentración Máxima Recomendada para los Parámetros
Contenidos en los RILes Tratados a Disponer en Suelos, vía Riego, no
contemplados en la Norma Chilena NCH 1.333.
Parámetro Unidad
Concentración
Máxima
Recomendada
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5) mg/l 600
Detergentes (SAAM) mg/l 0,5
Fenoles mg/l 41
Nitrógeno Total (orgánico + inorgánico) mg/l 30 (1)
Sólidos Suspendidos Biodegradables mg/l 80
Notas:
(1) El nitrógeno contenido en el RIL “sin tratamiento” corresponderá al nitrógeno Kjeldahl.
El nitrógeno contenido en el RIL “tratado” corresponderá al nitrógeno total (nitrógeno
Kjeldahl + nitritos + nitratos).
Fuente: Elaboración Propia, sobre la base de los antecedentes contenidos en los
Anexos B y D.
2.4. Técnicas de Abatimiento de la Carga Contaminante
La literatura señala un amplio número de técnicas para el tratamiento de los RILes,
las cuales en forma combinada, permiten obtener altos niveles de eficiencia en el
abatimiento de los contaminantes. En términos generales, normalmente se recurre
a Tratamiento Primario, Secundario y Terciario, dependiendo de las características
(cantidad y calidad) de los componentes que deben ser abatidos. En el Anexo E se
presenta un análisis de las principales técnicas de abatimiento.
Evaluada la calidad esperada del RIL (sin tratamiento) vitivinicola y teniendo en
consideración la información dispuesta por la Superintendencia de Servicios
Sanitarios, referida a las industrias que poseen plantas de tratamientos de RILes,
considerando su proceso y eficiencia de funcionamiento, en el Anexo E se
desarrolla un ejercicio donde se modelan diferentes sistemas de abatimiento para
diferentes cargas de RIL a tratar, determinándose así el sistema de tratamiento
mínimo requerido para efectos de obtener un RIL a disponer con la calidad
propuesta.
Los porcentajes de eficiencia esperados para cada tipo de tratamiento analizado en
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
14. 66
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
forma individual, con respecto a los cuatro principales contaminantes
presentes en los RILes vitivinicolas, se presentan en la Tabla 2.6.
Tabla 2.6
Identificación de Tipos de Tratamiento para RILes Agroindustriales
DBO5 SSTipo de
tratamiento
Descripción
mg/l mg/l
Ph
SS
Separación de sólidos o
cribado
30 – 40% 30 – 40% -
N Neutralización - - 100%
FL Flotación 70 – 95% 85 – 95% -
FC Coagulación-Floculación 75 – 85% 85 – 95% -
FS Sedimentación física 25 – 70% 50 – 70% -
FSD
Sedimentación física con
desengrasadota
60 – 80% 65 – 85% -
LA Lodos activados 88 – 98% 85 – 95% -
UASB Reactor anaeróbico 70 – 90% 80 – 90% -
LE Lagunas de estabilización 86 – 95% 92 – 98% -
Fuente: Elaboración Propia sobre la base de los antecedentes contenidos en el Anexo E.
Cabe señalar que en el caso particular de los sólidos suspendidos, las técnicas
analizadas se verifican principalmente para la fracción biodegradable, por lo que se
debe tener en cuenta que aquella fracción inorgánica debe ser abatida vía
decantadores. Lo anterior es especialmente importante para los RILes generados
por el sector, los cuales producto de la fase de clarificación, incrementan los sólidos
suspendidos con partículas inorgánicas menores a 0,5 mm.
Finalmente, se debe señalar que para aquellos parámetros no abatidos
eficientemente por algunas de las técnicas anteriormente señaladas, o combinación
de las mismas (sistemas), como lo son los fenoles, y nutrientes, asociados a la
industria, se deberá establecer un sistema de tratamiento terciario específico, ya
sea del tipo electrodiálisis o carbón activado, para el caso de los fenoles, u osmosis
inversa para el caso de los nutrientes.
A modo de resumen, en la Tabla 2.7 se presentan los sistemas de tratamiento
mínimos requeridos por los RILes vitivinicolas, para diferentes cargas a tratar,
teniendo presente que el parámetro más restrictivo (más alejado de la
concentración propuesta) es el que impone el tratamiento último, y por ende, la
calidad neta del RIL tratado.
En ella se presentan sistemas de tratamiento que resultan ser eficientes para
diferentes rangos de concentración de contaminantes (a) y/o restricciones de
aplicación de algún sistema o tipo de tratamiento, en función de la concentración de
DBO (b).
2-2
15. 66
2-1
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
Tabla 2.7
Sistemas de Tratamiento Mínimo Requeridos por los RILes generados por el Sector Agroindustrial, por Código CIIU
Parámetro DBO (mg/l) SS (mg/l) NTK (mg/l) pH
Concentración Máxima en el RIL tratado 600 80 30 5,5-8,5
Concentración del Contaminante en el RIL a tratar
Tipo de Industria
Sistema de Tratamiento
Mínimo Recomendado
según Calidad del RIL
Eficiencia de
Abatimiento
Combinada DBO SS NTK pH
SS - N - LA
BDO: 92-99% SS:
90-97%
2,428.0 1,106.5 18.5 4.0
SS - N - FS - LA (a)
BDO: 94-100%
SS: 95-99%
8,800.0 1,510.0 48.7 4.0
SS - N - FS - LE (a)
BDO: 93-99% SS:
97-100%
8,800.0 1,510.0 48.7 4.0
SS - N - UASB - LA (a) (b)
BDO: 97-100%
SS: 98-100%
13,600.0 2,000.0 58.1 4.0
1552: Elaboración de
Vino ( c)
SS - N - UASB - LE (a) (b)
BDO: 97-100%
SS: 99-100%
13,600.0 2,000.0 58.1 4.0
(b) Señala que resulta indiferentes aplicar cualquiera de los tratamientos propuestos, ya que ambos son eficientes por separado.
(d) Señala que se debe aplicar sobre 12.000 mg/l de DBO
( c) En el evento de detectarse altas concentraciones de fósforo, fenoles y/o salinidad (CE) se deberán aplicar tratamientos terciarios
Fuente: Elaboración Propia a partir de los antecedentes contenidos en el Anexo E.
16. 66
2-1
2.5. Oferta Hídrica Disponible para Riego
La oferta hídrica constituirá el volumen de agua total generado por el sector
vitivinicola que deberá ser disipado vía riego, el cual estará constituido por el
volumen de agua de calidad derivado del proceso industrial, el eventual aporte de
las precipitaciones y la recirculación de las aguas de escurrimiento.
En este contexto, la oferta hídrica corresponderá a la suma de:
OH = VRIL + ppt + AR
Donde,
OH = Oferta hídrica, expresada en m3
/año
VRIL = Volumen de RIL, expresado en m3
/año
ppt = Precipitación sobre el tranque, expresado en m3
/año
AR = Agua de recirculación, expresado en m3
/año
2.5.1. Volumen de RIL tratado disponible para riego
El volumen de RIL de calidad es el obtenido después de que el RIL (sin
tratamiento) es sometido a los procesos de abatimiento. Para efectos de determinar
el volumen que aporta esta componente a la oferta hídrica total, se debe calcular el
volumen de RIL a partir de la cantidad de producto obtenido, los caudales de RILes
y la estacionalidad de la producción.
En la Tabla 2.8 se presenta un resumen de los volúmenes promedios generados en
los distintos tipos de agroindustrias descritas, en base a datos aportados por la
SISS, antecedentes que se respaldan en el Anexo C, y que deben ser
considerados sólo como referenciales, ya que al aplicar Buenas Prácticas de
Producción se espera que estos se reduzcan considerablemente.
Sobre la base de las demandas hídricas de los cultivos y de la estacionalidad de la
producción se determinará, posteriormente, los requerimientos de acumulación de
los excedentes temporales.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
17. 66
2-2
Tabla 2.8
Caudales Estimados y Estacionalidad de Generación de Riles en
Agroindustrias Catastradas
Tipo de Industria
Producción
(unidades -
ton - l/año)
Q total del
RIL (m3
/día)
Q medio
del RIL
(m3
/día)
Estacional.
(días/año)
Índice
medio R/P
(m3
/ton ó
l/l)
Código CIIU 1552
Elaboración de vino
tinto y blanco
2.837.024,0 8 – 224 55,4 30 - 120 1,9
Notas:
Qtotal = Caudal total generado por la agroindustria en periodo de alta producción
Qmedio = Caudal promedio ponderado de la relación caudal * estacionalidad de
las empresas que se pueden agrupar en una misma tipología.
R/P = Cantidad de RIL que se genera según unidad de producción (m3
/ton)
En viñas y pisco el Índice R/P se expresa en l/l.
En tabaco el Índice R/P se expresa en l/cigarrillo.
Estacionalidad.= Período en días de alta producción
Fuente: Elaboración Propia sobre la Base de los antecedentes aportados por la SISS, los cuales se
encuentran contenidos en el Anexo C
2.5.2. Precipitación
Como se señala más adelante (Capítulo 3), la demanda hídrica de los cultivos está
en íntima relación con las características agroclimáticas del entorno donde se
desarrolle la plantación (o disipación de agua), la cual normalmente se concentra
en los períodos de primavera verano, donde se produce un déficit hídrico por
ausencia o bajo aporte pluvial.
Teniendo en consideración que la oferta hídrica (RILes de calidad) presenta una
estacionalidad que, en muchos casos, es de carácter permanente durante el año,
con una media de 8 meses, se requerirá que el excedente sea almacenado en
tranques de acumulación, la cual se verá incrementada en los períodos de lluvia.
Los antecedentes sobre precipitación, se deben obtener desde las estaciones
meteorológicas cercanas al área de riego. Si no se dispone de esta información, se
debe recurrir a los datos de estudios agroclimáticos que entregan valores
promedios de la zona donde se ubica la agroindustria.
La precipitación en el tranque se calcula de la siguiente manera:
Pp T = Pp * S
Donde,
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
18. 66
2-3
Pp T = Volumen de Precipitación en el tranque expresada en m3
/año
Pp = Volumen de Precipitación expresada en m3
/ha/año
S = Superficie del tranque expresado en hectáreas (ha)
En la ecuación anterior, la Precipitación, expresada en m3
/ha/año, corresponde a la
multiplicación de la Precipitación, expresada en mm/año, por 10.
2.5.3. Agua de recirculación.
La mayoría de los sistemas de riego gravitacionales, presentan pérdidas de agua a
través de escorrentía superficial. Es por esto que con el objeto de evitar eventual
contaminación fuera de los límites del predio, se debe establecer un sistema de
captura y recirculación del agua escurrida, de manera que esta sea considerada
parte integral del sistema de riego.
Por otro lado, en la mayoría de los sistemas de riego tecnificado, no se presentan
problemas de escurrimiento superficial debido a que el diseño considera una tasa
de riego menor a la tasas de infiltración de la superficie suelo-planta.
Eventualmente, en el caso de riego por aspersión, diseñados en pendientes de 10
a 30%, podrían ocurrir escurrimientos superficiales, los cuales también deben
prevenirse construyendo sistemas de captura y recirculación.
Para dicha finalidad, se deben establecer zanjas interceptoras de los
escurrimientos, pozones de acumulación (al final del sistema de riego) y sistemas
de rebombeo (bombas y tubería de retorno), con fines de ser transferido al tranque
de acumulación (para una posterior re-utilización) o re-utilizado directamente en
otras porciones del terreno. Cabe señalar que en éste último caso, el sistema de
recirculación debe diseñarse para ser distribuida a toda la superficie de riego
planificada.
Si toda el agua de recirculación es almacenada (tranques), el bombeo puede ser
continuo y comenzar a conveniencia del operador. Por el contrario, si se ocupa en
el riego de otras áreas, este puede ser cíclico, sin embargo es menos flexible que el
primero.
La principal variable de diseño para los sistemas de recirculación, son el volumen
de agua a recuperar y la duración del flujo de ésta. Los valores esperados de estos
parámetros para una buena operación del sistema, dependen de la tasa de
infiltración del suelo.
Una guía para la estimación del volumen de recirculación, la duración del flujo y
una propuesta de máximos volúmenes de diseño son presentados por EPA (1982),
antecedentes que se reproducen en la Tabla 2.8.
Tabla 2.8
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
19. 66
2-4
Factores de diseño recomendados para sistemas de recirculación de
aguas residuales
Permeabilidad
Clase
Tasa
(cm/h)
Rango de
textura
Duración
máxima del
flujo,% de
tiempo de
aplicación
Estimación
de volumen,
% del
volumen de
aplicación
Propuesta de
diseño de
volumen, %
de volumen
de aplicación
Muy lento a
lento
0,15 -0,5
Arcilloso a
franco arcilloso
33 15 30
Lento a
moderado
0,5-1,5
Franco
arcilloso franco
limoso
33 25 50
Moderado a
moderadamente
rápido
1,5-15
Franco limoso
a franco
arenoso
75 35 70
Fuente: Extractado de “Environmental Protection Agency, USA, 1982. Engineering and Design –
Process Design Manual for Land Treatment of Municipal Wastewater. Mayo 1982”.
Los resultados presentados en la tabla anterior se determinan producto de la menor
eficiencia de aplicación de riego esperada en suelos arenosos respecto a los
arcillosos. Por lo tanto, para lograr una eficiencia de riego global del sistema, a
niveles razonables para este tipo de proyectos (de un 70% por ejemplo) y
considerando un mismo volumen de agua a descartar, el sistema de recirculación
(capacidad de bombeo y conducción) deberá ser de mayor dimensión para suelos
arenosos respecto a aquellos de texturas más finas.
Finalmente se debe recomendar que las estructuras de conducción de las aguas de
escurrimiento a los pozones, así como también las estructuras de conducción de
las aguas a los sectores de riego, sean revestidas de manera tal que las únicas
zonas que puedan presentar riesgo de percolación sean las áreas de riego, riesgo
que se encontrará restringido en la medida que se implementen y apliquen buenas
prácticas de riego y monitoreo del mismo.
Lo anterior obedece al hecho de que si en ambas situaciones (conducción de
aguas de riego y conducción de aguas de derrame) la conducción se realiza con
excavaciones en tierra, aumenta el riesgo de que se produzcan infiltraciones
significativas, atendiendo al régimen de saturación permanente que se genera, a
los mayores caudales que se movilizan y al mayor tiempo de residencia en el
sistema de estas últimas con respecto a lo que se verifica en un surco de riego,
donde las variables se encuentran acotadas.
CAPÍTULO 3
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
20. 66
3-5
3. CARACTERIZACIÓN DE LA DEMANDA HÍDRICA
La demanda hídrica se define como la cantidad de agua necesaria para que los
cultivos desarrollen su máximo potencial productivo, manteniendo los factores de
producción constantes.
La demanda hídrica define la capacidad del sistema para abatir un volumen
determinado de RILes, evitando contaminación fuera del área de aplicación, ya sea
en profundidad hacia las napas o por escurrimiento al exterior de la propiedad.
3.1. Antecedentes para la Determinación de la Demanda Hídrica
La información requerida para estimar la demanda hídrica es la siguiente:
Ubicación geográfica de la agroindustria.
Distrito agroclimático donde se localiza la agroindustria.
Caracterización de suelo.
Cultivo.
Método de riego.
3.1.1. Ubicación geográfica
La localización geográfica de la industria determina las condiciones agroclimáticas
y edafológicas donde se desarrollará el proyecto de disipación de las aguas
residuales de calidad vía riego. La variable agroclimática resulta determinante en
los cálculos de demanda hídrica; por su parte, las características edafológicas
inciden en la adaptabilidad de cultivos.
Como se desprende de los antecedentes presentados en el Anexo F, nuestro país
presenta una alta variabilidad espacial, tanto en el sentido norte-sur como en el
este-oeste, lo que le confiere la particularidad de presentar una gran
heterogeneidad en la estructura suelo-clima.
No obstante lo anterior, el análisis se centra en la caracterización de tres
macrozonas, las cuales se individualizan como:
Macrozona norte, correspondiendo desde la I a la IV región
Macrozona centro, correspondiendo desde la V a la VII región
Macrozona sur, correspondiendo desde la VIII a la XII región.
3.1.2. Caracterización agroclimática
El clima influye en las necesidades, aptitudes y restricciones que ofrece a los
cultivos en la zona donde serán dispuestos. Las aptitudes y restricciones definen
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
21. 66
3-6
que tipo de cultivo se puede establecer, mientras que las necesidades
indican los requerimientos del cultivo para desarrollarse. En este último concepto,
tiene importancia las necesidades hídricas, las cuales deberán ser satisfechas con
el aporte entregado a través del riego con agua de RILes de calidad.
En el Anexo F se presenta abundante información general con respecto a cada una
de las macrozonas evaluadas, sin embargo, el desarrollo de un proyecto de
disipación en particular deberá considerar el acotar estrictamente las variables de
mayor interés, en orden a referenciarlo a las estaciones climáticas o agroclimáticas
más cercanas.
Entre los elementos de mayor interés destacan las precipitaciones y la
evapotranspiración, las cuales deberán ser referidas mes a mes. Estos
antecedentes se encuentran contenidos en múltiples estudios agroclimáticos
realizados en el país, a diferentes escalas de trabajo (CIREN, INIA, Santibañez-U.
de Chile), sin embargo, sólo se dispone de información confiable para un rango de
cobertura comprendido entre las V y VIII regiones.
En el evento de que la información (asociada al área en particular) no se encuentre
disponible, se deberá acceder a información primaria, proveniente de las
estaciones climáticas y agroclimáticas cercanas, y proceder, por medio de fórmulas
empíricas, a determinar los parámetros de interés.
3.1.3. Caracterización de los suelos
Los suelos de Chile son extraordinariamente diversos debido a la gran cantidad de
procesos que han intervenido en su origen, existiendo un gran número de zonas
adecuadas para la mayoría de los cultivos.
El tipo de suelo tiene implicancia en las aptitudes y restricciones que ofrece a los
cultivos a establecer. Además, el suelo actúa como un ente que provoca
abatimiento de los componentes del agua de RIL, debido a sus propiedades de
sorción, degradación y dilución.
En el Anexo F se presenta abundante información general con respecto a cada una
de las macrozonas evaluadas, sin embargo, el desarrollo de un proyecto de
disipación en particular deberá considerar el acotar estrictamente las variables de
mayor interés, en orden a realizar un estudio agrológico del sector, de manera de
caracterizar las condiciones edáficas particulares del lugar. Lo anterior, se deberá
acompañar de una amplia caracterización de la Línea de Base físico-química de
suelos.
Cabe señalar que en las bases de datos de CIREN-CORFO existe abundante
información bibliográfica y cartográfica disponible, que puede actuar como primer
apoyo para la caracterización del sitio escogido, sin embargo, esta deberá
necesariamente ser acotada al terreno en particular. Lo anterior obedece al hecho
de que la información comercial se desarrollo a escala 1:50.000 o 1:20.000, escalas
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
22. 66
3-7
de trabajo insuficientes para caracterizar adecuadamente las áreas de
disposición final.
Se recomienda que los estudios de suelos se desarrollen a escala 1:5.000 a
1:10.000, dependiendo de la homogeneidad esperada del terreno y del tamaño del
proyecto.
3.1.4. Selección de cultivos
El cultivo corresponde a un organismo de origen vegetal, de tipo arbóreo, arbustivo
o herbáceo que tiene la capacidad de ser un ente disipador del agua en el suelo, ya
que absorbe el agua existente en las zonas de raíces para satisfacer sus
requerimientos hídricos de evapotranspiración.
La selección de los cultivos a establecer dependerá de tres parámetros: clima,
suelo y las características físico-químicas del RIL tratado. La implicancia de los dos
primeros se explico en los acápites anteriores, mientras que las características
físico-química del efluente de calidad se relacionan con el nivel de tolerancia que
debe poseer la especie, frente a algunos parámetros contaminantes, para efectos
de no manifestar pérdidas en crecimiento y mermas en la producción.
La capacidad de disipar agua de un cultivo se encuentra determinada por la
Evapotranspiración de cultivo, parámetro que posee un factor climático y otro
fisiológico, los cuales son representados en la siguiente ecuación:
ETc = ETo * Kc
Donde,
ETc = evapotranspiración de cultivo, expresada en mm/mes
ETo = evapotranspiración potencial, expresada en mm/mes
Kc = coeficiente de cultivo (adimensional)
Como se señala en el acápite 3.2, para la determinación de la evapotranspiración
potencial se debe recurrir a la información de las estaciones meteorológicas del
área del proyecto. Si no existiese esta información, se recomienda utilizar la
Cartografía de la Evapotranspiración Potencial en Chile de CIREN-CORFO (1997)
o en su defecto las fórmulas empíricas existentes.
Por otro lado, las magnitudes de Kc están relacionadas directamente con las
características del cultivo (especie, variedad y desarrollo fenológico), aspectos
climáticos (humedad relativa del aire y velocidad del viento) y la disponibilidad de
agua en suelo por riego o precipitaciones. La caracterización de este parámetro,
como se señala en el Anexo F, se analiza a través de la construcción de una curva
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
23. 66
3-8
de presentación, considerando todas las etapas fenológicas de la especie.
A modo de referencia, en la Tabla 3.1 se presentan algunos valores de Kc
característicos de algunas especies de cultivo.
Tabla 3.1
Valores de Kc para algunas especies de interés
Etapa
Fenológica
Eucalipto
(1)
Coníferas
(2)
Especies
Perennes
(3)
Especies
Caducas
(4)
Vides
Viníferas
(5)
Olivos
(6)
Kc 1 0,60 1,00 0,60 0,45 0,30 0,65
Kc 2 1,10 1,00 0,80 0,95 0,70 0,70
Kc 3 0,60 1,00 0,70 0,70 0,45 0,70
Nota (1) Valor obtenido del estudio “Balance Hídrico Embalse Ovejería”, ATM Ingeniería, para
Codelco Chile – División Andina.2000 y actualizaciones. En zonas extremas (frío o
heladas) se puede detener la evapotranspiración, por lo que el Kc 3 puede llegar a 0.
(2) Valor obtenido de FAO 56. Se señala que dependiendo de las condiciones locales, el
valor puede ser más bajo.
(3) Valor obtenido de FAO 56 (Palto, cítricos)
(4) Valor obtenido de FAO 56 (manzanos, perales)
(5) Valor obtenido de FAO 56.
(6) Valor obtenido de FAO 56.
De acuerdo a referencias bibliográficas y a experiencias de terreno, se ha
determinado que el eucalipto es una especie de alta demanda hídrica y rusticidad,
por lo que se recomienda priorizar la utilización de esta especie en los proyectos de
disipación de aguas residuales. Su elevada tasa de evapotranspiración, permite
minimizar la superficie destinada a riego, reduciendo los costos del proyecto.
Finalmente, cabe mencionar que para los fines del presente proyecto, se deben
excluir aquellas especies de hortalizas y frutas que crecen a ras de suelo y que
sirven para la elaboración de platos preparados o de consumo directo, en cuanto el
Decreto Supremo Nº 105 de fecha 22 de enero de 1997 requiere que estos locales
cuenten con una autorización específica del Servicio de Salud del Ambiente, y que
sólo podrán abastecerse de predios con abastecimiento propio de agua,
proveniente de pozos, cuya calidad bacteriológica debe ser debidamente
certificada, requiriéndose además un aislamiento total de “cualquier sistema de
canales de riego, acequias o canales de aguas servidas”.
3.1.5. Método de riego
Una de las características principales que diferencia un sistema de riego a otro, es
la eficiencia de aplicación, que es la cantidad de agua útil para el cultivo que queda
en el suelo después de un riego, en relación al total de agua que se aplicó.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
24. 66
3-9
En la Tabla 3.2 se presentan las eficiencias de diseño para diferentes métodos de
riego, criterios que en extenso se desarrollan en el Anexo G.
Tabla 3.2.
Eficiencia de diseño (%) de diferentes métodos de riego.
Métodos
superficiales
Eficiencia de
diseño (%)
Métodos
presurizados
Eficiencia de
diseño (%)
Tendido 35-40 Aspersión 65-75
Bordes 45-60 Pivote central 70-80
Platabandas 40-55 Microaspersión 65-75
Surcos 40-55 Microjet 60-70
Tazas 60-70 Goteo 95-98
El método de riego a escoger dependerá del tipo de suelo y de las características
físico-químicas del RIL tratado.
Depende del suelo, porque no todos los métodos de riego se
pueden adaptar a cualquier suelo, en especial aquellos suelos con
alta pendiente, donde se limita el uso de métodos gravitacionales.
Depende del tipo de RIL tratado porque en este pueden existir
elementos que afecten el correcto funcionamiento del sistema. Un
ejemplo de esto, es el posible taponamiento de goteros en sistemas
regados con RILes que contienen altos contenidos de sólidos
solubles.
En términos generales, se recomienda el implementar sistemas de riego
tecnificado, debido a que conjuntamente con la alta eficiencia de aplicación
presentan una alta eficiencia de distribución, entendiendo por esta última, a la
uniformidad con que es dispuesta el agua de riego en el terreno.
Si la elección del sistema de riego se basa en métodos gravitacionales, se debe
tener presente que la cabecera de los cuarteles normalmente recibirá más agua
que las colas de los mismos, ya que la carga de agua permanece más tiempo
sobre ella.
El efecto descrito, se esquematiza en la Figura 3.1 donde se presenta la gradiente
de profundidad de la humedad esperada en un suelo de características
homogéneas, considerando la ocurrencia de dos tipos de carga de agua: normales
y excesivas.
Figura 3.1.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
25. 66
3-10
Esquema General de Eficiencia de Distribución del Agua de Riego
mediante Sistemas Gravitacionales (considera cargas normales y/o
excesivas)
En el caso A, se asume la existencia de un control de los principales factores que
afectan la infiltración. Es decir, se establecen límites a los caudales entrantes,
frecuencia y tiempo de riego, de modo que a finales del cuartel se mantenga una
profundidad de mojado mínima. De este modo, en la cabecera del cuartel, no se
alcanza una profundidad límite máxima.
En el caso B, no existe mayor regulación de los factores mencionados. En
consecuencia, se espera que habitualmente se superen las profundidades de
captación de agua por parte de las raíces, lo que constituye un serio riesgo a la
percolación profunda de las aguas.
De elegirse algunos de los sistemas de riego del tipo gravitacional, por ejemplo
surcos, la optimización prevista para el riego debe considerar el incremento en la
uniformidad con que el agua ingresa al perfil en tiempo y volumen, de manera que
el resultado del monitoreo siempre presente un comportamiento similar al caso A.
En este sentido se podría implementar:
acortar la longitud de los surcos, de manera de disminuir el tiempo
de residencia del agua sobre la cabecera del sistema.
aumentar los caudales de riego (no erosivos) evaluando el nuevo
tiempo que este podría escurrir sobre el sistema.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
26. 66
3-11
3.2. Demanda Hídrica Neta
La demanda hídrica neta depende del cultivo establecido, ya que se obtiene a
través de la diferencia entre la Evapotranspiración de cultivo (ETc) y el aporte de la
precipitación, particularmente, de la precipitación efectiva.
Para el cálculo de la precipitación efectiva, se emplean diversos criterios. Este
parámetro no se obtiene directamente de las estaciones meteorológicas, por lo que
es necesario realizar un cálculo teórico.
En el presente estudio se han establecido tres macrozonas (Anexo F), de acuerdo
a la geografía del país, las cuales por sus características edafoclimáticas,
determinan un criterio de estimación particular para el cálculo de la precipitación
efectiva.
Tanto en la macrozona I, como la II se recomienda proceder al cálculo de la
precipitación efectiva según el método propuesto por Blaney y Criddle, cuya
aplicabilidad se ajusta especialmente a zonas áridas y semiáridas. El cálculo se
realiza a partir de la precipitación real mensual expresada por la siguiente ecuación:
Y = -0,0032 * X2
+ 1,1415 * X
Siendo,
Y = Precipitación Efectiva Mensual, expresada en mm
X = Precipitación Real Mensual, expresada en mm
En la macrozona III, en cambio, considerando que en esta área del país, casi la
totalidad de los suelos presentes poseen características de trumaos y ñadis, el
factor suelo tiene una incidencia importante, por su alta capacidad de retención de
humedad, la que supera en algunos casos hasta el 100% del peso seco, logrando
una considerable disminución en las pérdidas ocurridas por percolación profunda.
Dado lo anterior, se recomienda la aplicación del método desarrollado por Blaney y
Criddle modificado por Merlet y Santibáñez, 1986, ya que considera el alto
contenido de materia orgánica en los horizontes superficiales de estos suelos, por
sobre el 15% en peso seco.
La fórmula que expresa el método de Blaney y Criddle modificado por Merlet y
Santibañez es la siguiente:
Y = - 0,0022 * X2
+ 1,0903 * X
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
27. 66
3-12
Siendo,
Y = Precipitación Efectiva, expresada en mm
X = Precipitación Media Mensual, expresada en mm
Una vez calculados los valores de precipitación efectiva, se puede aplicar la
fórmula que permite el cálculo de la demanda hídrica neta, la cual corresponde a la
siguiente ecuación:
DHN = Etc - Pef
Donde,
DHN = Demanda hídrica neta, expresada en m3
/ha/mes
ETc = Evapotranspiración de cultivo, expresada en m3
/ha/mes
Pef = Precipitación efectiva, expresada en m3
/ha/mes
3.3. Demanda Hídrica Bruta
La demanda hídrica bruta o tasa de riego, nos da cuenta del volumen de agua que
es preciso aplicar a una superficie unitaria de cultivo (1 hectárea), para satisfacer
su demanda hídrica neta. Esta demanda hídrica depende de la eficiencia de
aplicación del riego (método de riego empleado) y de la demanda hídrica neta.
TR = DHN / Efr
Siendo,
TR = Demanda hídrica bruta o tasa de riego, expresada en m3
/ha/mes
DHN = Demanda hídrica neta, expresada en m3
/ha/mes
Efr = Eficiencia de aplicación de riego, expresada en porcentaje (%)
La eficiencia de riego reconoce el volumen de agua que aplicado a un cultivo, con
un determinado sistema de riego, queda efectivamente retenido en la zona
radicular, disponible para las plantas. Por consiguiente, las eficiencias de riego
dependen directamente del método de riego empleado y la calidad de su
implementación y operación.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
28. 66
4-1
CAPÍTULO 4
4. BALANCE HÍDRICO Y SUPERFICIE DE RIEGO
4.1. Balance Hídrico
El objetivo de realizar un balance hídrico es determinar la superficie requerida para
lograr descartar el volumen de agua residual generado por el sector agroindustrial.
Este descarte debe permitir el equilibro y estabilidad interanual en los volúmenes
de agua generada (y/o embalsada) y los dispuestos en terreno.
Por otra parte, el sistema de aplicación del agua (riego) debe realizarse con la
suficiente racionalidad y eficiencia, de tal manera que permita optimizar el descarte
y minimizar las fugas desde el sistema, tanto por percolación como por
escurrimiento.
Los mecanismos detallados de cómo realizar un adecuado balance hídrico, se
presentan en el Anexo F.
En el óptimo, se debe satisfacer la ecuación:
OH = DHB * S
Donde,
OH = Oferta hídrica, expresada en m3
/año
DHB = Demanda hídrica bruta, expresada en m3
/ha/año
S = Superficie de riego, expresada en hectáreas (ha)
4.2. Superficie a Regar
La superficie de riego depende de la cantidad de agua disponible para satisfacer
las necesidades hídricas del cultivo establecido. Esta agua disponible es la relación
entre la oferta hídrica y la demanda hídrica bruta.
Cabe señalar que esta superficie es neta, ya que la superficie bruta incluye un área
no cultivable, que corresponde a caminos, canales, construcciones, etc.
Para reconocer la superficie de riego potencial requerida, basta con despejarla de
la fórmula matemática anteriormente presentada, la cual se expresaría como:
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
29. 66
4-2
S = OH / DHB
Donde,
S = Superficie de riego, expresada en hectáreas (ha)
OH = Oferta hídrica, expresada en m3
/año
DHB = Demanda hídrica bruta, expresada en m3
/ha/año
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
30. 66
5-1
CAPÍTULO 5
5. SELECCIÓN DEL SITIO Y PROGRAMACIÓN DEL RIEGO
5.1. Selección del sitio
Sobre la base de la calidad restringida que poseen las aguas a emplear en el
proyecto de disipación de RILes vía riego, la selección del sitio dentro de la
propiedad de la empresa, debe desarrollarse, esencialmente, en función de criterios
ambientales.
Como recomendación general, considerando aquellos aspectos ambientales más
relevantes, se encuentran:
Priorizar los sectores de mayor altura, considerando que los
sectores bajos representan mayor cercanía con napas de agua
subsuperficiales y constituyen puntos de acumulación natural de
agua.
No obstante lo anterior, se estima que un sitio es apto para la
implementación de un proyecto de riego con RILes agroindustriales,
sí la distancia mínima a las napas subsuperficiales, en su nivel más
alto dentro de las fluctuaciones estacionales normales, es de 3
metros.
Respecto a la presencia de napas subterráneas profundas, se
deberá priorizar aquellos sitios donde la napa se encuentre a mayor
profundidad.
Adicionalmente, se deberá identificar la dirección del flujo de la
napa y ubicar el área de riego en aquel punto que permita
maximizar la distancia de ésta con respecto al pozo de monitoreo,
al interior de la propiedad.
Este diseño permitirá maximizar la captación o monitoreo de
potenciales infiltraciones derivadas del riego.
Seleccionar áreas de topografía y microrrelieve regular. La
irregularidad implica mayores problemas en el diseño del riego,
aumentando los riesgos de infiltración y escurrimiento superficial.
Favorecer el uso de sectores que presenten perfiles de suelo de
mayor profundidad. Un suelo más profundo tiene mayor capacidad
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
31. 66
5-2
de abatimiento de contaminantes y almacenamiento de agua, lo
que permite mayor flexibilidad en la programación del riego.
Seleccionar preferentemente sectores que presenten suelos de
permeabilidad moderada. En perfiles de suelos muy permeables, se
presenta mayor riesgo de contaminación por percolación. En
perfiles de suelos con menor permeabilidad superficial puede
implicar problemas de baja velocidad de infiltración, aumentando
los riesgos de pérdida por escurrimiento.
En ambos casos se recomienda modificar la frecuencia del riego, de
tal manera de distribuir la carga de agua, aplicada en forma
mensual, en un mayor o menor número de riegos, según sean
suelos muy permeables (arenosos) o poco permeables (arcillosos),
respectivamente.
5.2. Programación del Riego
Al igual que en la selección del sitio, la programación del riego debe considerar en
su diseño, conjuntamente con los criterios agronómicos normales, criterios de
carácter ambiental. En este contexto, y en la medida de lo pertinente, se incorporan
algunos de ellos.
Una vez determinada la tasa de riego mensual (TR), según se explicita en el
Capítulo 3.3, se debe establecer la frecuencia y tiempo de riego con que la
superficie identificada debe ser regada, teniendo en especial consideración las
condiciones edafológicas del predio.
Esta programación resulta de alta importancia, debido a que permite determinar la
distribución óptima del agua a aplicar a los cultivos vía riego, en función de la
capacidad de almacenamiento del suelo, cumpliendo el doble objetivo de dejarla
plenamente disponible para las plantas y a la vez, reducir el riesgo de percolación
profunda.
La programación del riego es entonces un procedimiento que permite establecer el
momento oportuno del riego y la carga de agua a aplicar a los cultivos en un
momento particular.
5.2.1. Frecuencia de riego
La frecuencia de riego permite estimar el número de días transcurridos entre dos
riegos consecutivos. Se puede estimar de la siguiente forma:
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
32. 66
5-3
FR = Ln / TRd
Siendo,
FR = Frecuencia de riego, expresada en días
Ln = Lámina neta, expresada en mm
TRd = Tasa de riego diaria, expresada en mm/día
En los métodos de riego gravitacionales, el suelo se utiliza como un estanque que
almacena el agua que se aplica en cada riego. La capacidad de este estanque
determina cuántos días pueden transcurrir entre un riego y otro.
En riegos de alta frecuencia, como es el caso de los métodos por goteo y
microaspersión, el suelo no necesariamente actúa como un reservorio de agua, ya
que el agua es aplicada frecuentemente para mantener un alto contenido de
humedad en el suelo, cercana a capacidad de campo. En consecuencia, y en
general, el riego por goteo tiene una frecuencia diaria.
5.2.2. Estimación de la lámina neta
La lámina neta corresponde al volumen de agua, expresado como altura por unidad
de superficie, que es capaz de almacenar un suelo de cierta profundidad.
Conceptualmente, un suelo arcilloso tiene una mayor capacidad de
almacenamiento de agua que un suelo arenoso, lo cual esta regulado
preferentemente por el espacio microporoso.
En forma cuantitativa la lámina neta o capacidad de almacenamiento del suelo se
puede estimar como:
Ln = ((CC-PMP) / 100) * Da * Ps
Donde:
Ln = Lámina neta, expresada en cm
CC = Contenido de agua en el suelo a capacidad de campo, expresada en
porcentaje (%).
PMP = Contenido de agua en el suelo a punto de marchitez permanente,
expresado en porcentaje (%).
Da = Densidad aparente del suelo, expresada en g/cm3
Ps = Profundidad del suelo, expresada cm.
La capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PMP) y densidad
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
33. 66
5-4
aparente (Da) son definidas como propiedades físico-hídricas del suelo.
Estas propiedades se deben obtener a través de análisis de laboratorio. A modo
referencial, en Tabla 5.1 se presentan algunos antecedentes empíricos asociados a
los componentes texturales del suelo.
Tabla 5.1
Propiedades físicas para diferentes texturas
Textura
Da
(g/cm3
)
CC
(%)
PMP
(%)
Arenoso 1,5-1,8 6-12 2-6
Franco-arenoso 1,4-1,6 10-18 4-8
Franco 1,0-1,5 18-21 8-12
Franco-arcilloso 1,1-1,4 23-31 11-15
Arcillo-arenoso 1,2-1,4 27-35 13-17
Arcilloso 1,1-1,4 31-39 15-19
Fuente: Ortega y Acevedo, 1999.
Se debe destacar que los suelos de la zona sur (ñadis y trumaos) presentan un
comportamiento muy diferente a los presentes en la zona norte y centro, para
texturas equivalentes, observándose regularmente valores de Da que fluctúan entre
0,4 y 0,8 g/cm3
en horizontes superficiales, los cuales se incrementan a valores que
varían entre 0,5 a 0,8 g/cm3
en los horizontes subsuperficiales. La CC varía entre
65 y 250% y el PMP entre 26 y 85% (Arancibia, 1990).
Sobre la base de estos antecedentes se puede deducir que la lámina de agua en
suelos arenosos dura menos días que en suelos arcillosos y en consecuencia,
estos suelos deberán regarse más frecuentemente. En el mismo sentido se puede
deducir que los suelos de la zona norte y centro se secan más rápido que los de la
zona sur, en consecuencia los primeros deberán ser regados con mayor frecuencia.
Se debe señalar que en suelos estratificados, el calculo de la lámina de agua se
debe establecer para cada una de las estratas presentes. La lámina total se obtiene
por agregación de los antecedentes parciales, según la profundidad que se desea
mojar.
Cabe mencionar además, que la profundidad de suelo (Ps), como máximo debe
ajustarse a la profundidad que han alcanzado las raíces del cultivo, puesto que esta
será la fracción realmente útil para los fines del proyecto.
Cuando el suelo es poco profundo, disminuye el volumen de suelo que puede ser
explorado por las raíces y en consecuencia también disminuye su patrón de
extracción de agua. En este escenario se debe aumentar la frecuencia de riego, a
la vez que se debe disminuir la tasa de aplicación por oportunidad (riego).
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
34. 66
5-5
5.2.3. Tiempo de riego
El tiempo de riego se estima en función de la velocidad de infiltración que posee el
agua en el suelo, el cual es altamente dependiente de la textura y de las
condiciones de humedad del mismo. Para su determinación se deben implementar
pruebas de infiltrometría en terreno, las cuales consisten en general, en medir la
velocidad de avance del agua en profundidad, a partir de una lámina de agua
conocida.
Los métodos de medición pueden ser del tipo cilindro, cuando el método de riego
escogido es por inundación o del tipo surco infiltrómetro cuando el método de riego
es por surcos. Cuando el método de riego escogido es mecanizado (aspersión,
goteo, microjet) se recomienda hacer pruebas de gasto con diferentes tamaños de
emisores.
A modo referencial, en la Tabla 5.2 se presentan algunos valores generales de la
velocidad de infiltración para diferentes texturas del suelo, los cuales podrían
incrementarse en un 25% si están bajo cultivo de praderas, o disminuir un 25%
cuando la pendiente del terreno es mayor al 5%.
Tabla 5.2
Velocidad de infiltración estabilizada para diferentes texturas
Textura
Velocidad de Infiltración estabilizada
(cm/hr)
Arenas gruesas o algunos trumaos 3,0 – 7,0
Arenas medias 2,0 – 3,0
Arenas finas 1,5 – 2,0
Franco arenosos finos 0,8 – 1,5
Franco limoso 0,6 – 1,0
Franco arcilloso 0,3 – 0,6
Arcillas densas no agrietadas Menor de 0,3
Fuente: Vinilit, 1988.
Con los datos obtenidos en el terreno se puede aplicar la ecuación general que
representa la infiltración del agua en el suelo que tiene la siguiente forma:
Vi = Ki * Tn
Donde:
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
35. 66
5-6
Vi = Velocidad de infiltración, expresada en cm/minuto
Ki = Constante que representa la velocidad de infiltración al primer minuto.
T = Tiempo, expresado en minutos
n = Pendiente de la curva de velocidad de infiltración versus tiempo.
Conociendo esta ecuación se puede obtener, por integración, la infiltración
acumulada en función del tiempo.
La función que define la infiltración acumulada se expresa de la siguiente manera:
Ln = C * TRb
Donde:
Ln = Lámina neta, expresada en cm.
C = Constante que representa la lámina de agua infiltrada en el primer minuto.
TR = Tiempo de riego, expresado en minutos
b = Pendiente de la curva de infiltración acumulada versus tiempo
Obtenida esta ecuación es posible despejar el tiempo necesario para que se infiltre
en el suelo la lámina de riego requerida, es decir:
TR = (Ln / C) 1/b
Cabe señalar que, en cuarteles donde existan dos o más fases de suelo, con
propiedades diferenciadas para el paso del agua, la unidad con mayor restricción
será la que debe utilizarse para la programación de los riegos.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
36. 66
6-1
CAPÍTULO 6
6. PLAN DE SEGUIMIENTO AMBIENTAL, DE PREVENCIÓN DE
RIESGOS Y DE MEDIDAS ANTE CONTINGENCIAS.
El plan de seguimiento, prevención de riesgos y de medidas ante contingencias, se
refieren a lo siguiente:
El primero, dice relación con la implementación de un programa de monitoreo, cuya
función es asegurar que las componentes, variables y parámetros ambientales
relevantes asociados al proyecto de riego, evolucionen dentro de los márgenes
estimados, sin presentar efectos adversos en la población o en el medio ambiente.
El segundo, corresponde a la definición de un plan de prevención de riesgos, cuya
finalidad es evitar que se presenten, debido a las actividades del proyecto, efectos
desfavorables en la población o en el medio ambiente.
Y el tercero, corresponde a la definición de un plan de medidas ante contingencias,
que tiene por objetivo permitir la intervención eficaz en los sucesos que alteren el
desarrollo normal del proyecto de riego, en tanto puedan causar daños a la vida, a
la salud humana o al medio ambiente.
El personal que administrará y ejecutará el Proyecto de riego con RILes
agroindustriales, deberá estar interiorizado y capacitado en lo respectivo a los
Planes de Prevención de Riesgos y Plan de Manejo de Contingencias
desarrollados y adoptados por la Agroindustria. Para estos efectos es pertinente
efectuar programas de capacitación permanente y contar con los siguientes
manuales:
Manual de Operación del Sistema. Este manual permitirá realizar
una correcta operación del sistema de producción y disipación,
disminuyendo la probabilidad de ocurrencia de eventos críticos.
Manual de Prevención de Riesgos. Este manual permitirá adoptar
medidas para evitar probables riesgos asociados al desarrollo de
las distintas actividades del proyecto.
Manual de Manejo de Contingencias. Este manual permitirá
disponer de los pasos a seguir ante la ocurrencia de un evento
crítico (contingencia) en el sistema, con el objetivo de minimizar las
posibles consecuencias negativas de un hecho fortuito.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
37. 66
6-2
6.1. Plan de Monitoreo
El plan de monitoreo consiste en llevar a cabo un seguimiento a través de medición
y control, a lo largo del tiempo, de parámetros representativos que caracterizan el
estado y evolución de las componentes ambientales relevantes asociadas a la
ejecución del proyecto de riego.
En primer lugar, el plan de monitoreo debe definir las componentes ambientales
relevantes que pueden verse afectadas por la ejecución del proyecto de riego y que
serán objeto de medición y control. Dicha definición debe ir asociada a su
respectiva área de influencia, la que además debe considerar las características
específicas del lugar de emplazamiento del proyecto.
Los límites específicos de estas áreas de influencia tendrán escalas variables,
según sea el medio o componente potencialmente afectado, y dependerá
directamente de la orografía, topografía, acuíferos, permeabilidad, tipo de suelo,
patrón de cultivo del área, demografía, entre otros. Cada una de estas variables
influye en la vulnerabilidad del entorno, determinando la envolvente de riesgo que
se puede considerar como área de influencia del proyecto.
Las componentes del medio ambiente relevantes a monitorear son:
Agua de riego
Suelo
Aguas subterráneas
6.1.1. Aguas para riego.
Para evaluar la calidad del RIL destinado a riego, se deben realizar muestreos
periódicos en el punto de salida de éste, posterior a todos los tratamientos
establecidos para abatir contaminantes a que es sometido.
Los parámetros que se han de evaluar en el agua de riego, dependiendo de las
características de los RILes que impone cada una de las agroindustrias evaluadas,
corresponden a:
Conductividad Específica (CE)
DBO5
Detergentes
Fenoles
Nitrógeno Total
pH
Sólidos en Suspensión (SS)
Cuando se toman muestras de agua es necesario adoptar todas las precauciones,
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
38. 66
6-3
tanto para que éstas sean representativas del agua que se está midiendo,
en ese momento y en el punto muestreado, como para evitar la contaminación
accidental durante las operaciones de recolección.
Se considera pertinente aplicar los métodos y el patrón de monitoreo indicados en
el D.S. Nº 90/2000 “Norma de Emisión para la Regulación de Contaminantes
Asociados a las Descargas de Residuos Líquidos a Aguas Marinas y Continentales
Superficiales”, en cuyo documento se cita “la oportunidad y frecuencia de los
monitoreos deben ser representativos de las condiciones de descarga, en términos
tales que corresponda a aquellos momentos en que, de acuerdo a la planificación
de la fuente emisora, se viertan los residuos líquidos generados en máxima
producción o en máximo caudal de descarga”.
La toma de muestras se asocia a “Nº de días de muestreo”. El número mínimo de
días del muestreo en el año calendario, se determinará, conforme al caudal de
descarga, según los valores presentados en la Tabla 6.1.
Tabla 6.1
Número de Muestras de Agua, según Volumen de Descarga de RILes
Volumen de descarga
m3
x 103
/año
Número mínimo de días
de monitoreo anual
< 5.000 12
5.000 a 20.000 24
> 20.000 48
El total anual mínimo de días de toma de muestras, debe distribuirse
mensualmente, determinándose el número de días por mes en forma proporcional
a la distribución del volumen de descarga de RILes en el año.
Cada día se obtendrá una muestra compuesta por punto de descarga. Cada
muestra diaria debe estar constituida por la mezcla homogénea de al menos:
Tres muestras puntuales, en los casos en que la descarga tenga
una duración inferior a cuatro horas.
Muestras puntuales obtenidas a lo más cada dos horas, en los
casos en que la descarga sea superior o igual a cuatro horas.
En cada muestra puntual se debe registrar el caudal del RIL tratado. La muestra
puntual debe estar constituida por la mezcla homogénea de dos submuestras de
igual volumen, extraídas en lo posible de la superficie y del interior del fluido.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
39. 66
6-4
6.1.2. Suelo
A. Muestreo en terreno y análisis en laboratorio.
El muestreo y análisis de suelo es una herramienta que permite
determinar el estado físico-químico en que se encuentra el medio
edáfico tras ser sometido a diversas acciones externas (agricultura,
riego, contaminación, etc.). Si el monitoreo del suelo es realizado en
forma sistemática a lo largo del tiempo, permite conocer el
comportamiento de los parámetros en seguimiento.
Parámetros relevantes
Los parámetros relevantes a monitorear dependerán directamente
de la caracterización del RIL de la agroindustria en estudio.
Se deben definir aquellos parámetros de riesgo o indicadores de
contaminación, sobre los cuales de diseñará el plan de monitoreo y
seguimiento.
No obstante el tipo de RIL, existe un grupo de variables
consideradas como relevantes de incluir en un programa de
monitoreo, cuya exclusión se podrá justificar técnicamente en vista
de los análisis de cada RIL en estudio. Estos parámetros son:
materia orgánica, granulometría, nitrógeno total, fósforo,
conductividad eléctrica (CE) y pH.
El análisis de materia orgánica permitirá conocer directamente la
variación porcentual de este parámetro en el suelo. Como se trata
de un elemento común en los RILes provenientes de agroindustrias,
permitirá evaluar si su incremento responde a las tasas de
aplicación calculadas por el proyecto.
El monitoreo de la granulometría permite detectar variaciones en el
contenido de las partículas del suelo, factor que puede verse
condicionado por los contenidos de sólidos suspendidos en el agua
residual. Las mediciones de granulometría se obtienen a través de
un muestreo de suelo y un posterior análisis en laboratorio.
La importancia en la determinación de nitrógeno total y fósforo
radica en que se trata de elementos frecuentemente presentes en
los RILes estudiados, relacionándose principalmente con restos de
materia orgánica y detergentes.
Respecto a pH y CE, son parámetros indicadores directos de la
influencia del RIL sobre el suelo. El pH variará en función de la
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
40. 66
6-5
acidez o basicidad del RIL utilizado y su importancia va más allá del simple
valor de PH, puesto que variaciones de este parámetro puede llevar
a solubilizar o precipitar otros elementos del suelo.
El monitoreo periódico de la CE permitirá estimar variaciones en el
contenido salino de la solución suelo, variaciones directamente
atribuibles al riego con aguas residuales, sobretodo en aquellas
agroindustrias que poseen sales como desecho, siendo por ejemplo
el caso de la agroindustria de los encurtidos.
Toma de muestras
La toma de muestras de suelos es uno de los factores más críticos
en el proceso de monitoreo, ya que la adopción de una inadecuada
metodología puede originar resultados erróneos que no
representaran la realidad.
Uno de los primeros factores a considerar en el muestreo de suelos
es determinar cual será la superficie representada por muestra.
Debido a que los suelos presentan variaciones en sus
características tanto vertical como horizontalmente, se propone
determinar una superficie máxima de 5 hectáreas por muestra. Si
dentro de las 5 hectáreas se presentan suelos diferentes o con
diferente manejo, se deben tomar muestras separadas. Es por esto
que previo a la puesta en marcha del riego, se debe realizar un
estudio agrológico (a nivel de detalle, por ejemplo 1:10.000) del
área con el objeto de establecer la línea base edáfica, patrón que
permitirá conocer futuras alteraciones producto de la ejecución del
proyecto de disposición de RILes en riego.
La muestra de suelo, independientemente del tipo de cultivo que se
realice, debe reflejar la variación de los elementos monitoreados en
el tiempo, en el perfil de suelo. Se propone obtener muestras a los
15; 30 y 60 cm. de profundidad en cada oportunidad, atendiendo a
que las principales reacciones de intercambio se desarrollan en el
horizonte superficial, y que la zona expuesta a concentración de
algunos contaminantes, se producirá donde normalmente se
concentra entre 60 a 70% de la masa radicular absorbente.
A pesar de que se seleccionen correctamente las áreas de suelos
homogéneos, la alta variabilidad espacial de ellos introducirá una
alta variabilidad en cuanto a los resultados esperados en los
parámetros en seguimiento. Por lo anterior, se recomienda que
cada muestra (a enviar a laboratorio) sea el resultado de una
mezcla de alrededor de 10 submuestras obtenidas a intervalos
regulares, de manera de representar las características promedio
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
41. 66
6-6
del área.
Para que la muestra definitiva sea representativa, es necesario
estandarizar la forma de tomar las submuestras en terreno, para lo
cual se puede realizar un recorrido siguiendo cualquier forma
geométrica a lo largo del campo. Algunas de ellas se sugieren en la
Figura 6.1.
Figura 6.1
Ejemplos de Recorridos con el Objeto de Muestrear el Suelo en
Forma Representativa.
Las submuestras se deberán toman con palas o barrenos
agrológicos. Antes de sacar la columna de suelo, a la profundidad
establecida, se debe raspar la vegetación o rastrojo, sin eliminar el
suelo superficial. No se debe muestrear cerca de caminos, puertas,
cercos, acequias, canales, árboles u otros sectores pocos
representativos. En el caso de implementarse riego tecnificado del
tipo goteo, se recomienda que cada una de las submuestras sea
obtenida dentro de la zona cubierta por el bulbo húmedo.
Estas submuestras se deberán mezclar en un balde limpio, desde
donde se extraerá la muestra compuesta con un peso aproximado
de 1 Kg. La muestra debe enviarse lo antes posible al laboratorio
junto a un formulario de identificación (facilitado por el laboratorio).
Si se tarda varios días, se debe mantener a baja temperatura
(refrigerada), evitando que se contamine.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
42. 66
6-7
Periodicidad de monitoreo.
No existe una regla que determine una periodicidad de monitoreo,
considerando que éste debe relacionarse directamente con la
presencia de elementos contaminantes, su peligrosidad, el volumen
de agua residual dispuesto en el suelo y la variabilidad en la calidad
del RIL.
De acuerdo al New Jersey Department Enviromental Protection
(2003), en el caso de disponer aguas residuales en suelo, se debe
considerar al menos una vez por año un monitoreo de suelo,
determinando pH; % de Na intercambiable; CE y nutrientes.
Por su parte, el Department of Natural Resources Environmental
protection Division of State of Georgia (1986), recomienda una
frecuencia de monitoreo en suelo, basada en los siguientes
criterios:
pH 1 vez por año
CIC si cambia el pH
% saturación de bases si cambia el pH
Adsorción de fósforo 1 vez cada 4 años
Metales y elementos prioritarios 1 vez por año
No obstante, considerando que el efecto polutivo se relaciona
directamente con la aplicación del RIL tratado en temporada de
riego y con el potencial lixiviado que pueden inducir las
precipitaciones invernales, se deberán realizar al menos 2
muestreos al año, uno al inicio de la temporada de riego y el
segundo al final de la temporada de riego. Situaciones de mayor
frecuencia de monitoreo deberán ser consideradas, en la medida
que aumente el riesgo de contaminación, determinado por los
elementos involucrados y la variabilidad del RIL utilizado.
B. Medición de la humedad del suelo
Mediciones periódicas de la humedad del suelo permitirán estimar
si existe un mojamiento en el perfil, más allá de lo diseñado por el
proyecto, que pudiera originar una percolación profunda hacia
estratas inferiores y una posterior disposición en aguas
subterráneas.
De acuerdo al tipo de cultivo, profundidad de suelo y altura de la
napa, se debe definir un monitoreo de la humedad del suelo en
profundidad, manteniendo en general mediciones a 30; 60 y 90 cm.,
considerando que la humedad proveniente del riego no debe
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
43. 66
6-8
alcanzar los horizontes inferiores (al menos no superar un 50% de la
Capacidad de Campo de esa estrata).
Estas mediciones prevendrán la contaminación de napas y
permitirán mantener un control del riego, evitando aportes de
caudales superiores a los establecidos.
Métodos de determinación de humedad
Existen diferentes metodologías para determinar la humedad del
suelo. Entre estos se puede nombrar la evaluación manual, TDR
(Time Domain Reflectrometry), FDR (Frecuency Domain
Reflectrometry), bloques de Bouyoucus, tensiómetros, entre otros.
La utilización de palas o barrenos agrológicos es un método
cualitativo y que esta muy influenciado por la experiencia del
usuario y conocimiento del suelo para determinar la condición de
humedad de éste. Se basa en la extracción de muestras de suelo
por medios mecánicos y su posterior evaluación manual,
considerando parámetros como dureza, plasticidad, cohesión, entre
otras.
Los TDR (Time Domain Reflectrometry) y FDR (Frecuency Domain
Reflectrometry), son instrumentos electrónicos que requieren la
construcción de pozos de observación para realizar las mediciones,
constituyen actualmente los instrumentos de mayor versatilidad y
precisión en el registro de datos. Algunos modelos son
acompañados por Datalogger, para el registro eficiente y rápido de
los datos y/o, Software gráfico, que permite modelar
instantáneamente las curvas de humedad.
En la Tabla 6.2 se presenta un análisis comparativo entre estos dos
instrumentos.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
44. 66
6-9
Tabla 6.2
Diferencias entre TDR y FDR.
TDR
(Time Domain Reflectrometry)
FDR
(Frecuency Domain Reflectrometry)
DIFERENCIAS
Mide por diferenciales de CE Mide a través de ondas de radio
El sensor debe tomar contacto con el
suelo
(rompe estructura y requiere de la
instalación de un tubo / punto de
medición)
No requiere contacto con el suelo para
la medición (mediante la instalación de
un tubo se puede medir todo el perfil)
Presenta menor precisión en la
medición por alteración física de la
muestra
Es preciso en la medición (no toma
contacto con la muestra)
Por el tipo de diseño, solo permite
instalar sondas a intervalos discretos
Permite medir la humedad del perfil en
forma continua
Otro método que permite medir el contenido de agua en el suelo es
a través de bloques de resistencia eléctrica o “bloques de
Bouyoucos” o “bloques de yeso”. Se basa en los cambios de
resistencia eléctrica o conductividad de soluciones en un bloque
poroso de yeso. Estos cambios son causados por las variaciones
en el contenido de agua de los bloques, que resultan de la tensión
relativa de la solución del suelo que los rodea.
Finalmente otro sistema lo constituye el tensiómetro, el cual
consiste en una cápsula porosa de material cerámico, conectada
mediante un tubo a un manómetro, llenándose todas las partes con
agua. Cuando la cápsula es colocada en el suelo, donde se va a
realizar la medición de succión, la masa de agua dentro de la
cápsula entra en contacto hidráulico y tiende a equilibrarse con el
agua del suelo, a través de los poros de la pared cerámica.
Periodicidad del monitoreo
Es importante mantener una alta periodicidad del monitoreo para
llevar un control eficiente de la humedad en el perfil atendiendo
que, según sea el método de riego elegido, se deberá tener una
alta capacidad de respuesta frente a eventos no deseados.
En forma preliminar se estima realizar mediciones de humedad
cada 15 días desde el inicio de la temporada de riego hasta el final
de este período.
El número de puntos de medición va a depender de ciertas
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
45. 66
6-10
singularidades como topografía, tipo de suelos, diseño del sistema de riego
entre otros.
A priori se puede indicar que debe haber, a lo menos, un punto de
muestreo por cada 1,0 hectárea. En el caso de aplicarse riego vía
métodos gravitacionales, se debe muestrear además, al inicio y al
final del sector de riego. Se deben sumar nuevos puntos de
muestreo si en el sector de riego hay diferencias topográficas.
6.1.3. Agua subterránea.
El objetivo de monitorear el agua subterránea es detectar eventuales infiltraciones
del RIL tratado utilizado en riego, lo que originaría contaminación del acuífero con
los elementos contenidos en dicho RIL.
Para muestrear agua subterránea es necesario disponer de pozos de muestreo. Si
estos no existen en el predio se pueden utilizar pozos de predios vecinos que se
ubican aguas arriba y aguas abajo, dentro del área de influencia definida para el
proyecto. Si no existe ninguna de estas opciones, es necesario construir pozos de
observación.
Las características geológicas subsuperficiales del sitio y la dirección de flujo del
acuífero, constituyen elementos determinantes en la selección de los puntos de
monitoreo de agua subterránea, asociados al proyecto de disposición de RILes
tratados en riego.
Respecto al flujo del acuífero, se debe determinar la dirección de movimiento del
agua, considerando que este flujo resulta independiente de la topografía superficial
del lugar. Para determinar la dirección del flujo, se requiere de al menos 3 puntos
de sondaje en los cuales se pueda monitorear el desplazamiento del agua.
Un plan de monitoreo de agua subterránea, cuyo objetivo debe ser determinar con
la mayor anticipación posible algún efecto polutivo de la operación, deberá
considerar al menos:
Un pozo aguas arriba del área de emplazamiento del proyecto u
otro lugar cercano representativo de la misma napa. Este punto
cumplirá la función de caracterizar la Línea de Base y servir como
punto de comparación permanente durante la operación del
proyecto.
Un pozo dentro del área sometida a riego con el agua residual, el
cual permitirá evaluar cambios atribuibles a la operación del
proyecto, por percolación directa de las aguas.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
46. 66
6-11
Dos pozos aguas abajo del área de riego, los cuales
permitirán evaluar cambios atribuibles a la operación del proyecto, y
que estarán asociado a la captura de la migración lateral de la
recarga y/o del sentido de dirección del flujo.
Todos los pozos de monitoreo deben construirse a una profundidad suficiente para
permitir el muestreo considerando las fluctuaciones estacionales propias de cada
napa. Además, luego de construidos deben quedar claramente identificados,
aislados para evitar el ingreso de agua superficial (base de hormigón en superficie)
y cerrados con el objeto de impedir contaminación por terceros.
Cabe destacar que raramente es posible establecer una red que cumpla todos
estos requisitos por lo que, eventualmente, será necesario recurrir a pozos
disponibles de terceros y que se encuentren al interior del área de influencia
definida.
Frecuentemente, las muestras de agua subterránea se obtienen de pozos agrícolas
o de abastecimiento urbano. Conviene tener en cuenta que si el pozo de muestreo
no ha sido utilizado recientemente, el agua almacenada en el propio pozo puede
haber sufrido algunas alteraciones físico-químicas (temperatura, pH, O2 disuelto,
etc.), por lo que se aconseja no tomar la muestra hasta que se haya bombeado
cierto volumen de agua.
Los requisitos básicos que debe cumplir una buena red son los siguientes:
Accesibilidad a los puntos de observación
Distribución espacial de densidad suficiente y uniforme
Conocimiento de las características de los puntos (profundidad,
georeferenciación, etc.)
Representatividad
Con relación a los parámetros a determinar en la muestra, resultan de relevancia
para el proyecto:
Profundidad de la napa
pH
Nitratos1
Nitritos2
Fósforo total
1
A modo de referencia, cabe citar que la Norma Chilena de Calidad de Agua Potable (NCh 409), fija
límites de 10 mg/l y 1 mg/l para nitratos y nitritos respectivamente. En tanto, la futura Norma de
Calidad para la Protección de las Aguas Continentales Superficiales, en su norma secundaria de
calidad y para la clase 3, acepta una concentración de nitritos mayor a 0,06 mg/l.
2
Idem 1.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
47. 66
6-12
Conductividad eléctrica
Además, se deberá tener en especial consideración aquellos determinados como
prioritarios de acuerdo a la composición del RIL tratado, según sea la agroindustria
evaluada.
La frecuencia de monitoreo se deberá determinar caso a caso, dependiendo de las
condiciones del lugar, especialmente profundidad de la napa y permeabilidad
subsuperficial del suelo (EPD-Georgia, 1992; Minnesota Rules), no obstante se
recomienda como mínimo, una periodicidad de muestreo semestral.
Las precauciones y metodologías a utilizar son similares a las del muestreo de
agua de riego, basadas en el D.S. Nº 90/2000 “Norma de Emisión para la
Regulación de Contaminantes Asociados a las Descargas de Residuos Líquidos a
Aguas Marinas y Continentales Superficiales”, pudiéndose ocupar también aquellas
referidas en el D.S. SEGPRES Nº 46/2002 “Norma de Emisión de Residuos
Líquidos a Aguas Subterráneas”.
6.2. Plan de Prevención de Riesgos
Los riesgos ambientales son determinados principalmente por amenazas, definidas
como eventos de posible ocurrencia con capacidad de afectar negativamente al
medio ambiente y consecuentemente la imagen del proyecto.
El plan de prevención de riesgos tiene como objetivo evitar el desarrollo de estas
amenazas, para lo cual se deben adoptar ciertos procedimientos en las distintas
etapas del proceso.
Prevención de Riesgos en Tranque de Acumulación (si este
existiese).
La prevención en el manejo de tranque de acumulación, evitará
poner en riesgos la estructura del tranque y el correcto
funcionamiento de este, tanto en la acumulación como en la
entrega de agua.
Diseñar la capacidad del tranque considerando un margen de
seguridad de acumulación, ante eventuales períodos lluviosos que
puedan saturar la capacidad de acumulación del embalse.
Delimitar la entrada al tranque para evitar el ingreso de animales
y/o personas no autorizadas. Con esto, se evitará originar posibles
daños a la estructura y condición del tranque y problemas de
toxicidad con los animales que pudiesen consumir el agua
acumulada.
En el diseño del tranque, considerar el revestimiento de las paredes
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
48. 66
6-13
y fondo del embalse para evitar filtraciones e infiltraciones.
Para evitar la eventual generación de olores molestos, por
desarrollo de condiciones anaeróbicas, se debe considerar en el
diseño la implementación de un sistema de aireado.
Realizar una limpieza interior del tranque (de carácter periódico)
para eliminar sedimentos y vegetación que disminuyen la
capacidad de operación de este.
Revisión periódica de las paredes del tranque para evitar
deslizamientos de tierra, lo que podría afectar la estabilidad de
este.
Realizar una mantención periódica del exterior del tranque,
eliminando las malezas que crecen alrededor, para evitar la
disminución de agua acumulada por la absorción por plantas no
deseadas.
Mantener y revisar periódicamente las estructuras de entrada y
salida de agua (compuertas, marcos partidores, etc.) para
garantizar un adecuado revestimiento.
Monitoreo permanente de la situación de capacidad del tranque en
situaciones de lluvias torrentosas, con el objetivo de evitar su
posible colapso.
Prevención de Riesgos en la Conducción del Agua Hacia el
Predio.
Revestir los canales de conducción para disminuir las pérdidas de
agua por percolación.
Realizar chequeos periódicos de los canales de conducción para
detectar posibles fugas de agua.
En canales abiertos y tuberías eliminar los posibles
embancamientos que se podrían generar, los cuales pueden alterar
el caudal que se aporta al sistema.
Limpiar de malezas y basura los alrededores de los canales de
conducción, evitando que los materiales extraídos queden a orillas
del canal, lo que originaría problemas en la normal conducción del
agua hacia el área de riego.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
49. 66
6-14
Prevención de Riesgos en el Área de Riego.
Cercar los límites del predio para evitar la entrada de animales, los
cuales podrían verse afectados por problemas de toxicidad o
afectar las estructuras de riego del área.
Crear una cortina de viento con árboles para disminuir la
disipación de malos olores, ante la eventualidad de disponer de
RILes con estas características.
Los movimientos de maquinaria dentro del predio deben realizarse
con precaución para evitar daños en los sistemas de riego.
En el caso de los sistemas de riego superficiales, realizar un
chequeo continuo del estado de estos, especialmente de los
surcos, pretiles, platabandas, etc., cuyo mal estado puede afectar la
correcta distribución del agua en el área de riego.
Para sistemas de riego tecnificados, realizar un chequeo continuo
de cada uno de sus componentes: bombas impulsoras, filtros,
cañerías de distribución, emisores, etc. con el objetivo de asegurar
la disposición adecuada de agua en el perfil del suelo.
Debido a la carga de partículas que porta el agua de RILes, el
sistema de filtrado y las terminaciones del sistema de tuberías
deben ser revisados y limpiados 1 vez a la semana, con el objetivo
de evitar taponamientos y acumulación de sedimentos en el
sistema.
Reemplazar, en riego tecnificado, aquellos elementos que se
encuentran dañados o no realizan su función correctamente.
Capacitar continuamente al personal encargado de la operación del
sistema de riego.
Observación sintomatológica del suelo y de los cultivos para
detectar posibles contaminaciones por elementos que contienen las
aguas de RILes.
6.3. Plan de Contingencias
Un Plan de Contingencia es un plan esencialmente organizativo que proporciona
las respuestas necesarias ante situaciones de emergencia. Los objetivos de éste
son establecer las líneas básicas de actuación en el caso de un episodio de
emergencia ambiental y coordinar los medios técnicos y humanos para
contrarrestarlo.
A continuación se presentan una serie de situaciones de emergencia que pueden
ocurrir en el área de operación del sistema, recomendándose ciertas medidas a
adoptar para atenuar o evitar los efectos negativos que pueden sobrevenir.
Ocurrencia de Temblores de Gran Magnitud o Terremotos
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
50. 66
6-15
Suspensión del riego para evitar derrames de volúmenes
excesivos ante posibles daños en el sistema.
Chequeo de las estructuras de riego (tranque, canales, compuertas,
tuberías, etc.) para verificar sus estados.
Reparación o reemplazo de estructuras dañadas.
Ante inevitables derrames de agua, dar aviso inmediato a las
autoridades pertinentes.
Ante la ocurrencia de un vertimiento de un siniestro de esta
naturaleza, se deberá recurrir a lo estipulado en el “Manual de
Mitigación de Eventos Críticos”.
Lluvias Torrentosas
Evaluar condición del tranque de acumulación, si este existiese.
Si es necesario, evacuar el agua del tranque para evitar un rebalse
con los consiguientes daños a la estructura de este. Antes de
proceder se debe dar aviso a la autoridad pertinente.
Poner en funcionamiento los sistemas de recirculación de agua,
para disminuir la escorrentía superficial, evitando el arrastre de
materiales y agua.
Ante la ocurrencia de un siniestro de esta naturaleza, se deberá
recurrir a lo estipulado en el “Manual de Mitigación de Eventos
Críticos”.
Muerte de Plantas
Reposición de plantas.
Análisis de posibles causas de muerte.
Adopción de medidas para evitar nuevas muertes, en base a la
causa detectada.
Discontinuidad en el Aporte de Agua Residual desde el
Proceso Agroindustrial
Reformulación de la programación de riego ante nuevo escenario
de menor disponibilidad de agua.
Adoptar medidas de máximo aprovechamiento de agua.
Si estas existen, utilizar otras fuentes de agua, con el objetivo de
evitar la muerte de plantas por déficit hídrico.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
51. 66
6-16
Detección de Pérdida de Suelo Superficial
Revisión de programación de riego para evitar caudales erosivos.
Esto puede conllevar a la disminución de caudales y tiempos de
riego.
Tecnificación del riego (si no existiese), por sensibilidad del suelo a
escurrimiento superficial.
Fugas o Roturas en Tranque de Acumulación (si este existiese)
Elaborar un Plan de Emergencia ante situaciones que afecten la
integridad del tranque (lluvias torrentosas, terremotos, etc.).
Detección de la ubicación de la fuga y su causa.
Reparación del daño.
Adoptar medidas de mejoramiento de mantención del tranque.
Ante la ocurrencia de un siniestro de esta naturaleza, se deberá
recurrir a lo estipulado en el “Manual de Mitigación de Eventos
Críticos”.
Rotura o Detección de Fugas en Canales o Tuberías de
Conducción.
Suspensión del riego.
Reparación de canales o tuberías.
Poner en funcionamiento los sistemas de recirculación de agua.
Rotura de Tuberías.
Suspensión del riego.
Detección de la causa que originó la rotura, para evitar nuevos
daños.
Cambio o reparación de la(s) tubería(s) dañada(s).
Taponamiento de Emisores en Riego Tecnificado.
Revisión y limpieza de filtros.
Limpieza del sistema.
Aplicación de sustancias limpiantes.
Aumento de frecuencia de lavado del sistema.
Producto del retrolavado del sistema de filtros, se generará un
sedimento concentrado en las partículas conducidas por los RILes,
las cuales deberán ser capturadas, desecadas, y dispuestas en
lugares autorizados.
Detección de Elementos Contaminantes en Monitoreo de agua
Subterránea.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
52. 66
6-17
Suspensión del riego.
Análisis de los monitoreos de aguas superficiales para detectar
fuente de contaminación.
Revisión y/o reformulación de los procesos de abatimiento.
Revisión de los programas de riego para evitar exceso de caudales
que originan infiltración hacia napas.
Formación de Costras Superficiales en el Suelo.
Detectar la causa que origina el encostramiento.
Eliminación de costras mediante rastraje superficial.
Diseminación de Olores.
Verificar el estado de la cortina de viento.
Aumentar la densidad de la cortina si no esta cumpliendo su
función.
Utilización de desodorizantes ambientales en casos extremos.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
53. 66
7-1
CAPÍTULO 7
7. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA
A continuación se desarrolla paso a paso la metodología que debe implementarse,
para efectos de descartar RILes agroindustriales tratados, vía riego, así como para
determinar la superficie y capacidad de embalsamiento necesarios para lograr el
objetivo de descarte.
En el Anexo I se adjunta un formato de autoevaluación, donde se consigna
expresamente la información que debe ser considerada por el sector agroindustrial,
así como la secuencia de cálculos que permiten determinar la superficie de riego y
los requerimientos de embalsamiento de los RILes tratados que, temporal o
estacionalmente, no son ocupados en las labores de regadío.
Junto con el seguimiento de esta metodología, se realiza un ejercicio práctico para
cada macrozona, con dos ejemplos de cultivo en cada caso (salvo en la macrozona
centro donde se desarrollan tres ejemplos).
Los casos y ejemplos seleccionados corresponden a:
Macrozona centro:
- Disposición de RILes tratados en una plantación de
eucalipto
- Disposición de RILes tratados en una plantación de vid
vinífera, variedad blanca
- Disposición de RILes tratados en una plantación de vid
vinífera, variedad tinta
7.1. Resumen de Criterios a ser Considerados
En los ejemplos que se desarrollan, se deben considerar los criterios que se
señalan a continuación, y que resumen los principales aspectos contenidos en esta
guía.
7.1.1. Caracterización del RIL
El primer paso es identificar el RIL generado, tanto en volumen (cantidad y
distribución mensual), como su caracterización físico-química.
La caracterización físico-química se debe realizar sobre la base de los elementos
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
54. 66
7-2
incluidos en la Norma Chilena Oficial NCh 1.333 “Requisitos de Calidad del
Agua para Diferentes Usos – Requisitos de Agua para Riego”, complementada y
corregida con los valores propuestos en el presente estudio, completando el “check
list” que a modo de sugerencia se presenta en la Tabla 7.1. No obstante, se
recomienda poner especial énfasis en todos aquellos parámetros identificados
como críticos.
Tabla 7.1
Presentación y “check list” de los parámetros que caracterizan al RIL
Cumplimiento
Parámetro
Unidad de
medición
Concentración
en RIL
Valor máximo
recomendable SI No
P1
P2
:
Pn
7.1.2. Definición de tratamientos
Una vez identificados aquellos parámetros que exceden las concentraciones
máximas recomendadas, se debe identificar en la Tabla 2.4 aquel tratamiento
mínimo necesario, con el objeto de lograr el abatimiento de los contaminantes a los
niveles de concentración requeridos.
Debido a que un tipo (T) o sistema de tratamiento (combinación de tipos) puede
abatir a más de un contaminante a la vez, se recomienda realizar un análisis
integral del tipo o sistema de abatimiento a aplicar.
Así, por ejemplo, si los parámetros que presentan concentraciones por sobre los
niveles recomendados son P1 y P3, la lógica de evaluación sería:
(P1; P3)* T1 = P1’; P3’
donde P’ es la concentración del parámetro luego de aplicar el primer tipo de
tratamiento (T1).
Si P1’ aún excede los valores requeridos, se debe aplicar el segundo tipo de
tratamiento (T2), el cual afectará también a P3:
(P1’; P3’)* T2 = P1’’; P3’’
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
55. 66
7-3
La iteración se deberá efectuar el número de veces que sea necesario, de manera
tal que cada uno de los parámetros contaminantes reconocidos se encuentren en
concentraciones igual o bajo los valores recomendados y/o normados.
Cabe señalar que el elemento contaminante más restrictivo es el que impondrá la
combinación final de posibles tipos de tratamientos, de manera tal que la calidad
neta del RIL tratado cumpla con los requisitos de calidad establecidos y/o
recomendados.
7.1.3. Balance hídrico
Definidas las variables del RIL a tratar (volumen, distribución y calidad) y los
tratamientos de abatimiento de contaminantes para cumplir los requisitos
establecidos, se procede a realizar el balance hídrico
El primer paso es caracterizar agroclimáticamente el área del proyecto,
identificando básicamente precipitación y evapotraspiración potencial (ETo). Sobre
los datos de precipitación se calcula la precipitación efectiva, según se explica en el
capítulo 3.2. En la Tabla 7.2 se presentan los datos climáticos requeridos para el
análisis.
Tabla 7.2
Presentación de los Registros de Precipitación y Evaporación Potencial del la
Zona del Proyecto
Mes
Precipitación
(mm/mes)
Precipitación
efectiva
(mm/mes)
ETo
(mm/mes)
Enero pp1 Ppef1 ETo1
Febrero pp2 Ppef2 ETo2
: : : :
Diciembre pp12 ppef12 ETo12
Total ∑ pp1..pp12 ∑ ppef1..ppef12 ∑ ETo1..ETo12
Con estos antecedentes se selecciona la especie de cultivo y se determina, de
acuerdo a la evapotranspiración de cultivo (ETc) y al método de riego, la eficiencia
de aplicación del mismo y la tasa de riego unitaria (TRu), es decir la cantidad de
agua a aplicar mensualmente por una hectárea, aspectos que se resumen en la
Tabla 7.3.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”