Determinación de los requerimientos de agua para diferentes cultivos de la zona norte Cartago

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Agrícola) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Agrícola, 2017.

The present report consists in a study to determine the water requirements of some crops grown in the northern part of Cartago. The study area of the project covers 7 districts, 1 in the province of San José and 6 in the province of Cartago. The purpose of this project came from the need to evaluate the calculation techniques to determine the water requirements that rule the development process of the crops in the northern zone of Cartago as a proposal for the concession manual for the Dirección de Agua belonging to (MINAE); to implement the most appropriate calculation technique and demonstrate the benefits in an economic, environmental and social assessment, in an area that presents problems with hydric resources especially in the dry season or when occur climatic issues like El Niño o La Niña. To obtain these assessments at first, we evaluate the current technique what determines the water needs to deliver the endowments in irrigation; for this purpose, la Dirección de Agua uses a combination of the evapotranspiration methodology and the consumptive use by applying the Blaney and Criddle formula, printed in the concession manual of the Dirección de Agua (MINAE), in which unique calculation variable it’s the elevation over sea level where the crop is located. Subsequently the methodology of the manual was compared with other calculation methods to relate its parameters and established results. It was found FAO Penman-Monteith equation to find the evapotranspiration is the most adequate to replace the current calculation technique. The meteorological parameters to find the evapotranspiration in crops with FAO Penman-Monteith method were obtained from meteorological stations near the study area and the model farms, with very reliable historical data up to 30 years, suggested for this equation. The results of the water requirements for some of the crops in the study area were determined using the proposed technique, and it was decided to go to the farms and identify the soil texture and the infiltration rate, elementary data to corroborate that the Irrigation used in these farms does not produce runoff or loss percolation. The results obtained in all the cases for the zone dictated that the methodology used by the Dirección de Agua Manual distribute high concessions compared with the methodology proposed in this report. For example, on a hectare of crops on model farms, up to 10,000 liters of water could be saved and conserved, which could be used for other concessions and generate new income from the economic point of view. From this conclusion would generate awareness in the method of calculation of the endowment, the irrigation systems used and the water resource saving in the area.

El presente informe consiste en un estudio de determinación de los requerimientos de agua de algunos cultivos que se producen en la zona norte de Cartago. El área en estudio del proyecto abarca siete distritos, uno de la provincia de San José y seis de la provincia de Cartago. La finalidad de este proyecto surgió de la necesidad de evaluar las técnicas de cálculo para determinar los requerimientos de agua que rigen en el proceso de desarrollo de los cultivos en la zona norte de Cartago como propuesta para el Manual de Dotaciones para la Dirección de Agua del Ministerio de Ambiente y Energía (MINAE) para implementar la técnica de cálculo más adecuada y demostrar los beneficios de dicha evaluación en materia económica, ambiental y social, en una zona que presenta problemas por falta del recurso hídrico especialmente en la época seca o cuando suceden patrones climáticos de fenómenos como el Niño o la Niña. Para cumplir con los objetivos propuestos, se tomaron y evaluaron cuatro fincas modelo dentro de la zona de estudio y se logró el cálculo idóneo de agua para diferentes cultivos. Primeramente, se evaluó la técnica de cálculo actual que determina las necesidades hídricas para entregar las dotaciones en riego- la Dirección de Agua utiliza una combinación de la metodología de la evapotranspiración y el uso consuntivo aplicando la fórmula de Blaney y Criddle- impresa en el Manual de Dotaciones de la Dirección de Agua del (MINAE), en la cual la única variable de cálculo es la altura en la que el cultivo se encuentra. Posteriormente, la metodología del manual fue comparada con otros métodos de cálculo para confrontar sus parámetros y resultados establecidos para su medición. Se encontró que la ecuación propuesta para hallar la evapotranspiración de los cultivos de FAO Penman-Monteith es la más adecuada para sustituir la técnica de cálculo actual. Los parámetros meteorológicos para hallar la evapotranspiración de los cultivos de FAO Penman-Monteith se obtuvieron de las estaciones meteorologías cercanas a la zona de estudio y a las fincas modelo, con datos históricos muy confiables de hasta 30 años sugeridos para dicha ecuación. Encontrados los resultados de los requerimientos de agua para algunos de los cultivos de la zona en estudio, se visitó las fincas y se e identificó la textura del suelo y la velocidad de infiltración básica, datos necesarios para corroborar que el sistema de riego empleado en dichas fincas no produce escorrentía ni perdida por percolación. Los resultados obtenidos en todos los casos para la zona dictaron que la metodología utilizada por el Manual de Dotaciones de la Dirección de Agua entrega concesiones sobrestimadas comparadas con la metodología propuesta en este informe. Por ejemplo, en una hectárea de cultivos en las fincas modelo se podría ahorrar y conservar hasta 10.000 litros de agua, los cuales pueden ser empleados para otras concesiones y generar desde el punto de vista económico nuevos ingresos. En conclusión, con la aplicación de la propuesta de cálculo de la dotación se generaría conciencia en el método, los sistemas de riego utilizados y en el ahorro del recurso hídrico que ocasionaría en la zona.