Tecnología accesible para recolección de agua de lluvia en tierras áridas y semiáridas
Introduccion
Las sequias son el fenómeno natural más grave que enfrenta el Este de África en términos de severidad y frecuencia.
Las zonas más afectadas son las de tierra árida y semiárida (ASALS) que experimentan reducción de agua o humedad a niveles considerablemente más bajos de los requeridos para el cultivo y pastoreo, actividades que ocupan una vasta parte de esta región que apenas cubre con sus necesidades básicas de agua. Como consecuencia los pobladores del este africano pierden su sustento, sufren de hambre y enfermedad, las sequias también originan conflictos y desplazamientos internos. Los más afectados son las mujeres y niños que tienen que caminar todo el día en busca de agua.
Debido a las limitadas y poco confiables precipitaciones, la mayoría de los ríos son efímeros y temporales riachuelos de fondos arenosos y solo experimentan fuertes corrientes por poco tiempo después de las lluvias. Durante esos periodos gran cantidad de arena es transportada rio abajo mientras que otra parte queda atrapada rio arriba en las salientes rocosas. Esta arena forma acuíferos naturales capaces de proveer de agua limpia si se los utiliza adecuadamente. Mediante tecnología apropiada estos acuíferos pueden ser aprovechados como presas de arena para almacenar agua.
Durante los periodos de sequia los campesinos obtiene agua excavando en los lechos de arena depositados rio arriba, en las salientes que cruzan por los riachuelos secos. El agua en esos sitios suele ser limpia y apta para beber pero se encuentra en poca cantidad y se agota rápidamente. Las presas de arena son una mejora artificial de esta práctica tradicional que incorpora agua adicional a los lechos de arena para que sea usada y almacenada. Una pared de concreto es construida en sitios específicos del canal para atrapar y contener la arena durante las inundaciones; esto crea una capa adicional de agua en la superficie que puede ser recolectada. Si se coloca adecuadamente el total de agua disponible en la presa de arena puede sobrepasar los 6000m3. Esta tecnología no es nueva; ha sido utilizada con buenos resultados en los distritos de Kitui, Machakos y Samburu en Kenia. Otros países con medioambientes secos como U.S.A, Tailandia, Etiopía y Namibia también han utilizado también presas de arena artificiales.
Presas de arena: Descripcion Tecnica
El primer paso es realizar un estudio del sitio, lo que involucra un análisis geológico y físico de las características del lugar, especialmente de las rocas subyacentes y de las propiedades del suelo. En ríos con lechos de roca cristalina y arena áspera se puede recolectar más agua en comparación con ríos de lechos de roca volcánica. Así mismo, los valles del rio y las regiones con inclinaciones de entre 1 y 2% son sitios ideales para colocar una presa ya que se puede almacenar más en estos sitios. El conocimiento de datos hidrológicos es importante para estimar el total del flujo, el tamaño del caudal influye en el alto y grosos de la pared. Información sobre las características geologías, topográficas e incluso datos hidrológicos se pueden obtener de diversas entidades gubernamentales.
El Segundo paso es obtener los materiales y herramientas adecuados. Es indispensable tener cemento a prueba de agua, clavos, alambre, madera, arena y rocas - que muchas veces están disponibles a lo largo del lecho del rio- . Otros materiales necesarios son pica, martillo, pala, carretilla, mezcladora y contenedores para agua. En lugares donde las rocas ya están disponibles se recomienda realizar una presa de mampostería (construir la presan con las mismas rocas), de lo contrario una pared de concreto es igualmente fuerte y durable. Para construir la presa primero se debe cavar uno foso profundo a través del rio, hasta topar el fondo rocoso o alguna capa firme como arcilla (Ver fig. 1 & 2); para abaratar los costos e involucrar a los lugareños en este proceso se sugiere utilizar mano de obra local. A continuación se construye una pared de concreto o piedra para que pueda atrapar y retener la arena que el rio acarrea durante las crecidas. El alto de la pared puede ser entre 2 a 5 metros dependiendo de qué tan profundo este el lecho firme.
En cualquiera de los extremos de la presa, especialmente donde el fondo es más plano, se puede colocar una pared adicional, ligeramente inclinada, junto a la pared principal; esto servirá para encauzar el flujo del canal mientras la arena almacena agua en sus poros. La geometría del canal es importante al visualizar la potencial presa. Ya que la inclinación de los canales varia en diferentes valles y regiones del rio, una inclinación del 1 y 2% normalmente proporciona una mayor cantidad de agua para almacenar (Ver Fig. 2). El almacenamiento específico por lo general se incrementa cuando hay menor inclinación.
Después de que se ha construido la presa, se crea un nuevo canal que cruza transversalmente junto al canal con la ligera inclinación inmediatamente rio arriba de la presa. El canal modificado debe resistir las crecidas de rio en temporada de lluvia sin desbordarse, las riveras altas son sitios deseables. En zonas donde la orilla es baja el canal se debe elevar en uno o en ambos lados y los extremos de las paredes se deben extender mas allá de las orillas para encauzar el agua e impedir vaya alrededor de la presa.
Mediante la instalación de una presa de arena apropiada substanciales volúmenes de agua de hasta 6000m3 estarán disponibles pare el uso domestico y la agricultura solucionando de este modo la constante crisis que afecta a ASALS.
Extension del uso
Las presas de arena no son nuevas en Kenya. La recolección de agua en ciertos puntos a lo largo del los ríos secos ha sido ampliamente practicada en ASALS con buenos resultado pero a pequeña escala. Actualmente una buena cantidad de presas están siendo construidas en Kitui, Machakos y West Pokot. Practical Action EA mediante fondos de CORDAID a construido 3 presas de arena a lo largo del rio Baragoi en el distrito de Samburu, las cuales recolectan buenos volúmenes de agua que son utilizados por personas y ganado durante los periodos de sequia. (Ver Fig. 2)
Operacion y Mantenimiento
Una vez que se ha completado la construcción los costos de funcionamiento adicionales son insignificantes. Únicamente en las rivera bajas se necesita proteger contra la erosión ya que esta puede permitir que el agua sobrepase el nivel de la presa y vaya al redore de esta. La duración aproximada de la estructura es de 30 años
Aplicacion
Esta técnica es aplicable en ríos de lechos arenosos que están temporalmente expuestos a sequias pero que experimentan acumulación sedimento con la acumulación del agua. Sitios con orillas altas y con un poco de pendiente son tentativos.
Nivel de participacion
La construcción de una reserva de arena es un trabajo intenso y requiere la intervención de la comunidad. El diseño estándar y la construcción de la pared requieren de la asesoría de un especialista que asegure que el trabajo resistirá la presión del agua, materiales y destrezas locales son preferibles y con su uso se reducen los costos proyecto. Consenso y consulta adecuada entre los participantes del proyecto son requisitos para obtener el compromiso y contribución de los beneficiarios.
Beneficios
Comparada con otras técnicas de recolección de agua, la presa de arena no contamina el medio ambiente, controla la erosión y dirige los depósitos de fango en las cuencas del rio. El agua dentro de la presa es limpia y de buena calidad, apta para el consumo gracias a que la arena actúa como filtro. Las presas de arena incrementan la humedad que se penetra dentro del perfil del suelo incorporándose al agua subterránea, protegiendo el suelo y el agua. Gracias a la implementación de presas los lugares son testigos de una rápida regeneración de vegetación étnica a lo largo la rivera, lo que atrae otros recursos biológicos a ecosistemas amenazados por constantes sequias. Presas similares facilitan la producción de cultivos a pequeña escala permitiendo que estos obtengan irrigación que de otra forma no sería posible.
Desventajas
Esta tecnologia es laboriosa y fisaca, require de capital intensivo y la mayorida de las comunidades locales no pueden implementarla sin ayuda externa.
Desarrollo de la tecnologia
A pesar de la aceptación, esta técnica de recolección de agua no ha sido ampliamente utilizada en otras aéreas probablemente por el alto costo de los materiales, lo complicado del trabajo y las limitadas destrezas técnicas
Conclusion
La escasez de agua es considerada como el mayor problema que obstaculiza el progreso de ASALS y el desarrollo de formas innovadoras de recolección de agua lluvia merece la pena. La tecnología de las presas de arena artificialmente, si se localiza en un sitio adecuado, es significativamente mejor que el método tradicional de recolección de agua y puede acaparar hasta 6000m3 de agua limpia para uso domestico con lo que se modera el problema de escasez durante las sequias. Sin embargo, las características geológicas de drenaje, patrones de almacenamiento y transporte de sedimentos en ríos son prerrequisitos para la construcción de la presa. Series de simulación del flujo del rio pueden ser usadas para estimar el tamaño del flujo que puede darse en un determinado periodo. Desafortunadamente la información hidrológica de estos ríos no se encuentra disponible lo que hace que muchas predicciones sean inadecuadas. Para el desarrollo de futuros presas de arena, es necesario monitorear los patrones de lluvia e instalar indicadores del nivel de agua a lo largo de los riachuelos.
Referencia
- Thomas, D.B (1999) Where there is no water. A story of community water development and sand dams in Kitui District Kenya. SASOL and Ufanisi, Nairobi.
- Joel K. Kibiiy (etal) (2003) Sand Dams: Source of water in Arid and Semi Arid Lands of Kenya (paper). Proceedings of the International Civil Engineering Conference on Sustainable Development in the 21st Century, Nairobi, Kenya, 12 – 16 August 2003.
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