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ESTIMACIÓN DE LA HUELLA HIDRICA EN CULTIVO DE LECHUGA BATAVIA
(LACTUCA SATUVA CAPITATA) “CJR” EN LA SABANA DE BOGOTÁ (COLOMBIA).
LEIDY PAOLA LISCANO MENESES
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
GESTIÓN AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS
BOGOTÁ
2017.
2
ESTIMACIÓN DE LA HUELLA HIDRICA EN CULTIVO DE LECHUGA BATAVIA
(LACTUCA SATUVA CAPITATA) “CJR” EN LA SABANA DE BOGOTÁ (COLOMBIA).
LEIDY PAOLA LISCANO MENESES
CODIGO: 2013208121
TRABAJO DE GRADO EN MODALIDAD MONOGRAFIA
ACUERDO 038 DE 2015
Director
HELMUT ESPINOSA GARCIA
Ingeniero Forestal
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR GESTIÓN AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS
BOGOTÁ
JUNIO DE 2017
3
Contenido
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 11
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................... 12
JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................. 13
1. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 15
1.1.Objetivo general ......................................................................................................... 15
1.2.Objetivo especifico ..................................................................................................... 15
2. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................... 16
2.1 Marco institucional ..................................................................................................... 16
2.2 Marco conceptual ....................................................................................................... 17
2.3 Marco normativo ........................................................................................................ 19
2.4 Marco geográfico ........................................................................................................ 21
2.4.1 Localización del área de estudio. ......................................................................... 21
2.4.1 Suelo. ................................................................................................................... 22
2.4.2 Agua. ................................................................................................................... 23
2.4.3 Descripción del cultivo. ....................................................................................... 24
3. METODOLOGIA ............................................................................................................. 28
3.1 Enfoque metodológico ................................................................................................ 28
3.2 Instrumentos metodológicos ....................................................................................... 28
3.2.1 Manuales. ............................................................................................................. 28
3.2.2 Modelo de estimación huella hídrica – WF. ........................................................ 29
3.2.3 Base datos. ........................................................................................................... 38
3.2.4 Estimaciones climáticas. ...................................................................................... 38
3.2.5 Software Cropwat 8.0. ......................................................................................... 38
4
3.3 Proceso metodológico ................................................................................................ 38
4. RESULTADOS ................................................................................................................ 41
4.1 Condiciones de la evaluación huella hídrica a partir de los modelos ......................... 41
4.1.2 Huella hídrica verde............................................................................................. 41
4.1.3 Huella Hídrica azul. ............................................................................................. 42
4.1.4 Huella hídrica gris (WF Gris). ............................................................................... 47
4.2 Caracterización de condiciones de campo .................................................................. 49
4.3 Estimación huella hídrica ........................................................................................... 50
4.3.1 Evapotranspiración potencial o de referencia (ETo). .......................................... 50
4.3.2 Precipitación efectiva (PP ef). .............................................................................. 51
4.3.3 Requerimientos hídricos del cultivo (CWU). ...................................................... 51
4.3.4 Requerimientos de riego del cultivo (CWU Riego). .............................................. 52
4.3.5 Huella hídrica verde (WF Verde). .......................................................................... 53
4.3.6 Huella hídrica azul (WF Azul). ........................................................................... 54
4.3.7 Huella hídrica gris (WF Gris). ............................................................................... 54
4.3.8 Huella hídrica total. ............................................................................................. 55
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ................................................................................... 56
6. ACCIONES Y DIRECTRICES DE LA HUELLA HIDRICA ........................................ 59
7. CONCLUSIONES ............................................................................................................ 61
8. RECOMENDACIONES .................................................................................................. 62
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 63
ANEXO A. ........................................................................................................................... 66
ANEXO B. ........................................................................................................................... 69
5
LISTA DE TABLA
Tabla 1: Normas generales relacionadas a la huella hídrica. ............................................................ 19
Tabla 2: Precipitación promedio mensual (mm) estación tibaitata convencional ............................ 41
Tabla 3: Localización estación tibaitata convencional [21205420] ................................................. 42
Tabla 4: Temperatura máxima y mínima promedio mensual [C°] estación tibaitatá convencional . 42
Tabla 5: Humedad relativa [%] promedio mensual estación Tibaitatá Automática – convencional 43
Tabla 6: Velocidad promedio mensual del viento [m s-1] estación tibaitatá convencional. ............ 43
Tabla 7: Insolación directa promedio mensual (horas) estación tibaitata convencional .................. 43
Tabla 8: Radiación solar [MJ. m-2. día-1] estación tibaitata convencional. .................................... 43
Tabla 9: Duración en días de cada etapa para el cultivo de Lechuga Batavia. ................................. 44
Tabla 10: Coeficiente del cultivo kc ................................................................................................. 45
Tabla 11: Factor de respuesta de la productividad de acuerdo a la etapa de desarrollo del cultivo . 45
Tabla 12: Profundidad inicial y máxima radicular del cultivo ......................................................... 45
Tabla 13: Altura máxima del cultivo ................................................................................................ 46
Tabla 14: Fracción de agotamiento hídrico del cultivo. ................................................................... 46
Tabla 15: Rendimiento del cultivo Lechuga Batavia. ...................................................................... 46
Tabla 16: Composición y cantidad de agroquímicos aplicados al cultivo en estudio. ..................... 47
Tabla 17: Evapotranspiración de referencia en el C.I Tibaitata ....................................................... 50
Tabla 18: Precipitación efectiva media estación Tibaitata ............................................................... 51
Tabla 19: Requerimientos hídricos de la lechuga Batavia (siembra indirecta – cosecha) ................ 51
Tabla 20: Requerimientos de riego lechuga batavia ......................................................................... 52
Tabla 21: Estimación huella hídrica verde para lechuga batavia. .................................................... 53
Tabla 22: Estimación huella hídrica azul de lechuga Batavia. ......................................................... 54
Tabla 23: Estimación WF Gris para la lechuga batavia ................................................................... 55
Tabla 24: Estimación huella hídrica total para lechuga batavia ....................................................... 55
6
LISTA DE ILUSTRACIÓNES
Ilustración 1: Ubicación del C.I Tibaitata CORPOICA .................................................................. 22
Ilustración 2: Infraestructura del canal tibaitata y las compuertas deslizantes, Distrito de riego y
drenaje “La Ramada” ........................................................................................................................ 23
Ilustración 3: Canales de riego y drenaje, estructuras de sistema de riego y fertilización en la
seccional ICA C.I Tibaitata.. ............................................................................................................. 24
Ilustración 4: Preparación del suelo con tractor en la seccional ICA C.I Tibaitata ......................... 26
Ilustración 5: Cultivo de lechuga Batavia etapa inicial en la seccional ICA C.I Tibaitatá. ............. 26
Ilustración 6: Cultivo de lechuga Batavia etapa final y cosecha en la seccional ICA C.I Tibaitata 27
Ilustración 7: Comparación precipitación efectiva calculada y estimada ........................................ 56
Ilustración 8: Comparación requerimientos hídricos de la lechuga Batavia .................................... 57
Ilustración 9: Comparación huella hídrica total de lechuga Batavia ............................................... 58
7
LISTA DE ECUACIONES
Ecuación 1: Ecuación huella hidrica total (WF) .................................................................. 29
Ecuación 2: Ecuació huella hidrica verde (WF Verde) .......................................................... 30
Ecuación 3: Adaptacion formula huella hidrica verde (WF Verde) ....................................... 30
Ecuación 4: Precipitacion efectiva (PPef) método USDA S.C.S precipitacion meno o igual a
250 mm ............................................................................................................................... 30
Ecuación 5: Precipitacion efectiva (PPef) método USDA S.C.S precipitacion mayor a 250
mm ........................................................................................................................................ 30
Ecuación 6: Ecuación huella hidrica azul (WF Azul) ............................................................ 31
Ecuación 7: Requerimientos de riego del cultivo (CWU Riego) ............................................ 31
Ecuación 8: Evapotranspiración total del cultivo (ETC) ...................................................... 32
Ecuación 9: Ecuación huella hidrica gris (WF Gris) ............................................................. 36
8
LISTA DE SIMBOLOS PRINCIPALES
𝛼 Fracción de lixiviación.
ADT Agua total disponible en el suelo.
AR Aplicación estimada de productos químicos. [𝐾𝑔. ℎ𝑎−1]
C° Grado Celsius
CWU Requerimientos hídricos del cultivo. [𝑚3. 𝑡𝑜𝑛−1]
CWU Verde Requerimiento hídricos o uso consuntivo de agua verde. [𝑚3. 𝑡𝑜𝑛−1]
CWU riego Requerimientos de riego del cultivo. [m]
C Max Concentración máxima aceptable de contaminantes. [𝐾𝑔. 𝑚−3]
C Nat Concentración natural del contaminante. [𝐾𝑔. 𝑚−3]
ET Evapotranspiración. [mm]
ETO Evapotranspiración de referencia. [mm]
ETC Evapotranspiración total del cultivo. [mm]
KC Coeficiente del cultivo.
KY Factor de respuesta de la productividad.
PP ef Precipitación efectiva. [m]
P mes Precipitación promedio mensual. [mm]
P Fracción de Agotamiento Hídrico. [%]
WF Huella hídrica. [𝑚3. 𝑡𝑜𝑛−1]
WF Azul Huella hídrica azul. [𝑚3. 𝑡𝑜𝑛−1]
WF Verde Huella hídrica verde. [𝑚3. 𝑡𝑜𝑛−1]
WF Gris Huella hídrica gris. [𝑚3. 𝑡𝑜𝑛−1]
Y Rendimiento del cultivo. [𝑡𝑜𝑛 . ℎ𝑎−2]
Zr Profundidad radicular. [m]
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RESUMEN
El presente trabajo de investigación tiene por objeto la determinación del volumen de agua
requerida durante el proceso vegetativo siembra indirectas - cosecha de la lechuga Batavia a
través de la huella hídrica azul, verde y gris. Se realizó en la seccional CORPOICA C.I
Tibaitatá, ubicada en el Km 14 Vía Bogotá – Mosquera; en un área cosechada de 1.286
hectáreas con 3 600 plántulas, regadas con agua del distrito de riego y drenaje ´La Ramada´,
a partir de datos meteorológicos y agronómicos teniendo en cuenta condiciones hídricas y de
suelo.
Para las estimaciones se empleó la metodología propuesta por la Water Footprint Network
(WFN) y la tesis “Estimación de la Huella hídrica de cultivos con potencial bioenergética en
la Provincia de Limarí, Región de Coquimbo, Chile.” de Barros, 2012. La WFazul y WFVerde
se calculó por medio de balance hídrico y la WFGris con una aproximación de la cantidad de
fertilizantes aplicados al cultivo y el porcentaje de cada compuesto químico.
Como resultado de la investigación tenemos una huella hídrica total del cultivo de 2,113
𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏, distribuida en los siguientes componentes: WFVerde 0.892 𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏, WFAzul 0,281
𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏 y WFGris 0,94 𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏. Estos datos son producto de la combinación del rendimiento
del huerto extensivo y regulación de la plántula por lámina de agua, lo que significa que más
del 74 % del agua necesaria para satisfacer el CWU debe ser suministrada por precipitación y
el 25 % restante se suplirá con riego por aspersión; por otra parte debido a las prácticas
agrícolas empleadas y características edafológicas del suelo, el componente gris cuenta con
el mayor valor, con evidencia en el desequilibrio natural de nutrientes en los canales de riego
y drenaje.
PALABRAS CLAVES: cultivo transitorio, huella hídrica, agroclimático, agua, suelo,
precipitación, riego, fertilizantes, compuesto químico.
10
ABSTRACT
This research aims determine the amount or volume of water required to produce crops
(lettuce Batavia) through blue, green and gray water footprint. It was held in the sectional
ICA CI Tibaitatá, located at Km 14 Via Bogota - Mosquera; a harvested area of 1,286
hectares and 3 600 plants, irrigated with water from irrigation and drainage district 'La
Ramada', from meteorological, agronomic and irrigation data, taking into account water and
soil conditions.
Estimates for the methodology proposed by the Water Footprint Network (WFN) and the
thesis "Estimation of the water footprint of bioenergy crops with potential in the Province of
Limarí, Coquimbo Region, Chile." of Barros, 2012. The WFBlue and WFGreen was calculated
using water balance and the WFGrey with an approximation of the amount of fertilizer applied
to crop and the percentage of each chemical.
As result of research we have total water footprint cultivation 2.113 distributed in the
following components: WFGreen 0.892 𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏, WFBlue 0,281 𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏 y WFGrey 0,94
𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏. These data are result of the combination of crop yield and satisfaction CWU
providing more than 74% water by precipitation and the remaining 25% will be supplied by
overhead irrigation; partly because other agricultural practices employed and soil
characteristics of the soil, the gray component has the highest value, with evidence in the
natural imbalance of nutrients in irrigation canals and drainage.
KEYWORDS: transient farming, water footprint, agroclimatic, water, soil, precipitation,
irrigation, fertilizer.
11
INTRODUCCIÓN
El agua puede satisfacer indirectamente las necesidades a través de un proceso productivo,
cumpliendo una función como materia prima usada en cultivos y productos, aumentando el
índice de uso de agua y transversalmente el flujo de retorno, factores determinantes en la
vulnerabilidad del recurso (ENA, 2014). La FAO (2011) afirma. “la agricultura utiliza cerca
del 70% del agua extraída a nivel mundial” (p.8). En Colombia según el ENA (2014) este
sector usa “el 46,6 % del total del volumen de agua que se utiliza en el país” (p.171)., para
cumplir con la demanda de la creciente población. Esta actividad económica aumentan la
escasez hídrica a nivel mundial por lo cual es "necesario reducir el uso consuntivo en el
sector agrícola" (Hoekstra y Mekonnen, 2012).
Según el DANE- ENA, (2015) la tierra con vocación agrícola para cultivos transitorios
corresponde a 471,091 Ha, donde las hortalizas (lechuga) ocupan un área cosechada de 4,070
Ha. La lechuga (Lactuca Sativa L.) perteneciente a la familia Compasitae, es la hortaliza más
cultivada en Cundinamarca a nivel departamental con un área aproximada de 2.621,34 ha
(participación nacional área cosechada del 64,40%) y producción anual de 46.467,04 Ton
(participación nacional del 55,59%) (Min Agricultura, 2014), convirtiéndose en un cultivo de
gran importancia y constante crecimiento en la sabana de Bogotá.
La FAO (s.f) afirma la agricultura es una simbiosis entre la tierra y el recurso hídrico, la
lechuga siendo uno de los cultivos transitorios que requiere mayor lámina de agua para el
desarrollo en su periodo vegetativo, es cultivada con ineficientes prácticas agrícolas
aumentando la demanda de agua para riego además del caudal de retorno (escorrentía),
presente en forma de agua superficial y/o subterránea, causando descarga de contaminantes
y sedimentos a un determinado cuerpo receptor, además de salinización, erosión y
anegamiento de las tierras de regadío.
La revisión del 2015 “World population prospects” (United Nations, Department of
Economic and Social, 2015), afirma que en el lapso 2015 - 2050 la población mundial
aumentará 2,3 billones; estos aspectos ocasionan que el uso de agua sea superior a la
capacidad de renovación natural (estrés hídrico) (UNESCO-WWAP, 2006).,por ello,
“Reconocer el agua como elemento vital, estructurarte del medio natural y decisivo en la
dinámica de procesos sociales y productivos” (ENA, 2014,p.40)., es fundamental para el
equilibrio y sostenibilidad del recurso.
En la década de los noventa hasta la actualidad se ha formado y consolidado el concepto
“huella hídrica”, de acuerdo a Hoekstra (2010) es un indicador que permite hacer un análisis
multisectorial especificado geográfica y temporalmente; “Pfister y Bayer (2013) la define
como el nivel de consumo de agua en el proceso de construcción de biomasa y la producción
varía en función de muchos aspectos tales como la especie o variedad, las técnicas de riego,
el tipo de suelo, la disponibilidad de agua y el clima” (Terán, 2015,p.52 )
12
Es una expresión volumétrica de agua usada directa o indirectamente durante el proceso
vegetativo, siendo una herramienta para evaluar “los impactos económicos, sociales y
ambientales del consumo de agua y la contaminación” (Hoekstra et al., 2011) en la cuenca,
convirtiéndose en una herramienta crucial para la Gestión Integral del recurso hídrico,
desarrollo sostenible, seguridad de agua y alimentaria a nivel global (gobernanza del
agua).
La huella hídrica (WF) considera tres tipos de aguas para la agricultura (azul, verde y gris), a
su vez permite desagregar tres componentes de la WF: la azul corresponde a la cantidad de
agua proveniente del riego (superficial o subterránea), la verde corresponde al agua utilizada
por el cultivo proveniente de la precipitación (componente uso del agua) y la gris siendo el
volumen de agua necesaria para diluir un contaminante (componente contaminación del
agua) (Hoekstra Et al., 2009).
El objetivo de esta propuesta de grado es aplicar la metodología propuesta a nivel nacional y
por la Water Footprint Network (WFN), para el cálculo de la huella hídrica en los cultivos de
lechuga batavia (lactuca sativa capitata) en la Sabana de Bogotá; teniendo en cuenta que “la
lechuga producida en la sabana de Bogotá se cultiva en condiciones de campo abierto, donde
la calidad del producto depende del clima” (Lee, 2000), por lo cual se requiere de datos
meteorológicos, agronómicos y de riego, además de las variaciones climáticas y de suelo que
el área de análisis maneja.
Asimismo aporta al proyecto cátedra del agua orientado al grupo de investigación
PROGASP, en el cual se pretende encontrar alternativas de indagación al conocimiento y
manejo integrado del recurso hídrico, en tal sentido se busca contribuir metodológicamente a
la identificación sectorial de la Huella Hídrica (WF) como indicador de sostenibilidad del
recurso, a la vez pretende reconocer esquemas de gestión territorial en el ámbito de la
agricultura sostenible.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Colombia tiene una oferta hídrica aproximada de 2.011.655 Mm3, distribuida en un territorio
heterogéneo, donde la agricultura utiliza el 46,6 % del total del volumen de agua que se
utiliza en el país (ENA, 2014). A nivel mundial la escasez de agua es unos de las principales
problemáticas ligada al sector de la alimentación; de acuerdo a la FAO (2015), esta presenta
la mayor proporción de uso de la tierra y el recurso hídrico, generando efectos ambientales y
sociales asociados a la contaminación del agua por nitratos, fosfatos y plaguicidas, y del
suelo por salinización y fitosanitarios de las tierras de regadío (Carranza, 2008).
En la sabana de Bogotá se encuentran suelos con buenas condiciones de drenaje y retención
de humedad, aptos para el cultivo de lechuga (Lee, 2000)., por lo cual es la hortaliza más
cultivada en Cundinamarca a nivel departamental con un área aproximada de 2.621,34 ha
13
(participación nacional área cosechada del 64,40%), con una producción anual de 46.467,04
Ton (participación nacional del 55,59%) (Min Agricultura, 2014), siendo una de los cultivos
transitorios que requiere mayor lámina de agua para el desarrollo en su periodo vegetativo, es
cultivada con ineficientes prácticas agrícolas aumentando la demanda de agua para riego y
transversalmente el flujo de retorno (escorrentía).
El territorio ha sido sometido por lapsos considerables a intensas actividades agrícolas, con
efectos negativos como: desequilibro en el balance hídrico, déficit en el almacenamiento de
agua en el suelo, desecamiento y agrietamiento, disminuyendo la capacidad agropecuaria y
aumentando la competencia por el uso de los recursos hídricos
Para proporcionar un uso adecuado del recurso hídrico en terrenos ocupados por cultivos
agrícolas intensivos (hortalizas) en la sabana de Bogotá, es necesario información relevante y
confiable. Sin embargo, la información disponible sobre el uso directo e indirecto del agua
(huella hídrica) durante la producción de la plántula es general e inconclusa, lo cual dificulta
la toma de decisiones por autoridades regionales, gremios y agroempresarios.
JUSTIFICACIÓN
Los recursos hídricos se han convertido en una parte fundamental del desarrollo sostenible,
impulsado por la creciente demanda, escasez y/o degradación de la calidad del agua. Esto
lleva a la necesidad de una mejor comprensión de los impactos relacionados a esta como base
para mejorar la gestión a nivel local, regional, nacional y global, por lo cual se han
desarrollado técnicas como la huella hídrica (WF) formando parte de una evaluación
ambiental integral (ISO 14046:2014).
Actualmente la WF es una herramienta que contribuye en la Gestión Integral del Recurso
Hídrico – GIRH a nivel territorial y de sectores productivos, permitiendo hacer análisis
multisectorial en un lapso definido, con el objeto de evaluar la correlación entre la oferta
hídrica y las actividades antrópicas en una cuenca (industria, persona o producto). De
acuerdo a Shrestha, Pandey, Chanama y Ghosh (2013), los estudios de la WF a nivel
nacional son importantes porque proporcionan una visión detallada del uso del agua para la
producción agrícola.
De acuerdo a la Evaluación Multisectorial de la Huella Hídrica en Colombia (2014), el
concepto de WF “es más que la evaluación del uso sectorial del agua o de la contaminación
de las fuentes hídricas por actividades antrópicas, este concepto ha permitido introducir
importantes elementos al balance hidrológico nacional, complementando y enriqueciendo
estudios” (p.152). Por ello cuantificar los requerimientos hídricos es fundamental para hacer
uso eficiente del recurso (agua verde y azul) y potencializar la producción (durante el periodo
de crecimiento), por medio de la reducción del uso no productivo (evaporación del suelo) y
consuntivo (transpiración del cultivo) de agua en el sector agrícola, además, reconocer los
efectos del estrés hídrico en el cultivo por medio de la relación medio ambiente - cosecha.
14
Según la CAR (2010), “El agua de riego es fundamental para la producción de alimentos, por
lo cual el agricultor debe proporcionar en cantidad y frecuencia necesaria, para su adecuado
desarrollo en el periodo vegetativo, obteniendo un aumento en rendimiento y producción”
(p.5). Es decir la sostenibilidad hidráulica de la sabana de Bogotá se encuentra ligada al uso
eficiente del recurso y de los distritos de riego y drenaje.
De acuerdo a lo planteado por Terán (2015), la WF fuera del concepto consolidado,
“pretende denotar la eficiencia económica del uso del agua en dicho proceso, definiéndola
como la cantidad de agua por unidad de cosecha producida… comprendiendo la eficiencia
del proceso de producción en términos de agua utilizada”. (p. 107), De acuerdo a lo anterior “
la producción del cultivo se potencializa con el uso del recurso hídrico proveniente de la
precipitación (huella hídrica verde), la aplicación suplementaria del recurso hídrico en los
ciclos del cultivo (huella hídrica azul)” (p.63)., además el control sobre el uso adecuado de
agroquímicos (huella hídrica gris).
Por lo cual se expresa que se malgasta el agua si el volumen empleado para riego se
encuentra por encima de su huella hídrica intrínseca, así que es necesario determinar la
eficiencia del uso del agua del sistema productivo.
Es de gran relevancia estimar la producción de lechuga Batavia en la sabana de Bogotá, a
partir del agua disponible para uso agrícola en la región (distrito de riego y drenaje La
Ramada y condiciones climatológicas) por medio de la huella hídrica, ya que esta
información establecerá para esta especie la cantidad óptima de agua requerida de acuerdo al
volumen de lechuga producida por unidad de área, con fines de una gestión integral del
recurso hídrico además de tecnológicos, agropecuarios y de planeación.
Por último la estimación de la huella hídrica total del cultivo se convierte en estrategias para
el cambio y motor de la gestión ambiental en el ámbito del desarrollo rural, cuando a partir de
la disminución de sus tres componentes (WF verde, azul y gris) por medio de la modificación
a las prácticas agrícolas se logra la producción sostenible regional, proporcionando
beneficios a nivel biofísico, económico, tecnológico y social.
15
1. OBJETIVOS
1.1. Objetivo general
Estimar la huella hídrica del cultivo de lechuga Batavia (lactuca sativa capitata) para la
sabana de Bogotá (Colombia), considerando su importancia en la Gestión Integral del
Recurso Hídrico – GIRH y desarrollo rural local.
1.2. Objetivo especifico
1. Establecer los criterios, lineamientos y variables con los cuales pueden ser definidos
valores de huella hídrica (WF verde, azul y gris) en el cultivo de lechuga Batavia
(lactuca sativa capitata) localizado en la seccional ICA C.I Tibaitatá.
2. Caracterizar las condiciones de funcionamiento del cultivo de lechuga Batavia
(lactuca sativa capitata) en relación a los factores que determina su huella hídrica.
3. Estimar los valores resultantes de la huella hídrica (WF azul, verde y gris) en el
cultivo extensivo de lechuga Batavia (lactuca sativa capitata), aplicando la
metodología de la Water Footprint Network con adaptación de la Evaluación
multisectorial de la huella hídrica y la tesis de Barros, 2012.
4. Proponer acciones prioritarias y directrices racionales encaminadas a un manejo
eficiente del recurso durante el periodo vegetativo del cultivo (evaluación de la huella
hídrica)
16
2. MARCO REFERENCIAL
2.1 Marco institucional
La Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca – CAR, es un “ente corporativo de
carácter público, dotado de personería jurídica, autonomía administrativa y financiera,
patrimonio propio e independiente de las entidades que la constituyen, encargado por la ley
de administrar dentro del área de jurisdicción, el medio ambiente y los recursos naturales
renovables, y propender por su desarrollo sostenible, de conformidad con las disposiciones
legales y las políticas del Ministerio del Medio Ambiente” (Alcandía de Bogotá, 2003)
Teniendo en cuenta que hace parte de las funciones de la Dirección general dirigir, coordinar
y controlar la administración y operación de los distritos de riego en el perímetro urbano de
Bogotá (Acuerdo 44, 2005, art. 5), la CAR mediante la Ley 3 de 1961 administra desde ese
mismo año los distritos de Riego la Ramada y Fúquene - Cucunubá, implementando
estrategias de conservación del ecosistema sin dejar a un lado el importante significado de la
producción. Los distritos de riego y drenaje muestran la indiscutible eficiencia en el uso del
medio natural cuando a través de ellos se racionaliza el recurso hídrico, reuniendo a más de 6
mil productores a quienes se les garantiza el riego, dentro de esquemas de administración,
manejo del medio ambiente y aprovechamiento de aguas tratadas a nivel primario del río
Bogotá y que son aptas para la reutilización en el sector agrícola (Bejarano, 2010).
Como parte integral del desarrollo agrícola y rural en Colombia, los sistemas de riego y
drenaje han sido potencialmente importantes en el siglo XX, cuando las condiciones
topográficas naturales eran causantes de inundaciones y encharcamientos, obstaculizando el
uso de suelos para agricultura y reduciendo la superficies aptas para el cultivo de especies
vegetales, por ello La Ramada construida en 1936 y puesta en marcha en 1939 ha sido
orientada hacia la protección de la frontera agrícola de la Sabana de Bogotá, al incentivar la
producción agropecuaria (utilizando sistemas de rotación y combinación de cultivos
relativamente eficientes, alternándolos con un periodo de descanso) , logrando un equilibrio
entre la productividad y el medio ambiente (CAR, 2010).
El Instituto Colombiano Agropecuario – ICA es una “entidad pública de orden nacional con
personería jurídica, autonomía administrativa y patrimonio independiente, perteneciente al
Sistema Nacional de Ciencias y Tecnología, adscrita al Ministerio de Agricultura y
Desarrollo Rural, sus acciones se orientan a lograr una producción agropecuaria competitiva,
de igual manera garantiza la calidad de los insumos agrícolas y semillas que se usan en
Colombia” (ICA, 2017).
La Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria – CORPOICA, es una “entidad
pública de participación mixta sin amino de lucro, de carácter científico y técnico, cuyo
17
objetivo es desarrollar y ejecutar actividades de investigación, tecnología y transferir
procesos de innovación tecnológica al sector agropecuario” (CORPOICA, 2017).
CORPOICA tiene distribuidos a nivel nacional 13 centros de investigación, el C.I Tibaitatá
localizado en el Km 14 vía Mosquera, Cundinamarca y fundado en 1950, fue escogido para
el desarrollo de la estimación de la WF ya que este trabaja en producción de semillas y
tecnologías de producción, incluyendo cosecha y pos cosecha en papa, frutales, hortalizas y
aromáticas, por medio de tecnologías para la implementación de buenas prácticas agrícolas
(BPA’s).
El municipio de Mosquera por medio del Acuerdo N° 0001 del año 2000 adopta el Plan
Básico de Ordenamiento Territorial, donde es deber del concejo municipal adoptar planes de
ordenamiento territorial que dictaminan para el municipio objetivos, estrategias, políticas y
programas para orientar de manera racional su crecimiento, desarrollo físico y utilización del
suelo. En la actualidad los usos del suelo están definidos por el acuerdo 038 de 1993, donde
se reglamenta el corredor vial rural de la troncal de occidente (zona sur de la troncal de
occidente), con el siguiente uso:
Zona de interés ambiental y agroforestal: zona agroforestera Corpoica: dentro de este uso se
encuentra el total del área de los predios de Corpoica y se encuentra de los siguientes
linderos: Por el norte con la troncal del Occidente, por el sur con las Haciendas Santa Isabel y
la Herradura. Por este con las Haciendas la Primavera, el Porvenir hasta la hacienda la
Herrera. Por Oeste con la Universidad Nacional, fincas San José y Santa Rosa hasta la
Hacienda el Trébol. Tiene un área de 5, 366, 984. 10 m2, de los cuales 400.000 m2 se destinan
a reserva forestal.
2.2 Marco conceptual
Huella hídrica (WF)
Es un indicador que permite hacer un análisis multisectorial especificado geográfico y
temporalmente, siendo una expresión volumétrica de agua usada directa o indirectamente
durante un proceso antrópico y que no retorna a la cuenca de donde fue extraída o retorna con
una calidad diferente a la original, transformándose en una herramienta para evaluar los
impactos económicos, sociales y ambientales del consumo y contaminación del agua
(Hoekstra et al, 2010, ENA, 2014). El termino WF, comprende la eficiencia del proceso de
producción en términos del agua utilizada, expresándose como la cantidad de agua por
unidad de cosecha producida [𝐿 . 𝐾𝑔−1] (Terán, 2015), y varía en función de muchos
aspectos tales como la especie o variedad, las técnicas de riego, el tipo de suelo, la
disponibilidad de agua y el clima (Pfister & Bayer, 2013).
La huella hídrica aplicada a la agricultura o silvicultura desagrega tres componentes, dos
asociados a la cantidad (verde y azul) y uno a la calidad (gris) del agua.
18
Huella hídrica verde [𝑾𝑭𝑽𝒆𝒓𝒅𝒆]: Es un indicador del uso de agua verde, es
decir, el agua lluvia que no se convierte en escorrentía , por lo que se almacena en
los estratos permeables superficiales (suelo) y así satisface la demanda de la
vegetación durante el proceso de producción, es particularmente relevante para
los productos agrícolas y forestales, donde se refiere al agua poco profunda que
permite la existencia de la vegetación (agua incorporada en la cosecha) y vuelve a
la atmosfera por procesos de evapotranspiración (Arévalo, et al., 2012, Hoektra,
et al., 2010).
Huella hídrica azul [𝑾𝑭𝑨𝒛𝒖𝒍]: Es un indicador de uso consuntivo de agua azul,
es decir, agua de los sistemas hídricos superficiales, subsuperficiales y
subterráneos para uso de riego, cubriendo una demanda de agua no satisfecha a
causa de un déficit en la disponibilidad de agua procedente de la lluvia. Señala el
uso en relación con la oferta hídrica, determinando la vulnerabilidad del agua en
la cuenca (Arévalo, et al., 2012, ENA, 2014).
Huella hídrica gris[𝑾𝑭𝑮𝒓𝒊𝒔]: Es un indicador del grado de contaminación del
agua dulce asociado a la fase del proceso, siendo el volumen de agua dulce
necesario para asimilar la carga contaminante vertida a un cuerpo receptor
comparado con las concentraciones normales y las normas de calidad o límites
permitidos por la legislación vigente. Expresa la reducción de la disponibilidad
por afectación a la calidad del agua (Hoekstra et al, 2010, ENA, 2014).
Gestión Integral del Recurso Hídrico (GIRH):
La Asociación Mundial para el Agua – GWP lo definen como un “proceso que promueve la
gestión y el aprovechamiento coordinado de los recursos hídricos, la tierra y los recursos
naturales relacionados, con el fin de maximizar el bienestar social y económico de manera
equitativa sin comprometer la sustentabilidad de los ecosistemas vitales”. La gestión integral
significa que los diferentes usos del recurso hídrico debe considerarse en conjunto, donde
diferentes grupos de usuarios (agricultores, comunidades, ambientalistas) pueden tener
influencia en las estrategias para el desarrollo y la gestión del recurso hídrico (PNUD, 2005),
Por lo cual la GIRH debe ser holística e involucrar aspectos claves (oferta, demanda, calidad
y riesgos), buscando orientar el desarrollo de políticas públicas en materia de recurso hídrico
(en proceso de mejoramiento continuo), a través de una combinación de desarrollo
económico, social y la protección de los ecosistemas, garantizando la sostenibilidad del
recurso, entendiendo que su gestión se deriva del ciclo hidrológico que vincula una cadena de
interrelaciones entre diferentes componentes naturales y antrópicos (Minambiente, 2010).
19
2.3 Marco normativo
Para la elaboración del presente trabajo fue necesario mencionar las normas generales
relacionadas con la Huella hídrica a nivel Colombia evidenciadas en el tabla 1, con el objeto
de tener presente aspectos legales que apoyan al desarrollo del proyecto.
Tabla 1. Normas generales relacionadas a la huella hídrica.
NORMATIVIDAD EXPEDIDO CONTENIDO
Constitución Política
de Colombia 1991
Congreso de la
república
Titulo 2, Capitulo 2 - 3: Sobre los derechos
sociales, económicos y culturales, colectivos y del
medio ambiente.
Titulo 6, capitulo 3: sobre el régimen municipal.
Ley 9 de 1979
Código Sanitario Nacional para la protección del
medio ambiente.
Título I: Sobre la protección del medio ambiente.
Título II: Suministro de agua.
Titulo v: de las frutas y hortalizas.
Ley 99 de 1993
Por el cual se crea el Ministerio del Medio
Ambiente hoy Ministerio de Ambiente y
Desarrollo Sostenible, reordena el sector público
encargado de la gestión y conservación del medio
ambiente y los recursos naturales renovables,
funciones territoriales y planificación ambiental.
Ley 101 de 1993 Desarrollo agropecuario: proteger el desarrollo de
las actividades agropecuarias y pesqueras,
promover el mejoramiento de ingresos y calidad
de vida de los productores rurales.
Ley 373 de 1997 Por el cual se establece el programa para el uso
eficiente y ahorro del agua
Ley 491 de 1999 Se reglamenta el seguro ecológico como
mecanismo para cubrir perjuicios económicos,
personales y ambientales
Decreto 2811 de
1974
Código Nacional de Recursos Naturales
Renovables y Protección al Medio Ambiente.
Decreto 1541 de
1978
Título II: Sobre dominio de las aguas.
Título III: modos de adquirir derechos al uso de las
aguas. Sección 2: Uso agrícola, riego y drenaje
Título IX: Sobre conservación y preservación de
las aguas y sus cauces. Sección 3: vertimientos por
uso agrícola, riego y drenaje.
20
Decreto 1729 de
2002
Presidencia de
la Republica.
Se reglamenta la parte XIII, Titulo 2, capítulo III
del decreto –ley 2811 de 1974 sobre cuencas
hidrográficas y se dictan otras disposiciones.
Decreto 3100 de
2003
Por medio del cual se reglamenta la tasa retributiva
para utilización directa del agua como receptor de
los vertimientos puntuales
Decreto 1443 de
2004
Por medio del cual se reglamenta la prevención y
control de la contaminación ambiental por el
manejo de plaguicidas y desechos o residuos
peligrosos provenientes de los mismos
Decreto 1323 de
2007
Por el cual se crea el Sistema de Información del
Recurso Hídrico - SIRH, como componente
especifico del Sistema de Información Ambiental
de Colombia.
Decreto 1480 de
2007
Por el cual se prioriza a nivel nacional el
ordenamiento y la intervención de algunas cuencas
hidrográficas.
Decreto 1324 de
2007
Por el cual se crea el Registro de Usuarios del
Recurso Hídrico
Decreto 3930 de
2010.
Por el cual se reglamenta usos del agua,
ordenamiento del recurso hídrico y vertimientos
líquidos cuerpos de agua, suelo y alcantarillado.
Decreto 4728 de
2010
Modifica parcialmente el Decreto 3930 de 2010
Decreto 1076 de
2015
Decreto único reglamentario del sector ambiente y
desarrollo sostenible
Título I: Capítulo I: Conservación de los recursos
naturales en predios rurales, protección de las
aguas, de suelos.
Título II: sección 4 Zonificación y usos
21
permitidos, Capitulo II: Uso y aprovechamiento
del agua, características concesión uso agrícola,
riego y drenaje. Sección 22: Vertimientos por uso
agrícola, riego y drenaje.
Resolución 1433 de
2004
Ministerio de
ambiente y
desarrollo
sostenible
Por el cual se reglamentan Planes de Saneamiento
y Manejo de Vertimientos - PSMV, y de adoptan
otras determinaciones.
Resolución 1207 de
2014
Por el cual se adopta el uso de aguas residuales
tratadas para uso agrícola.
Resolución 631 de
2015
Por la cual se establece los parámetros y los
valores máximos permisibles en los vertimientos
puntuales a cuerpos de agua superficiales y a los
sistemas de alcantarillado y se dictan otras
disposiciones.
Resolución 20009 de
2016
Instituto
Agropecuario
Colombiano
(ICA)
Por el cual se establecen requisitos para la
certificación de buenas prácticas agrícolas en
producción primaria de vegetales y otras especies
para consumo humano.
NTC 5400
ICONTEC
Buenas Prácticas Agrícolas (BPA’s) para frutas,
hierbas aromáticas y hortalizas. Define requisitos
y procedimientos, para orientación a los pequeños,
medianos y grandes productores.
Fuente: Sistema de normas nacionales, 2017.
2.4 Marco geográfico
2.4.1 Localización del área de estudio.
La investigación se desarrolló en el centro de investigación (C.I) Tibaitatá
(CORPOICA) ubicada en el Km 14 Vía Bogotá – Mosquera, localizado a 4° 42’ de latitud
Norte y 74° 12’ de longitud al oeste de Greenwich, en la sabana de occidente de Bogotá,
sobre la carretera central de occidente, a una altitud de 2543 msnm., el lote experimental fue
el de nomenclatura No. 08, con uso de tierra para leguminosas muy densas o praderas en
22
rotación, con prácticas agrícolas a cielo abierto y tratamientos de manejo por medio de
surcos.
En la ilustración 1 se puede observar la localización del Centro de Investigación Tibaitata, el
círculo rojo identifica el lote donde se encontraba el huerto extensivo de lechuga batavia.
Ilustración 1. Ubicación del C.I Tibaitata CORPOICA
Fuente: Geoportal IGAC y Google maps (2017)
2.4.1 Suelo.
De acuerdo a la información suministrada por Terán (2015) y el Estudio General de Suelos y
Zonificación de Tierras del Departamento de Cundinamarca, IGAC, (2000): los suelos del
lote son del paisaje de planicie, pertenecientes a la subregión del Altiplano Cundiboyacense;
con una clasificación de Holdrige de “Bosque Seco Montano Bajo” y está ubicado en la zona
agroecológica Fa.
La zona agroecológica denominada Fa son tierras de piso térmico frío y seco, caracterizado
por temperaturas entre 12 y 18 C°, en alturas entre 2.000 y 3.000 msnm, con precipitaciones
promedio anual entre 500 y 1.000 mm. Las tierras del altiplano cundiboyacense se
caracterizan por suelos Andisoles e Inceptisoles de ceniza volcánica, generalmente
profundos a muy profundos (90 a 150 cm), bien drenados y texturas finas a moderadamente
gruesas, fertilidad moderada; áreas aptas para el cultivo de papa, trigo, cebada y hortalizas,
ganadería intensiva o semi-intensiva.
Los suelos del C.I Tibaitatá pertenecen al complejo Pachic Haplustands - Humic Haplustands
- Fluventic Dystrustepts. Símbolo RMQ. Fases: RMQa, RMQb. De acuerdo al Estudio
General de Suelos y Zonificación de Tierras del Departamento de Cundinamarca, IGAC,
(2000). Los suelos pertenecientes a esta unidad cartográfica se localizan en los municipios de
Sibaté, Soacha, Mosquera y Madrid; ocupa la posición de terraza del río Bogotá, con relieve
ligeramente plano ha ligeramente inclinado con pendiente que varía entre 1 y 5%. El área
SENA
23
total que se encuentra en el departamento de Cundinamarca con este tipo de suelo asciende a
15. 196 Ha.
Son suelos de reacción mediana a ligeramente ácida, alta capacidad de intercambio catiónico,
baja saturación de bases, contenido bajos a altos de magnesio, potasio, fósforo y medios altos
de calcio; la fertilidad de estos suelos es moderada a alta. Las características son: Textura
Franca y/o franco- arcillo- limosa y franco - arcillosa, bien drenada, plana; profunda; normal
y/o ligeramente salina. El suelo experimental se describe con más detalle en el anexo A.
2.4.2 Agua.
El agua usada para fines agronómicos en el lote es procedentes del proyecto saneamiento
ambiental del distrito de riego y drenaje “La Ramada” Unidad I, el cual se suple del canal
Tibaitatá, alimentado a partir de la ciénaga de Tres esquinas mediante bocatoma de
compuertas deslizantes, donde se permite la utilización de las aguas del río Bogotá en
actividades de riego una vez haya sido saneada (CAR, 2010, p. 4). Los canales de riego y
drenaje se abastecen del canal Tibitata por medio de aletas de encausamiento lateral y una
compuerta tipo guillotina (ver ilustración 2).
La tecnología para el tratamiento de aguas residuales del canal de riego Tibaitatá con fin
agrícola contempla los siguientes procesos: 1)Filtración: con tres tanques que contiene arena,
antracita y carbón activado, tiene el objeto de retener contaminantes orgánicos e inorgánicos,
2) Desinfección por medio de radiación UV para estabilización microbiológica, 3)Aireación:
paso del agua por estructura de 5 niveles (4 de ellos con carbón coque), 4) Almacenamiento:
en reservorio con capacidad de 100 m3, donde se aplica microorganismos para conservar el
agua en óptimas condiciones para riego (CORPOICA, 2017).
En las áreas destinadas a producción agrícola se traslada el agua para riego hacia puntos de
entrega en los lotes y se controlan excesos hídricos por medio de canales abiertos. Se capta el
recurso por bombeo y se riega el cultivo por aspersión con mangueras de 6”, para la
aplicación de agroquímicos se utilizan bombas aspersoras de 20 Lts (ver ilustración 3).
Ilustración 2: Panorámica de la infraestructura del canal tibaitata y las compuertas deslizantes, Distrito de riego y
drenaje “La Ramada”. Tomado por Lizcano, P. 2017.
24
Ilustración 3: Panorámica de canales de riego y drenaje, moto bomba, estructuras de sistema de riego y fertilización
en la seccional ICA C.I Tibaitata. Tomado por Lizcano, P. 2017.
2.4.3 Descripción del cultivo.
La lechuga pertenece a la clase Dicotiledoneae, familia Compositae (compuestas),
subfamilia Chicorioideae, tribu Lactuceae y género Lactuca, es una de las principales
hortalizas en Colombia por su volumen de consumo agrupando dentro de las hortalizas de las
cuales se consume las hojas crudas. El tipo lechuga en análisis fue de cabeza dentro de las
que se incluyen las conocidas como batavia e iceberg, se caracterizan por tener cabeza
cerrada, sus hojas internas se aprietan formando un cogollo o cabeza firme, mientras las hojas
exteriores son abiertas, gruesas, con bordes rizados y sirven de protección del cogollo (Flores
et al., 2012).
25
La fases de crecimiento vegetativo se detallaron de acuerdo a información de campo, de los
manuales para el cultivo de hortalizas (Flores et al., 2012; Lee et al., 2002; Osorio,, 1983) y
la página web Siembra del Ministerio de Agricultura.
2.4.3.1 Etapa de planeación.
La lechuga es una hortaliza de climas frescos Se cultiva desde el nivel del mar como en la
Costa Atlántica, hasta los 2600 msnm como en la Sabana de Bogotá y zonas elevadas con
climas templados y húmedos , en Colombia se encuentran variedades para clima medio, frío
moderado y frío. La temperatura media óptima para el desarrollo normal del cultivo es de 15
- 18°C, con máxima de 21 °C y mínima de 7°C, la planta resiste bajas temperaturas en su
primera edad, pero es sensible a heladas durante el periodo cercano a la cosecha.
En la sabana de Bogotá las necesidades de riego del cultivo de lechuga pueden ir desde 0,5
Litros/m2/día cuando las plantas son pequeñas hasta más de 4 Litros/m2/día para plantas
adultas. El agua para riego debe ser de óptimas calidad química y biológica, las
características químicas deseables son un pH entre 6 y 7, conductividad eléctrica (CE) menor
a 1 dSm-1 y contenido de sodio (Na) y cloro (Cl) menores a 50 y 70 ppm, la parte biológica
debe tener agua con bajos niveles de microorganismos (coniformes totales y fecales y otras
bacterias). La frecuencia y cantidad de agua a aplicar para la lechuga es de 300 a 600 mm de
agua durante todo su ciclo.
Teniendo en cuenta que para horticultura el sistema radicular es corto se desarrolla bien en
suelos sueltos, fértiles, franco arenosos, con alto contenido de materia orgánica (ya que
retiene humedad, favoreciendo la alta demanda de agua por parte del cultivo) y con buen
contenido de poros grandes y bien distribuidos (proveen buen drenaje y aireación para un
adecuado crecimiento), el pH más apropiado es ligeramente acido con pH entre 6.0 y 6.5.
2.4.3.2 Etapa preparación del suelo.
La preparación del suelo debe lograr una textura suelta que facilite el trasplante y
establecimiento del cultivo. En grandes extensiones se recomienda el uso de tractor haciendo
los pases de arado y rastrillo para que el suelo quede bien desmenuzado (ver ilustración 4), en
áreas pequeñas se hace uso de motocultor o con obra de mano. Para el trasplante de la
lechuga se acostumbra levantar camas o eras de 10 a 15 cm de altura y entre uno y dos metros
de ancho de acuerdo con condiciones topográficas del terreno, del sistema de riego y de la
distancia de siembra.
26
Ilustración 4: Preparación del suelo con tractor en la seccional ICA C.I Tibaitata. Tomado por Lizcano, P. 2016
2.4.3.3 Etapa de siembra indirecta (Trasplante).
Aunque la semilla de lechuga puede germinar directamente en el suelo, la práctica más
común para la siembra es a través de la producción de plántulas para trasplante al lugar de
siembra, controlando la distancia y la densidad de siembra adecuada, este tipo de siembra
indirecta se realiza cuando la plántula tiene entre 3 a 4 hojas verdaderas (ver ilustración 5).
Los trasplantes se hacen en suelo húmedo cuidando las hojas ya que estas conforman la
primera área fotosintética influyente sobre el desarrollo de la plántula. El arraigamiento
superficial y el breve periodo vegetativo de la lechuga, deben suministrar abundante
fertilizante, dependiendo del contenido de nutrientes en el suelo
Ilustración 5: Panorámica del cultivo de lechuga Batavia etapa inicial en la seccional ICA C.I Tibaitatá. Tomado por
Lizcano, P. 2016.
2.4.3.4 Sistemas de riego y drenaje.
El cultivo de lechuga como la mayoría de las hortalizas demandan alto consumo de agua, la
duración y frecuencia del riego depende del crecimiento del cultivo. Desde el trasplante la
zona radicular debe estar en buenas condiciones de humedad, cerca de la capacidad de campo
(máxima cantidad de agua que el suelo puede contener sin llegar a inundarse y sin que haya
pérdidas de agua hacia el subsuelo). Como regla general el cultivo debe hacer riegos cortos y
27
frecuentes durante las primeras semanas, más adelante la frecuencia del riego puede
disminuir en la medida que aumenta la duración del riego para mantener una buena humedad.
El sistema de riego más aconsejable es por aspersión o por goteo.
2.4.3.5 Etapa de cosecha.
Está relacionada por la etapa de maduración de la planta, en la sabana de Bogotá la lechuga
Batavia puede cosecharse en un periodo de 100 días después del trasplante, la duración del
desarrollo vegetativo de la lechuga es de aproximadamente cuatro meses. El principal
indicador de cosecha es el tamaño y la firmeza de la cabeza, la recolección se corta
manualmente a ras del suelo y se almacena aproximadamente 12 lechugas con contenedor,
para su posterior transporte (ver ilustración 6).
Ilustración 6: Cultivo de lechuga Batavia etapa final y cosecha en la seccional ICA C.I Tibaitata. Tomado por
Lizcano, P. 2017
28
3. METODOLOGIA
3.1 Enfoque metodológico
El proyecto de investigación desarrollado es de tipo descriptivo y documental, indagando
sobre el sector hortícola en la sabana de Bogotá, dando un enfoque integral desde el
suministro y disponibilidad de agua para el sector agrícola por medio del distrito de riego y
drenaje la Ramada hasta el cultivo y las prácticas empleadas.
De igual forma, se realizó bajo un enfoque cuantitativo evaluativo, debido a que se empleó
recolección de datos meteorológicos, agronómicos y de riego para aplicar los cálculos
pertinentes a la estimación de la huella hídrica en el cultivo, y se buscó evaluar las diferentes
metodologías asociadas al cálculo de la huella hídrica en el sector agrícola con el fin de
emplear la mejor opción de acuerdo a las características del cultivo de análisis. Adicional, se
pretende que con la información generada se establezcan resultados que permitan la toma de
decisiones propendiendo al ahorro y uso eficiente del recurso hídrico y empleo de buenas
prácticas agrícolas (BPA’s).
Al mismo tiempo, el tipo de investigación empleada fue el estudio de caso con una unidad
de estudio, ya que para la sabana de Bogotá siendo el mayor productor de hortalizas en
Colombia se trabajó con un cultivo de lechuga batavia siendo este el objeto específico de
estudio. Se indago sobre la metodología para la estimación de la WF definiendo criterios,
lineamientos y variables para sus tres componentes, se recolecto información y se
evidenciaron resultados de la cantidad y calidad de agua usada en el cultivo, por medio de
estos se realizó la evaluación de la WF. Para el proyecto se empleó el método inductivo,
donde se partió de lo particular con el objetivo de proporcionar conclusiones generales
aplicables a los cultivos de hortalizas en la sabana de Bogotá en cuanto al uso del recurso
hídrico.
3.2 Instrumentos metodológicos
Para el desarrollo de la estimación de la WF se utilizaron diferentes instrumentos
metodológicos como lo son:
3.2.1 Manuales.
Como guía para estimar la huella hídrica en el cultivo se utilizó el manual publicado por la
Water Footprint Network (WFN) en el año 2011 donde se explica la metodología de
Hoekstra et al., definiendo y formulando el cálculo de la WF (verde, azul y gris) de forma
29
generalizada (productos, cultivo, personas). También se tuvo en cuenta la metodología
propuesta por el Estudio Nacional de Agua publicado por el IDEAM en el año 2015 y la
evaluación multisectorial de la huella hídrica en Colombia publicada por el IDEAM en el año
2014 y la tesis “Estimación de la Huella hídrica de cultivos con potencial bioenergética en la
Provincia de Limarí, Región de Coquimbo, Chile.” de Barros, 2012, donde se establece la
metodología (componentes, cuantificación y análisis) para la WF integral en el sector
agropecuario a nivel nacional.
3.2.2 Modelo de estimación huella hídrica – WF.
De acuerdo a los manuales, se estableció la metodología para la estimación de la WF para los
tres componentes, como se muestra a continuación:
3.2.2.1 Estimación Huella hídrica total.
La huella hídrica total para el cultivo (WF Cultivo [m3.ton-1]) (Ecuación 1) siendo un
indicador que tiene en cuenta el uso directo e indirecto del agua (uso y contaminación),
corresponde a la sumatoria de las WF verde, azul y gris, se define como el volumen o
cantidad de agua requeridos por la especie para producir una unidad de cosecha; para
agricultura o silvicultura se manejan en unidades de m3.ton-1 lo que equivale a L. Kg-1,
cuando los productos agrícolas se pueden contar por unidad la WF puede ser expresada como
volumen de agua por unidad (Hoekstra et al, 2011).
WF Cultivo=WF Verde +WF Azul +WF Gris Ecuación 1
Dónde:
WF Cultivo Huella hídrica en [L. Kg-1]
WF verde Huella hídrica verde [L. Kg-1]
WF azul Huella hídrica azul [L. Kg-1]
WF gris Huella hídrica gris [L. Kg-1]
3.2.2.2 Estimación huella hídrica verde (WF Verde).
La huella hídrica verde (WF Verde [m3.ton-1]) (Ecuación 2) siendo el volumen de agua
procedente de la precipitación que no se convierte en escorrentía, sino que se almacenan en
los estratos permeables superficiales del suelo satisfaciendo la demanda de la plántula y
vuelve a la atmósfera por proceso de evapotranspiración (Arévalo, et al., 2012). Se estima
como el cociente entre uso consuntivo (CWU Verde [m3.ha-1]) y el rendimiento del cultivo (Y
[ton . ha-2]) (Hoekstra, et al., 2011), expresado en L. Kg-1 o m3.ton-1.
30
La cantidad de agua aprovechada por el cultivo proveniente de la precipitación es equivalente
a la precipitación efectiva, por lo cual la WF verde se puede entender como la relación entre
precipitación efectiva con el rendimiento del cultivo, considerándose este como la cantidad
de producto final cosechado dividido por el área en que fue cosechada (Barros., 2012)
(Ecuación 3).
𝑾𝑭𝑽𝒆𝒓𝒅𝒆 =𝐶𝑊𝑈𝑉𝑒𝑟𝑑𝑒
𝑌
Ecuación 2
𝑊𝐹𝑉𝑒𝑟𝑑𝑒 =𝑃𝑝𝐸𝑓
𝑌
Ecuación 3
Donde:
WF Verde Huella hídrica verde [m3.ton-1]
CWU Verde Uso consuntivo de agua o requerimientos hídricos [m3.ton-1]
Y Rendimiento del cultivo [ton . ha-2]
Ppef Precipitación efectiva [m]
Precipitación efectiva (Ppef )
La precipitación efectiva [m] se define como la cantidad de agua precipitada que no se pierde
a través de escorrentía superficial ni por percolación profunda, por lo que queda disponible
para el aprovechamiento de la planta (FAO, 2010).
En este proyecto se empleó para estimar la precipitación efectiva en el cultivo el método
USDA soil conservation service (SCS), donde la ecuación 4 se utiliza para precipitación
media anual menor o igual a 250 mm y si la P mes es mayor a 250 mm se aplica la ecuación 5.
𝑃𝑝𝒆𝒇=
𝑃𝑀𝑜𝑛𝑡ℎ ∗(125−0.2 ∗ 𝑃𝑀𝑜𝑛𝑡ℎ)
125
Ecuación 4
𝑷𝒑𝒆𝒇 = 125 + 0.1 ∗ 𝑃𝑀𝑜𝑛𝑡ℎ
Ecuación 5
Donde
P month Precipitación promedio mensual (mm)
Para el cálculo de la precipitación efectiva se debe realizar un promedio de precipitación
mensual con datos procedentes de la estación Tibaitata, donde el IDEAM (2017) define la
precipitación como la cantidad de lluvia en un día (total diario), se cuenta desde las 7:00 de la
31
mañana de ese día hasta las 7:00 de la mañana siguiente, periodo que se conoce
universalmente con el nombre de “día pluviómetro”, así mismo un milímetro de
precipitación equivales a un litro de agua por metro cuadrado de superficie, o a 10 metros
cúbicos de agua por hectárea.
3.2.2.3 Estimación de la huella hídrica azul
La huella hídrica azul del cultivo (WFAzul [m3.ton-1]) (Ecuación 6) se define como el
volumen de agua dulce extraída de una fuente superficial o subterránea usada para riego,
cubriendo la demanda de agua no satisfecha a causa de un déficit en la disponibilidad de agua
procedente de lluvia (Arévalo, et al., 2012). Se calcula como el cociente entre el agua
aprovechada por el cultivo procedente de riego y el rendimiento del cultivo (Hoekstra, et al.,
2011), expresado en L. Kg-1 o m3.ton-1, La CWU Riego corresponde a la diferencia entre los
valores de agua requeridos por el cultivo y la precipitación efectiva (Barros., 2012).
𝑾𝑭𝑨𝒛𝒖𝒍 = 𝐶𝑊𝑈𝑅𝑖𝑒𝑔𝑜
𝑦
Ecuación 6
Donde:
WF Azul Huella hídrica azul [m3.ton-1]
CWU riego Requerimientos de riego del cultivo [m]
Y Rendimiento del cultivo [ton. m-2]
Requerimientos de riego del cultivo [CWU riego]
Para la estimación de la cantidad de agua demandada por el cultivo proveniente de riego
(CWU riego [m]), se restan los requerimientos hídricos del cultivo con el valor de la
precipitación efectiva (Ecuación 7)
CWU Riego =CWU – PP ef Ecuación 7
Donde:
CWU riego Requerimientos de riego de los cultivos [m]
CWU Requerimiento hidrico de los cultivos [m]
Ppef Precipitación efectiva [m]
32
Requerimientos hídricos del cultivo [CWU]
Los requerimientos hídricos del cultivo (CWU), se define como el volumen de agua dulce
que debe suministrar a la planta para compensar las pérdidas provocadas por la
evapotranspiración, con el objeto de un adecuado crecimiento y desarrollo (Allen, et al.,
1998), es decir es directamente inverso a la evapotranspiración y en términos numéricos es
equivalente a la evapotranspiración del cultivo (ETC) (Barros., 2012). Los requerimientos
hídricos se estima por medio del software CROPWAT, requiriendo información de la
evapotranspiración potencial, características del cultivo y el suelo (FAO, 2010).
Evapotranspiración total del cultivo (ETc)
La ETc es comprendido como el proceso combinado que comprende la evaporación directa
de todos los tipos de superficie (vegetación, suelo y lámina de agua) y la transpiración de las
plantas, mediante el cual el agua es extraída del suelo por las raíces, transportada a lo largo de
su tallo y difundida a la atmósfera a través de las estomas… la ET, indica la cantidad o lámina
de agua que exige una especie vegetal para satisfacer sus requerimientos hídricos y
utilización de agua en el suelo, están influidas por factores clima, vegetación y suelos
(CAR, 2010). De acuerdo a la ecuación de balance hídrico se calcula como la multiplicación
entre la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETO) y el coeficiente del cultivo (KC)
(Ecuación 8), De acuerdo a Miranda et al (2006) el estudio y determinación de estos
parámetros por fase de desarrollo, son fundamentales para proyectar y manejar riego,
permitiendo el aumento de la productividad del agua y optimización de los recursos
hídricos (Gonzales, 2015).
ETC = ETO * KC Ecuación 8
Donde:
ETC Evapotranspiración del cultivo [mm]
ETO Evapotranspiración potencial o de referencia [mm]
KC Coeficiente del cultivo
Evapotranspiración potencial o de referencia (ETO)
La evapotranspiración de referencia (ETO) se define como la sumatoria entre las pérdidas de
agua por transpiración de la planta y las producidas por la evaporación del suelo (superficie
evaporante) de una área cultivada estándar (FAO, 2010). Se conoce como un cultivo de
referencia comparable con una superficie extensa de pasto verde bien regado, de altura
uniforme que crece activamente y da sombra totalmente al suelo, con suelo moderadamente
seco que recibe riego con frecuencia semanal (Allen, et al. 1998).
La FAO recomienda el método Penman- Monteith como el único empleado para la
determinación la ETo de datos meteorológicos, el cual incluye todos los parámetros que
33
gobiernan el intercambio de energía y el flujo de calor (ET). Por practicidad se hace uso del
método calculado por medio del software CROPWAT.
Para el cálculo de ETo se requiere de la siguiente información, para el caso puntual de la
investigación uso los resultados de la estación meteorológica Tibaitatá convencional y
automática proporcionada por el IDEAM, para el periodo vegetativo de la lechuga Batavia.
a) Localización: La información de la ubicación del cultivo, suministra ajustes al
programa parámetros referentes al valor medio local de la presión atmosférica local y
la radiación extraterrestre y en algunos casos la duración máxima de la insolación
(Allen, et al., 1998).
b) Temperatura: El método FAO Penman- Monteith requiere de información de
temperatura máxima y mínima [C°] promedio mensual.
C) Humedad relativa: El método FAO Penman- Monteith requiere información
mensual sobre humedad relativa en porcentaje [%] promedio mensual, la cual
expresa el grado de saturación del aire, como la relación entre la cantidad de vapor de
agua que el aire contiene y al cantidad máxima que puede contener a la misma
temperatura (FAO, 2006)
D) Velocidad del viento: El método FAO Penman- Monteith requiere información
mensual sobre velocidad del viento, expresada en metros [m s-1] promedio mensual,
describiéndose como el movimiento natural y horizontal del aire atmosférico,
originado y conservado por la diferencia de temperatura y de presión (CAR, 2000),
siendo un parámetro importante para la ET, ya que este transfiere el vapor de agua a
la atmosfera (FAO, 2006).
E) Insolación directa o brillo solar: Representa la duración de la recepción de
radiación solar sin interferencia de las nubes, además depende de la posición del sol y
por lo tanto es una función de la latitud y del día del año. Se expresa como horas de
insolación (horas), como un porcentaje o fracción de insolación directa. El software
CROPWAT utiliza esta variable para la estimación de la radiación (FAO, 2010).
E) Radiación solar: Parte de la energía solar puede calentar la atmosfera y el suelo,
además, el proceso de ET está determinado por la cantidad de energía disponible para
evaporar el agua; la radiación solar provee el calor latente que genera los procesos de
vaporización y es la fuente calórica principal que usan las plantas en sus procesos
fisiológicos (FAO, 2006 & CAR, 2000) y se expresa en [MJ. m-2. día-1]
Características del cultivo
Fue necesario para la estimación de la huella hídrica azul [WF Azul] conocer las características
del cultivo de análisis referentes a: fechas de siembra, etapas de crecimiento (duración en
días), coeficiente del cultivo [KC], factor de respuesta de la productividad [Ky], profundidad
34
radicular [m], altura máxima del cultivo [m] y fracción de agotamiento hídrico [p] (FAO,
2010).
a) Fecha de siembra: Este dato le permite al software calcular junto con duración de
la etapa de crecimiento la fecha de cosecha (FAO, 2010).
b) Etapas de crecimiento: De acuerdo a Allen., et al 2006 los datos del cultivo se
refieren a la duración en días de las cuatro etapas del ciclo de cultivo, donde el área
del suelo cubierto por la vegetación, como la altura del cultivo y el área foliar varían
progresivamente:
Etapa inicial: Comprende fecha de plantación (siembra indirecta) hasta que
el cultivo cubre aproximadamente el 10% de la cubierta del suelo, el área
foliar es pequeña y la ET ocurre como evaporación en el suelo.
Etapa desarrollo del cultivo: Incluye el momento en que el cultivo cubre el
10% hasta la cobertura efectiva completa. A medida que el cultivo se
desarrolla y sombrea cada vez más el suelo, la evaporación disminuye y la
transpiración gradualmente se convierte en el proceso más importante.
Etapa de mediados de temporada: abarca desde cobertura plena e inicio de
la madurez, indicado por la senescencia de las hojas siendo relativamente
corta para cultivos hortícolas los cuales son cosechados frescos. Se disminuye
la ET en relación con el ETo de referencia.
Etapa final: Comprende la madurez hasta la cosecha, se establece que el Kc y
la ETc terminan cuando el cultivo es cosechado
C) Coeficiente del cultivo [KC]: Este valor resume las características que
diferencian a un cultivo particular del cultivo de referencia (FAO, 2010). El Kc
varía principalmente en función de las características del cultivo (etapas de
crecimiento del cultivo), variando solo en una pequeña porción en función del clima y
la evaporacion. Permitiendo la transferencia de valores estándar del coeficiente del
cultivo entre distintas áreas geográficas y climas, durante el crecimiento del cultivo
esta relación varía en función de los cambios fenológicos de la especie y el grado de
cobertura vegetal (Allen, et al. 2006). Con estos valores el método CROPWAT
interpola los valores correspondientes a la etapa de desarrollo y final o cosecha.
d) Factor de respuesta de la productividad (KY): Este factor describe como la
productividad del cultivo va disminuyendo según disminuye la ETc como resultado
a la falta de agua. Esta reducción relativa de la productividad es más pequeña durante
las etapas de desarrollo y maduración (Allen, et al., 1998)
e) Profundidad radicular [Zr]: Corresponde a la profundidad de las raíces que
determinan la capacidad de los cultivos para aprovechar las reservas de agua
presentes en el suelo (FAO, 2010). Para el cálculo por el método FAO CROPWAT es
35
necesario conocer: en etapa inicial y radicular máxima, de acuerdo al EMHHC es de
0,9 m
f) Altura máxima del cultivo [m]: Este parámetro permite al método FAO
CROPWAT ajustar valores del coeficiente del cultivo en condiciones no estándar,
especialmente cuando los valores para humedad relativa son notoriamente distintos a
45% o cuando la velocidad del viento difiere de los 2 [m s-1] (FAO, 2010). La altura
del cultivo tiene influencia en el valor de resistencia aerodinámica, así como la
transferencia de vapor de agua a la atmosfera (transpiración) (Allen., et al 2006)
g) Fracción de agotamiento hídrico (p): Corresponde a la fracción promedio del
agua total disponible en el suelo (ADT) que puede ser agotada de la zona radicular
antes de que el cultivo presenta estrés hídrico (Barros, 2012).
Rendimiento del cultivo [Y]
Corresponde a la cantidad de cosecha dividido la superficie sembrada [m2], esta puede ser
expresada como tonelada cosechada de planta.
Características del suelo
De acuerdo a las características del lote y de la región de estudio, se asumió que el suelo no
presenta limitaciones hídricas para el crecimiento del cultivo, uso el método FAO
CROPWAT para un suelo sin restricciones de humedad usando la opción “CWR option” por
lo que no fue necesario incorporar datos. En caso de necesitar un resultado más específico, se
puede utilizar la segunda opción “Irrigation Schedule option” como un dato más para la
estimación de los requerimientos hídricos del cultivo (Hoekstra et al., 2009).
3.2.2.4 Huella hídrica gris (WF gris).
La huella hídrica gris del cultivo (𝑊𝐹𝐺𝑟𝑖𝑠 [𝑚3𝑡𝑜𝑛−1]) (ecuación 9), se define como el
volumen de agua necesario para que el cuerpo receptor asimile la carga contaminante
asociada al proceso productivo, sin que la calidad del agua supere los límites permitidos por
las normas de calidad de agua para calidad ambiente del agua (Caso específico nivel
nacional). Se calcula como carga contaminante dividida la diferencia entre el máximo
aceptable y la concentración natural y dividido por el rendimiento del cultivo; estimándose
solo para los principales productos químicos usados en el cultivo (Hoekstra, et al., 2011).
36
𝑊𝐹𝐺𝑟𝑖𝑠 = ((
𝛼 ∗ 𝐴𝑅𝐶𝑀𝑎𝑥 − 𝐶𝑁𝑎𝑡
)
𝑌)
Ecuación 9
Donde:
𝑊𝐹𝐺𝑟𝑖𝑠 Huella hídrica gris [𝑚3𝑡𝑜𝑛−1]
𝛼 Fracción de lixiviación
AR Aplicación estimada de productos químicos [𝐾𝑔 ℎ𝑎−3] C Max Concentración máxima aceptable de contaminantes [𝐾𝑔 𝑚−3]
C Nat Concentración natural del contaminante [𝐾𝑔 𝑚−3] Y Rendimiento [𝑡𝑜𝑛 ℎ𝑎−1]
La estimación de carga química en el caso de foco difuso de contaminación del agua no es tan
fácil como en un caso puntual. Cuando un producto se aplica directamente en la zona
radicular como es el caso de fertilizantes, insecticidas o plaguicidas se puede medir, sin
embargo puede ocurrir que una fracción de la cantidad total de sustancia químicas aplicadas
se filtra a aguas subterráneas o por escorrentía a aguas superficiales la cual no se puede
cuantificar. Es recomendable desarrollar una aproximación asumiendo que una fracción fija
de producto químico aplicado llega a un cuerpo receptor (Hoekstra, et al., 2011).
Aplicación estimada de los principales productos químicos [AR]
Cantidades promedio aplicada de insecticidas, fertilizantes y pesticidas, teniendo en cuenta
frecuencia de aplicación, cantidad y composición química. El cultivo maneja cuatro tipos de
agroquímicos, de acuerdo a las características definidas por Liñán (2015) y datos de campo:
1. Triple 15: fertilizante granulado con aplicación a cualquier tipo de cultivo, aporta a
la tierra macronutrientes como N, P y K, el huerto extensivo lo maneja disuelto en
agua con frecuencia de aplicación 15 días después del trasplante hasta un mes antes
de la cosecha.
2. Urea: Fertilizante granulado suministrado al suelo y provee alto contenido de
nitrógeno a la planta, esencial para el metabolismo de la misma. Se disuelve en agua y
se aplica al cultivo en la misma proporción que triple 15.
3. Naturfos: Fertilizante en presentación liquida usado para mejorar el enraizamiento y
floración del cultivo, se aplica 15 días después de trasplante y después cada 8 días
hasta un mes antes de la cosecha.
37
4. Raizal: Fertilizante arrancador para trasplante, provee nutrientes y estimula el
crecimiento de la raíz, se aplica disuelto en agua directa al suelo a los 15 días después
del trasplante.
Fracción de lixiviación [𝜶]
Corresponde a la cantidad de carga química aplicada al cultivo que infiltran y percolan hasta
llegar a un cuerpo receptor. Teniendo en cuenta que cuando se aplica el producto químico
directamente al cuerpo de agua se puede realizar medición directa de contaminantes, pero
cuando los productos se aplican en el suelo no infiltra el total del contaminante por lo que no
se puede realizar una medición directa, por lo cual se toma un porcentaje del total de los
principales productos químicos usados en el cultivo. De acuerdo a Carmona (2010) los
principales nutrientes que contiene los fertilizantes son el Nitrógeno, Fosforo y Potasio,
analizando su comportamiento durante la lixiviación se puede observar que:
La lixiviación del fosforo (S) orgánico e inorgánico en los perfiles el suelo, en
condiciones normales, tiene lugar de forma lenta, lo que se debe a que la movilidad
del fosforo en el terreno es muy baja y que los fosfatos suelen reaccionar con otras
sustancias minerales que contiene el terreno formando compuestos insolubles en
agua.
La movilidad del potasio (K) se encuentra entre N y S, la cantidad lixiviada se ve
influenciada por la capacidad de intercambio catiónico del terreno. Debido a que la
carga positiva del K se siente atraída por los coloides y minerales arcillosos existentes
en el terreno.
El nitrógeno (N) tiene una elevada movilidad en el terreno y no puede ser retenido por
el, siendo la sustancia en los fertilizantes más susceptibles a lixiviación. La presencia
en agua destinada a consumo humano es perjudicial para la salud por lo cual la
normatividad restringe el contenido de iones de nitratos que debe contener el agua.
Concentración natural de contaminante [𝑪𝑵𝒂𝒕]
Según Carmona (2010) No se utiliza la concentración real por la WF Gris ya que es un
indicador de la capacidad de asimilación del medio receptor, por lo cual es necesario utilizar
la concentración natural (concentración de contaminantes que se produciría en ausencia de
intervención antrópica) presentes de manera natural en los cuerpos de agua dulce.
Concentración máxima aceptable de contaminante [𝑪𝑴𝒂𝒙]
Corresponde a los niveles máximos de concentración de contaminantes de acuerdo al marco
normativo Colombiano que puede estar presente en un cuerpo receptor de vertimientos o
cuerpo de agua
38
3.2.3 Base datos.
Los datos sobre características del cultivo como fecha de siembra, duraciones de las etapas
vegetativas y demás, se tomaron del portal web de MINAGRICULTURA siembra y datos de
campo; el coeficiente de cultivo (Kc), profundidad radicular (Zr) y fracción de agotamiento
del cultivo (p) fueron suministrados por el Evaluación Multisectorial de la Huella Hídrica en
Colombia (2015) y Allen et al (1988).
3.2.4 Estimaciones climáticas.
“El método de la FAO Penman – Monteith utiliza datos climático estándar los cuales pueden
ser fácilmente medidos. Todos los procedimientos de cálculo han sido estandarizado en
función de los datos meteorológicos disponibles y la escala de tiempo” (FAO, 2006). De
acuerdo a lo anterior los datos agroclimáticos usados para la estimación de la WF en el
cultivo, proviene de la información suministrada vía web por el IDEAM de las estaciones de
C.I Tibaitata convencional y automática, ya que no se realizaron mediciones directas en
campo.
3.2.5 Software Cropwat 8.0.
Para estimar la huella hídrica es necesario calcular el uso consuntivo o requerimientos
hídricos (CWU), por lo cual se requiere la sumatoria de la evapotranspiración (ET) durante el
periodo vegetativo completo del cultivo, la ET se estimó indirectamente con el modelo
CROPWAT 8.0 que utiliza como datos climatológicos y del cultivo (entrada de datos de
forma manual), desarrollado por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura
y Alimentación (FAO, 2009), que se basa en el método descrito por Allen, et al (1998)
(Hoekstra, 2011). Se encuentra de forma gratuita, se basa en las directrices de la FAO
establecidas en la publicación No 56 de la serie Riego y Drenaje “evaporación del cultivo –
Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos” y para el
adecuado manejo del software se usó el manual de la FAO.
3.3 Proceso metodológico
El desarrollo de este proyecto se llevó acabo en cuatro etapas, formuladas y proyectadas para
dar cumplimiento a los objetivos propuestos, siendo estas etapas las siguientes:
Primera etapa: Prediagnóstico
Esta etapa se centra en las actividades iniciales encaminadas a la obtención de información
preliminar a partir de fuentes segundarias, identificando el concepto de huella hídrica (WF
verde, azul y gris), además de como determinar en un cultivo los criterios, lineamientos y
39
variables para la estimación de la WF con sus tres componentes para agricultura y la
viabilidad de su cálculo en el cultivo de análisis.
Para la estructura de las fórmulas de la WF (verde, azul y gris) se tomaron varios referentes
metodológicos, partiendo desde la estandarizada a nivel mundial por la WFN, luego la
aplicación en el contexto nacional en la Evaluación Multisectorial de la Huella Hídrica en
Colombia publicado por el IDEAM donde se usa balance hídrico para la estimación y por
último la tesis “Estimación de la Huella hídrica de cultivos con potencial bioenergética en
laProvincia de Limarí, Región de Coquimbo, Chile.” de Barros, 2012., con lo cual se
estableció la mejor opción para el cultivo de lechuga Batavia (lactuca sativa capitata), de
acuerdo a disponibilidad de datos meteorológicos, agronómicos y de riego (características
del cultivo).
Para calcular el uso consuntivo de agua del cultivo o requerimiento hídricos (CWU), se
escogió el modelo CROPWAT desarrollado por la FAO en 2009 basado en el método de
Allen et al 1998, en lugar del modelo AQUACROP de la FAO, 2010 diseñado
específicamente para crecimiento de cultivos y evapotranspiración en condiciones
deficitarias de agua (Hoekstra, 2011).
Segunda etapa: Condiciones de funcionamiento del cultivo
Teniendo en cuenta el conocimiento base y la información recolectada referente a la huella
hídrica aplicada en el sector agrícola por medio de referentes bibliográfico, se identificaron
las características del área de estudio y variables que se deben tener en cuenta para la
estimación de la WF en el cultivo de análisis.
Por medio de visitas de campo se realizó la observación directa del comportamiento del agua
en el cultivo, además del estado del suelo y del sistema de distribución de agua con fines de
riego y agroquímicos usados; se realizó el diligenciamiento de listas de chequeo donde se
verifico información referente a prácticas agrícolas, uso del agua y estado de suelo, y se
diálogo con los actores vinculados al proceso vegetativo (agricultor, agroempresario y
funcionarios C.I Tibaitatá).
Se localizó la estación cercana al cultivo por medio del catálogo del IDEAM, donde se
encontró que el C.I cuenta con dos estaciones: Tibaitata convencional [21205420] y Tibaitata
automática [21206990], de las cuales se solicitaron datos meteorológicos para el cálculo del
CWU; los datos de riego y agronómicos se obtuvieron con ayuda del agricultor y referentes
bibliográficos.
Tercera etapa: Estimación Huella Hídrica
Con la información recolectada y definidos los criterios, lineamientos y variables para el
cultivo, se procedió a desarrollar la estimación de la WF con sus tres componentes definidos
para el sector agrícola, inicialmente se solicitó valores totales mensuales para el lapso de
40
desarrollo del cultivo comprendido entre Agosto – Noviembre de 2016 al IDEAM, para las
variables meteorológicas: precipitación, temperatura máxima y mínima (C°) y radiación
(MJ. m2 .día) se tomaron a partir de datos suministrados por la estación Tibaitata
Convencional y los datos de humedad relativa (%) se tomaron de la estación Tibaitata
Automática.
Las características del cultivo se tomaron de acuerdo a lineamientos establecidos por la
Evaluación Multisectorial de la Huella Hídrica en Colombia para cultivos de hortalizas y los
datos de suelo fueron suministrados por el Estudio General de Suelos y Zonificación de
Tierras del Departamento de Cundinamarca (IGAC, 2000) y tesis doctoral Determinación de
la huella hídrica y modelación de la producción de biomasa de cultivos forrajeros a partir del
agua en la sabana de Bogotá (Colombia) (Terán, 2015), estos datos preliminares fueron
tabulados y posterior de procedió a la aplicación de las fórmulas para cada componente (WF
azul, verde y gris).
Cuarta etapa: Formulación de acciones de manejo eficiente del agua
Posterior a obtener los resultados de la estimación de la WF, la visualización del uso del agua
utilizada durante el proceso vegetativo siembra – cosecha, ayuda a una mejor comprensión y
cuantifica los efectos sobre el recurso hídrico, sirviendo como base para una mejor gestión de
los recursos hídricos a nivel rural, además de incentivar a las buenas prácticas agrícolas,
primero se debe hacer un análisis de los resultados desde una perspectiva ambiental y social,
posterior se propone formular estrategias de respuesta en términos generales, dando como
resultado como el producto vegetal puede ser más sostenible desde la perspectiva del agua y
como estas estrategias pueden ayudar al desarrollo rural y la GIRH.
41
4. RESULTADOS
4.1 Condiciones de la evaluación huella hídrica a partir de los modelos
El cálculo de la huella hídrica considero factores fundamentales para la validación del
modelo, ya que no se pueden realizar mediciones en campo se procedió a calcular la ETo
partiendo de datos meteorológicos medibles directamente en la estación agrometeorológica
Tibaitatá convencional y automática, localizada en áreas cultivadas donde los instrumentos
de medición se exponen a condiciones atmosféricas similares a las de los cultivos
circundantes (FAO, 2006).
Los datos fueron suministrados por el IDEAM por consolidado 1954 – 2015, sin embargo los
datos suministrados para el año 2016 se manejaron como datos preliminares sin proceso de
verificación y para algunos parámetros la base de datos no registro datos anuales en las
estaciones. La información agroclimática fue promediada para un lapso de diez años
enfatizado al periodo vegetativo (siembra indirecta- cosecha) de la lechuga batavia, por
medio de registros históricos de suficiente duración.
Las características del cultivo fueron tomados del Estudio No 56 de la serie riego y drenaje de
la FAO y el Evaluación Multisectorial de la Huella hídrica en Colombia (EMHHC), además,
de mediciones y observaciones directas en campo. Por último los datos de fertilizantes fueron
tomados de campo y del Vademécum de productos fitosanitarios y nutricionales de Liñan, C.
4.1.2 Huella hídrica verde.
La estimación de la WF verde requiere valores de precipitación media mensual promedio de
la estación Tibaitata convencional del C.I Corpoica y del rendimiento del cultivo.
Precipitación promedio mensual (mm)
La tabla 2 muestra los valores promedio de precipitación mensual para el lapso
comprendido entre 2005 y 2016; siendo estos valores a los que se calculó la
precipitación efectiva.
Tabla 2: Precipitación promedio mensual (mm) estación tibaitata convencional
Mes Precipitación promedio mensual
(mm)
Agosto 40,6
42
Septiembre 35,5
Octubre 88,4
Noviembre 86,7
Total 251,2
Fuente: IDEAM, 2017.
4.1.3 Huella Hídrica azul.
Para el cálculo de la WF azul se determinaron los requerimientos hídricos del cultivo (CWU),
la estimación de CWU con el método FAO CROPWAT requiere el cálculo de
evapotranspiración de referencia (ETO), junto con características del cultivo y de suelo;
además se usan los mismos valores de precipitación efectiva de la WF verde.
Evapotranspiración potencial o de referencia (ETO)
La ETo representa un indicador de la demanda climática y puede calcularse a partir de los
siguientes datos meteorológicos, aplicando el método FAO Penman - Monteith (Allen., et al,
2006):
a) Localización: Las estaciones del C.I Tibaitata, se encuentran localizadas en
el departamento de Cundinamarca, municipio Mosquera, corriente Balsillas.
La estación convencional fue instalada en 1954 y la automática en 2004, la
tabla 3 localiza la estación convencional.
Tabla 3: Localización estación tibaitata convencional [21205420]
Latitud 4,41 N
Longitud 74,12 w
Altitud 2.543 msnm
Fuente: IDEAM, 2017.
b) Temperatura: Los datos promedio mensual para temperatura máxima y
mínima de la estación convencional se encuentran en la Tabla N° 4.
Tabla 4: Temperatura máxima y mínima promedio mensual [C°] estación tibaitatá
convencional
T (C°) / Mes Agosto Septiembre Octubre Noviembre
T Max 19,1 21,9 22,2 21,6
T Min 3,0 2,1 3,4 3,7
Fuente: IDEAM, 2017.
43
c) Humedad relativa: Para el promedio mensual de la humedad relativa se
utilizaron datos de la estación convención lapso 2014 – 2015, para el año
2016 se manejaron datos no validados de la automática con mediciones de 24
horas, se muestra en la tabla 5.
Tabla 5: Humedad relativa [%] promedio mensual estación Tibaitatá Automática –
convencional
Mes Agosto Septiembre Octubre Noviembre
Humedad (%) 70,9 78,8 82,0 83,7
Fuente: IDEAM, 2017.
d) Velocidad del viento: los datos suministrados por el IDEAM para la estación
tibaitata convencional fue para el lapso 2006 – 2015, el año 2016 a la fecha no
cuenta con información sobre este parámetro, por lo cual para este parámetro
no se contempla, en la tabla 6 se evidencia la información.
Tabla 6: Velocidad promedio mensual del viento [m s-1] estación tibaitatá convencional.
Mes Agosto Septiembre Octubre Noviembre
Velocidad
del viento
[m s-1]
1,68
1,75
1,6
1,54
Fuente: IDEAM, 2017.
e) Insolación directa o brillo solar: El promedio mensual para el periodo
vegetativo se evidencia en la tabla 7, se usó la media de los datos por mes
información suministrada por el IDEAM que se encontraban en formato hora/
día, el software CROPWAT requiere los datos en horas de insolación o % de
duración del día.
Tabla 7: Insolación directa promedio mensual (horas) estación tibaitata convencional
Mes Agosto Septiembre Octubre Noviembre
Insolación
Directa real
[horas]
4,2 4,4 3,6 4,0
Insolación
Directa relativa
[%]
33,6 35,5 29,6 33
Fuente: IDEAM, 2017
f) Radiación solar: En la tabla 8 se muestra los datos de radiación solar lapso
2007 – 2016 estación convencional titabitata.
Tabla 8: Radiación solar [MJ. m-2. día-1] estación tibaitata convencional.
44
Mes Agosto Septiembre Octubre Noviembre
Radiación solar
[MJ. m-2. día-1] 14,3
14,9 14,7
14,1
Fuente: IDEAM, 2017.
Características del cultivo
Con el fin de estimar los requerimientos hídricos del cultivo empleando la metodología FAO
CROPWAT, fue necesario conocer ciertas características del cultivo transitorio de
investigación, como se muestra a continuación:
A. Fecha de siembra: el cultivo de lechuga Batavia tiene un ciclo
vegetativo corto y depende de condiciones meteorológicas
(precipitación) y requerimiento de riego, donde primero se realiza un
trasplante de la plántula desde el semillero cuando alcanza altura de 10
cm a siembra en el lote (Corpoica, 2017); esta etapa corresponde a la
fecha: 17 de Agosto de 2016.
B. Etapa de crecimiento: La duración de las etapas del cultivo
transitorio en días se evidencia en la tabla 9, para este huerto extensivo
se tiene dos referencias para el parámetro de acuerdo a la Evaluación
Multisectorial de la Huella Hídrica en Colombia – IDEAM (2015) la
duración total es de 120 días y Allen et al, (1988) con 100 días, se
escoge la segunda opción siendo la más cercana a la realidad de la
lechuga Batavia en el C.I
Tabla 9: Duración en días de cada etapa para el cultivo de Lechuga Batavia.
Etapa de crecimiento
(días)
Lechuga Batavia
Inicial (siembra) 25
Desarrollo 35
Medio (maduración) 30
Final (cosecha) 10
Total: 100
Fuente: Allen et al., 1988.
C. Coeficiente del cultivo (KC): En el caso del cultivo de lechuga
(Lactuca sativa L.), el valor de KC recomendado es de 1.0 para todo el
ciclo del cultivo (Gonzales, et al., 2015), sin embargo de acuerdo a lo
45
estipulado por la Evaluación Multisectorial de la Huella Hídrica en
Colombia (2015) el “Kc se toma como el valor ponderado según la
duración de las etapas del cultivo” (p. 35), siendo estas etapas
iniciales, medio y final (ver tabla 10).
Tabla 10: Coeficiente del cultivo kc
Coeficiente del cultivo
KC
Lechuga Batavia
KCI 0,7
KCM 1,1
KCF 1,0
Fuente: FAO, 2006; IDEAM, 2010.
D. Factor de respuesta de la productividad (KY) o rendimiento: Para
el caso del cultivo transitorio de análisis este factor se tomó para las
cuatro etapas del proceso vegetativo, considerando el factor de
evaporación y lamina de riego como parámetros de incidencia directa
en el comportamiento de la productividad, los resultados se muestran
en la tabla 11.
Tabla 11: Factor de respuesta de la productividad de acuerdo a la etapa de
desarrollo del cultivo
KY LECHUGA
BATAVIA
KYI 0,6
KYD 1,0
KYM 0,8
KYF 0,8 3,2
Fuente: CORPOICA, 2017
E. Profundidad radicular (Zr): La etapa inicial tiene una profundidad
de la raíz de 0,05 ya que al emerger la raíz de la semilla no se
encuentra en el terreno si no en un semillero, la plántula llega al
cultivo in vitro con aproximadamente 5 cm de Zr asegurando que la
raíz pivotante y su sistema radicular pueda desarrollarse en el terreno.
De acuerdo a los lineamientos de la FAO (2006) la profundidad
máxima de las raíces es de 0,5 m (ver tabla 12), ya que el suelo no
restringe el desarrollo radicular de la plántula.
Tabla 12: Profundidad inicial y máxima radicular del cultivo
46
ZR (M) LECHUGA BATAVIA
Profundidad radicular etapa inicial 0,05
Profundidad radicular máxima 0,5
Fuente: FAO, 2006; Rojas, 2017.
F. Altura máxima del cultivo: De acuerdo a la FAO la altura máxima
del cultivo es de 0,3 m, se realizó un muestreo al huerto intensivo en la
etapa final faltando 8 días para cosechar, se tomaron muestreo a 28
plántulas en diferentes surcos dando como resultado que la altura
máxima promedio es de 25 cm (ver tabla 13).
Tabla 13: Altura máxima del cultivo
LECHUGA BATAVIA
Altura máxima del cultivo (m) 0,25
Fuente: Autor, 2017.
G. Fracción de agotamiento hídrico (P): En la tabla 14 se evidencia el
valor de P, el cual presenta valor bajo para cultivos sensibles con
sistema radicular superficial bajo condición de alta evaporación
(FAO, 2006).
Tabla 14: Fracción de agotamiento hídrico del cultivo.
LECHUGA BATAVIA
Fracción de agotamiento hídrico (%) 0,4
Fuente: FAO, 2006; IDEAM, 2010.
H. Rendimiento del cultivo: Las 3.600 plántulas desarrolladas en el
huerto intensivo de análisis, se embalan 12 unidades por caja, total
300 cajas con peso aproximado por unidad de 10 Kg equivalentes a
3.307 ton de producto cosechado en dos (2) fanegada, el rendimiento
se evidencia en la tabla 15.
Tabla 15: Rendimiento del cultivo Lechuga Batavia.
Cantidad de hortaliza
cosechada (peso caja
ton)
Superficie cosechada
[ha]
Rendimiento del cultivo
[ton ha-1]
Lechuga
Batavia
3.000
1.286
2,33
Fuente: Autor, 2017.
47
4.1.4 Huella hídrica gris (WF Gris).
La WF Gris como indicador del grado de contaminación de agua dulce asociado al proceso
agrícola incluye la infiltración de agroquímicos en el terreno, para ello se requiere los
siguientes datos para su estimación:
Aplicación estimada de productos químicos [AR].
De acuerdo a datos recolectados en campo, se realizó una aproximación de la cantidad de
fertilizantes aplicados al cultivo y el porcentaje de cada compuesto químico (nitrógeno,
potasio y fosforo). Para los pesticidas e insecticida no se calculó WF Gris por no contar con
suficiente información sobre cantidades de compuesto químico.
Para estimar AR se empleó la metodología usada por Castillo y Rojas (2015), multiplicando
cada elemento químico por la cantidad de abono aplicado dividido el área cultivada, la tabla
16 evidencia los datos estimados.
Tabla 16: Composición y cantidad de agroquímicos aplicados al cultivo en estudio.
Fertilizante
Elemento
químico
Concentración
de cada
elemento
[kg/m3]
Cantidad
de abono
aplicado
[kg/ ha]
Área
cultivadas
[ha]
Cantidad de
agroquímico por
área [kg/ha]
TRIPLE 15
Nitrógeno 0.15
200
1.288
N P K
Fosforo 0.15
0.1
0.08
0.03
Potasio 0.15
UREA
Nitrógeno 0.46 200
1.288
Fosforo 0.0
Potasio 0.0
Nitrógeno 0.03 160
48
Fuente: Autor, 2017.
Fracción de lixiviación y escorrentía [𝛂]
Por falta de datos específicos del porcentaje de químicos aplicados que lixivia se escogió un
10% de nitrógeno como la 𝛼, a causa de que la cantidad que llega al agua de flujo libre se
supone ser de un 10% de la tasa de fertilización aplicada [ 𝐾𝑔 𝐻𝑎−1] (Hoekstra and
Chapagain, 2008). Teniendo en cuenta que no todos los fertilizantes poseen la misma
movilidad en el suelo dependiendo de varios factores.
Concentración máxima aceptable de contaminante [CMax]
Respecto al Decreto 3930 de 2010 y la Resolución 631 de 2015 los límites máximos
permisibles para Nitrogeno, Potasio y Fosforo se encuentran en análisis y reporte, al no tener
concentraciones aceptable se desarrollaron los cálculos con base al Acuerdo 43 de 2006 de la
CAR, donde se establecen los objetivos de agua para la cuenca del Río Bogotá a lograr en el
año 2020. Señala en la clase II y IV los valores de referencia para los usos agrícolas
correspondiente al elemento nitrógeno con 0,010 Kg/m3; teniendo en cuenta que para fosforo
y potasio no se encuentran valores de referencia y siendo el nitrógeno el compuesto con
mayor posibilidad de contaminación al recurso hídrico se tomó como límite máximo
aceptable.
Concentración natural del contaminante [CNat]
De acuerdo a Carrillo et al., 2015 citando a (Ramírez, 2011), la concentración natural para
nitrógeno promedio a nivel nacional en aguas superficiales es de 0,0009 Kg/m3. Para los
elementos químicos fósforo y potasio no se dispone de información, por lo cual se estima ser
bajas o por su simplicidad se asume la mejor estimación de concentración natural que es
igual a cero (Hoekstra et al., 2011).
NATURFOS
Fosforo 0.40
1.288
Potasio 0.0
RAIZAL
Nitrógeno 0.09 20
1.288
Fosforo 0.45
Potasio 0.11
49
4.2 Caracterización de condiciones de campo
Teniendo en cuenta las observaciones en campo y la aplicación de listas de chequeo al
distrito de riego y cultivo evidenciadas en el anexo B, pudimos caracterizar los principales
factores que rodean el área de producción de lechuga Batavia en el C.I Tibaitata en el
municipio de Mosquera, Cundinamarca.
El suelo pertenece al paisaje de planicie de la subregión del Altiplano Cundiboyacense
caracterizado por suelos Andisoles e Inceptisoles, áreas aptas para el cultivo de papa, trigo,
cebada y hortalizas, ganadería intensiva o semi-intensiva. Presento un paisaje heterogéneo
conformado por borde de la vía de acceso al cultivo, limita con cultivos transitorios donde se
empleó unidades de rotación como practica para asegurar el uso racional de los nutrientes del
suelo, con cercanía a zona de expansión urbana del municipio Mosquera. Los cultivos
sectorizados se encuentra separados con barrera viva poco poblada que no cumple con la
función de corredor ecológico para el manejo de la biodiversidad.
Las condiciones climáticas evidenciadas durante las visitas a campo, fueron climas
templados y húmedos, con temperatura que oscilo entre 18 C° a 7 C°, influenciado por
lluvias leves.
El estado del componente edafológico no es uniforme ya que se encontró alterado por la
intensidad de mecanización ya que para grandes extensiones de terrenos se usa un tractor
para el arado, siendo esta práctica más reiterativa para cultivos transitorios. No se evidencio
erosión en las zonas de producción, sin embargo se observó saturación hídrica por riego y
lluvia, los drenajes diseñados no evitar el encharcamiento. Se observó en los surcos
biomasa en su mayoría arvenses y poca presencia de microorganismos benéficos, las
plántulas en la etapa media y final presenta clorosis en las hojas, acumulación de
agroquímicos, además algunas plántulas no alcanzan la maduración y se descomponen por la
humedad. Los insectos o plaga son controlados con la aplicación de una mezcla de fungicidas
con frecuencia de aplicación de 8 días suministrada con bomba fumigadora.
El área del cultivo corresponde un conjunto de surcos, que se componen de 4 plántulas en
línea en un ancho de aproximadamente 1,5 m, con espacio entre plántula de 26 cm para que la
plántula posterior al trasplante se puede desarrollar de forma adecuada.
La infraestructura cuenta con un área de almacenamiento de fertilizantes en sacos y canecas,
instrumentos e implementos para labores agrícolas, adicional cuenta con una motobomba
para la extracción de agua de los canales de riego y drenaje para utilizar en el cultivo la cual
presenta considerables fugas, además de mangueras de 6” y aspersores para riego durante
jornadas de un día por surco.
Por último los canales de riego y drenaje son abiertos en tierra, presentan erosión moderada,
exhiben vegetación excesiva a los extremos del canal abierto y en el espejo de agua
(eutrofización), presenta olor putrefacto procedente de la descomposición de materia
orgánica, color verdoso, turbio y se evidencian sólidos (orgánicos e inorgánicos). Las
compuertas deslizantes que permiten el ingreso de agua del distrito de riego a los cultivos
presentan desgaste en la infraestructura y vegetación excesiva, el canal tibaitata se encuentra
en buen estado con erosión leve y sin presencia de vegetación excesiva.
50
4.3 Estimación huella hídrica
La metodología establecida por la Water Footprint Network (WFN), además de las
adaptaciones del Estudio Multisectorial de la Huella Hídrica publicado por el IDEAM y la
tesis “Estimación de la HH de cultivos con potencial bioenergético en la provincia de Limari,
Chile” de Barros, para este caso de estudio se aplicaron sin necesidad de modificaciones a
criterios, lineamientos y variables, pero si se tuvo en cuenta algunas consideraciones
específicas para el tipo de huerto intensivo.
Los datos utilizados para la determinación de la huella hídrica en el cultivo, se encuentra en
una escala temporal equivalente al periodo vegetativo (siembra indirecta- cosecha) para el
segundo semestre año 2016.
4.3.1 Evapotranspiración potencial o de referencia (ETo).
Se usó el método FAO CROPWAT empleando datos de las etapas de desarrollo (meses) de la
lechuga, tomando como base condiciones climáticas y atmosféricas presentes en el C.I
Tibaitata, los resultados obtenidos se muestran en la tabla 17. Teniendo en cuenta que no
existen limitaciones de agua, densidad del cultivo, enfermedades, malezas, insectos o
excesiva salinidad en el área de estudio, no fue necesario ajustar la ETo.
Tabla 17: Evapotranspiración de referencia en el C.I Tibaitata
MES T MIN
[C°]
T MAX
[C°]
H [%] VIENTO
[𝒎 𝒔−𝟏] INSOLACION
[𝑯𝒐𝒓𝒂𝒔]
RAD
[𝑴𝑱 𝒎−𝟐 𝒅Í𝒂−𝟏 ] ETO
[𝒎𝒎 𝒅Í𝒂−𝟏 ]
Agosto 3.0 19.1 71 1.7 4.2 15.5 2.61
Septiembre 2.1 21.9 79 1.8 4.4 16.1 2.93
Octubre 3.4 22.2 82 1.6 3.6 14.6 2.68
Noviembre 3.7 21.6 84 1.5 4.0 14.6 2.72
Promedio 3.0 21.2 79 1.6 4.0 15.2 2.74
Fuente: Autor, 2017.
51
4.3.2 Precipitación efectiva (PP ef).
La tabla 18 evidencia los resultados de precipitación efectiva siendo esta la parte que puede
ser utilizada por la plántula durante el proceso vegetativo especializada para la zona de
Tibaitata, donde se comparó los métodos precipitación confiable (formula FAO/ AGLW) y el
USDA del soil conservation service, se utilizó para la investigación la segunda fórmula con
el objeto de obtener el cálculo más exacto de acuerdo a las condiciones del cultivo.
Tabla 18: Precipitación efectiva media estación Tibaitata
Mes Precipitación
(mm)
Método
USDA S.C.S
Formula FAO/
AGLW
PP ef (mm) PP ef (mm)
Agosto 40,6 38 14,4
Septiembre 35,5 33,5 11,3
Octubre 88,4 75,9 46,7
Noviembre 86,7 74,7 45,4
Total 251,2 222 117,7 Fuente: Autor, 2017.
4.3.3 Requerimientos hídricos del cultivo (CWU).
Los resultados obtenidos de CWU para la lechuga Batavia se evidencia en la tabla 19,
especifica que se debe suministrar para el periodo vegetativo (siembra indirecta – cosecha)
260.5 milímetro de agua, entre agua proveniente de precipitación y riego para compensar las
perdida por el proceso de evapotranspiración y crecer de forma óptima.
Corpoica (2016), señala que el cultivo de lechuga como la mayoría de hortalizas, demanda
altos consumos de agua, esta especie necesita entre 300 a 600 mm de agua durante todo su
ciclo. El estimado para CWU con respecto al valor real no se encuentra dentro del rango
propuesto, es decir en este caso el huerto extensivo tiene un requerimiento hídrico del 86,8%
ahorrando aproximadamente el 13.2 %, con posibilidad de afectación a la biomasa, clorosis
en las hojas, acorta el periodo vegetativo de 100 días a aproximadamente 90 a 95 días
evitando la carencia de una unidad más de riego, hasta la muerte por deshidratación en
algunas zonas del cultivo, afectando la producción y la salud del cultivo.
Tabla 19: Requerimientos hídricos de la lechuga Batavia (siembra indirecta – cosecha)
MES ETAPA KC ETC
[𝑴𝑴. 𝑫í𝑨−𝟏] ETC/CWU [𝑴𝑴. 𝒎𝒆𝒔−𝟏]
Agosto Inicio 0.70 1.90 7.6
Agosto Inicio 0.70 1.95 21.4
Septiembre Inicio 0.70 1.98 19.8
52
Septiembre Desarrollo 0.77 2.25 22.5
Septiembre Desarrollo 0.89 2.52 25.2
Octubre Desarrollo 1.01 2.78 27.8
Octubre Media 1.11 2.97 29.7
Octubre Media 1.12 3.02 33.2
Noviembre Media 1.12 3.18 31.8
Noviembre Fin 1.10 3.20 32.0
Noviembre Fin 1.03 2.37 9.5
Total etapa productiva 260.5
Fuente: Autor, 2017.
4.3.4 Requerimientos de riego del cultivo (CWU Riego).
Se determinaron los CWU Riego a partir de la diferencia entre la CWU y la precipitación
efectiva estimada para el lugar de estudio, la tabla 20 evidencia los resultados para la etapa
productiva siembra indirecta- cosecha.
Al analizar los resultados de requerimientos de riego, el cultivo de lechuga se regula por la
lámina de agua lo que significa que más del 74 % del agua necesaria para satisfacer el CWU
debe ser suministrada por precipitación y el 25 % restante se suplirá con riego por aspersión.
Tabla 20: Requerimientos de riego lechuga batavia
MES ETAPA PP EF [𝒎𝒎 𝒎𝒆𝒔−𝟏]
CWURIEGO
[𝒎𝒎 𝒎𝒆𝒔−𝟏]
Agosto Inicio 5.9 0.3
Agosto Inicio 13.5 7.9
Septiembre Inicio 10.2 9.6
Septiembre Desarrollo 9.0 13.5
Septiembre Desarrollo 14.4 10.8
Octubre Desarrollo 22.0 5.9
Octubre Media 27.3 2.4
Octubre Media 26.5 6.7
Noviembre Media 27.3 4.5
53
Noviembre Fin 28.3 3.7
Noviembre Fin 7.6 0.0
Total etapa productiva 192.0 65.2
Fuente: Autor, 2017
4.3.5 Huella hídrica verde (WF Verde).
Para la estimación de la huella hídrica verde no hubo inconvenientes en la obtención de los
datos ya que existían registros meteorológicos (pluviométricos) que permitieron calcular la
precipitación efectiva en la zona de estudio. Se procedió a emplear la formula dividiendo los
valores de PPef estimados por el métodos USDA del soil conservation service y la PP ef
calculada para el CWU por el método FAO CROPWAT por el rendimiento del cultivo, la
tabla 21 evidencia los resultados.
Se tomaron dos precipitaciones efectivas para contrastar el comportamiento estándar general
del cultivo, donde las dos permiten tener una aproximación a la huella. La huella calculada
con respecto al comportamiento del CWU (máximo posible) y la estimada con base en el
método S.C.S (máximo esperado) presentando una variabilidad del 13,2 %, al considerar
estos datos se puede estimar una media de WFVerde.
Estos valores expresan la cantidad de metros cúbicos de agua procedente de lluvia utilizada
para la producción de una tonelada de lechuga cosechada, ya que el agua verde no se pueden
manejar (cultivo a campo abierto), para reducir la WF Verde del cultivo se debe aumentar el
rendimiento de agua lluvia, por medio de la modificación de prácticas agrícolas, aumentando
el rendimiento del cultivo, significando la reducción de HH azul en la producción agrícola
(Hoektra et al., 2009).
Tabla 21: Estimación huella hídrica verde para lechuga batavia.
DATOS RENDIMIENTO
[𝒕𝒐𝒏 𝒎−𝟐] PRECIPITACIÓN
EFECTIVA [M]
WFVERDE
[𝒎𝟑 𝒕𝒐𝒏−𝟏] WFVERDE
PROMEDIO
[𝒎𝟑 𝒕𝒐𝒏−𝟏]
CWU
0,232
0.192 0,827
0.892
USDA
S.C.S
0.222 0.957
Fuente: Autor, 2017.
54
4.3.6 Huella hídrica azul (WF Azul).
Para la estimación de la huella hídrica azul hubo inconvenientes en la obtención de los datos
ya que los registros meteorológicos presentada información incompleta, además algunos
datos dependen de las prácticas de manejo del cultivo por lo que varían considerablemente,
generando dificultad para aplicar valores estándares para la investigación con lo cual algunos
se comprobaron con información recolectada en campo.
Los datos recolectados permitieron calcular el requerimiento de riego del cultivo y se dividió
por su rendimiento, la tabla 22 evidencia el valor estimado para la lechuga Batavia. Estos
valores representan la cantidad en metros cúbicos de agua azul requerida para la producción
de una tonelada de lechuga cosechada. La CWU Riego solo considero el agua de riego por el
cultivo, excluyendo lo que puede evaporarse desde el almacenamiento de agua de riego y
canales de transporte del recurso (Barros, 2012).
Para reducir la huella hídrica azul se debe optar por la optimización de la utilización del agua
por medio de buenas prácticas agrícolas y sistema de riego de alta eficiencia, minimizar las
pérdidas de agua en las motobombas y tuberías de distribución del recurso.
Tabla 22: Estimación huella hídrica azul de lechuga Batavia.
DATOS RENDIMIENTO
[𝑡𝑜𝑛 𝑚−2] CWU RIEGO
[𝑚] WF AZUL
[𝑚3 𝑡𝑜𝑛−1]
Lechuga Batavia 0,232 0,0652 0,281
Fuente: Autor, 2017.
4.3.7 Huella hídrica gris (WF Gris).
Para la estimación de la huella hídrica gris no hubo inconveniente en la obtención de la
información de agroquímicos usados y la concentración de elemento químico, sin embargo la
aplicación depende de características edafológicas y prácticas agrícolas, por lo cual se
decidió estimar la WFGris solo para fertilizantes usados en el huerto extensivo. La tabla 23
muestra los valores estimados de los metros cúbicos de agua dulce necesarios para diluir los
contaminantes usados en la producción de una tonelada de lechuga Batavia cosechada para el
cultivo en estudio.
Es necesario para una aproximación real de la WFGris adicionar el aporte de fungicidas e
insecticidas usados en el cultivo, lo cual aumentara la cantidad de agua requerida la disolver
contaminantes. La disminución de la huella hídrica gris se encuentra ligada en la agricultura a
aplicar menos cantidad de agroquímicos considerando frecuencias óptimas para evitar el
aporte excesivo de nutrientes en cuerpos de agua superficiales y subterráneos.
55
Tabla 23: Estimación WF Gris para la lechuga batavia
WF GRIS Nitrógeno Potasio Fosforo TOTAL
Lechuga
Batavia
0,47 0,13 0,34 0,94
Fuente: Autor, 2017.
4.3.8 Huella hídrica total.
La huella hídrica total para el cultivo corresponde a la sumatoria de las WF verde, azul y gris,
siendo indicadores del uso directo e indirecto del agua desde el trasplante o siembra indirecta
hasta la cosecha de una tonelada de lechuga Batavia. Al estimar los tres componentes de la
huella por separado, permite direccionar estrategias para disminuir cada aspecto asociado al
uso y contaminación del recurso, con el objetivo de realizar una gestión integral del recurso
hídrico maximizando el bienestar social y económica en zona rural de forma equitativa con el
aprovechamiento de recursos hídricos, tierra y recursos naturales asociados. La tabla 24
muestra los resultados obtenidos.
Tabla 24: Estimación huella hídrica total para lechuga batavia
WF
[𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏] WFVERDE WFAZUL WFGRIS WFTOTAL
Lechuga
Batavia
0,892 0,281 0.94 2,113
Fuente: Autor, 2017.
56
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La huella hídrica verde es el indicador de uso de agua verde, comprendiendo la procedente de
lluvia que queda en el suelo disponible para el aprovechamiento del cultivo, para su
estimación se tomaron dos precipitaciones efectivas dividida el rendimiento del cultivo como
se evidencio en la tabla 21; la precipitación efectiva calculada (procedente de CWU) nos
indica que el cultivo de lechuga se regula por lámina de agua lo que significa que más del 74
% del agua necesaria para satisfacer el CWU debe ser suministrada por precipitación, por lo
cual se denominó como máximo posible.
La precipitación efectiva estimada con base en el método USDA del soil conservation
service, indica la precipitación media mensual por medio de datos agrometeorológicos
definida como máximo esperado, al realizar un promedio entre los dos valores podemos
estimar una WFVerde que se acerca más a la condiciones reales del cultivo.
Las dos precipitaciones presentan una variabilidad del 13,2 %, evidente en las etapas de
crecimiento inicial (agosto) y final (noviembre) del cultivo como se muestra en la ilustración
7.
Ilustración 7: Comparación precipitación efectiva calculada y estimada
Fuente: Autor, 2017.
De la anterior gráfica, se puede inferir que el huerto extensivo de lechuga batavia aprovecha
la mayor cantidad de agua procedente de lluvia aproximadamente el 86.5% de total promedio
de precipitación proyectado para la zona geográfica, lo cual indica menor demanda de agua
proveniente de fuente de abastecimiento superficial.
La huella hídrica azul es el indicador de uso de agua azul, cubriendo por medio de riego la
demanda de agua no satisfecha a causa del déficit en disponibilidad de agua lluvia. De
57
acuerdo al CWU calculado se debe suministrar para el periodo vegetativo (siembra indirecta
– cosecha) 260.5 milímetro de agua, teniendo en cuenta que el cultivo se encuentra en campo
abierto se lleva a capacidad de campo con un 74% de precipitación y un 25% de riego por
aspersión.
La lechuga demanda altos consumos de agua, desde el trasplante hasta la etapa de desarrollo,
más adelante la frecuencia de riego puede disminuir a medida que el cultivo madura, como se
evidencia en la ilustración 8.
Ilustración 8: Comparación requerimientos hídricos de la lechuga Batavia
Fuente: Autor, 2017.
De acuerdo a la gráfica, se puede analizar que el CWU para agosto es de 11% con
distribución del 70 % para precipitación y 30 % para riego, septiembre es de 26 % con 50 %
para precipitación y 50% para riego, en octubre es de 35% con el mayor porcentaje
distribuido 83% precipitación y 17% riego, por ultimo noviembre con el 28% donde
precipitación tiene el 87 % y riego el 13%. Es decir que el cultivo suple sus necesidades
hídricas a través de sus etapas de crecimiento en mayor proporción con agua de lluvia, donde
paras las etapa inicial y de desarrollo este requerimiento es ascendente, cuando la plántula
alcanza un nivel de maduración es descendiente.
Se evidencia que el cultivo de lechuga Batavia demanda una menor cantidad de agua
procedente de fuente superficial que agua procedente de precipitación, lo que significa que el
cultivo presenta un mayor rendimiento. De acuerdo a la estimación de CWU con respecto al
valor real (referencias bibliográficas) no se encuentra dentro del rango propuesto, es decir en
este caso el huerto extensivo tiene un requerimiento hídrico del 86,8% ahorrando
aproximadamente el 13.2 %, traducido en un reducción del periodo vegetativo de 100 días a
aproximadamente 90 a 95 días evitando la carencia de una unidad más de riego y
disminuyendo el requerimiento hídrico de agua lluvia.
La huella hídrica gris es el indicar atribuido al grado de contaminación generado por la
actividad agrícola a partir del uso de agroquímicos, comprendiendo la cantidad y frecuencia
58
de producto químico usado en el cultivo estableciendo su contenido por componente químico
(nitrógeno, potasio y fosforo). De acuerdo a los resultados evidenciados en la tabla 23, la
WFGris tiene una participación de elemento químico nitrógeno en 50%, fosforo 36,2% y el
potasio 13,8%, lo cual nos indica que el elemento que tiene incidencia como aspecto
contaminante es el nitrógeno siendo este el elemento más susceptible a lixiviación, lo que
podría generar un cambio en el equilibrio natural del cuerpo receptor, que en nuestro caso son
los canales de riego y drenaje.
Para la huella hídrica total del cultivo, los valores resultantes muestran la cantidad de agua
utilizada en el periodo vegetativo comprendido para siembra indirecta y cosecha, el huerto
extensivo de lechuga batavia demanda 2,113 m3 por tonelada de producto cosechado, del
cual el 42,2% corresponde a la huella verde, el 13,3% a huella azul y el 44,5% a huella gris,
como se evidencia en la ilustración 9.
Ilustración 9: Comparación huella hídrica total de lechuga Batavia
Fuente: Autor, 2017.
Obtener el mayor valor en la WFGris, en delicado al tener en cuenta que solo se estimó para los
fertilizantes usados en el cultivo, por lo que la realidad de dicha huella debe ser aún mayor
adicionando información de fungicidas e insecticidas. Sin embargo la disminución es
relativamente más sencilla que las otras dos, ya que se pueden modificar las técnicas de
manejo para aplicar menor cantidad de producto químico. Por otro lado los valores de WFAzul
y WFVerde, se acercan más a las condiciones reales del cultivo, teniendo en cuenta que el
cultivo este desarrollando buenas prácticas agrícolas en cuenta al manejo del riego y es
susceptible a mejora en el administración de agua lluvia.
59
6. ACCIONES Y DIRECTRICES DE LA HUELLA HIDRICA
De acuerdo a los resultados generados en la estimación de la Huela Hídrica total del cultivo
de lechuga batavia en la Sabana de Bogotá, se realizó la evaluación de sostenibilidad de la
WF para establecer acciones prioritarias y directrices racionales encaminadas al manejo
eficiente del recurso hídrico durante el periodo vegetativo en el huerto extensivo (siembra
indirecta – cosecha), sugiriendo la implementación de la siguiente línea de trabajo como
estrategia de mejoramiento y control de los valores determinados para los componentes
verde, azul y gris, por medio de la adopción de Buenas Prácticas Agrícolas (BPA´s).
Huella hídrica verde (WFVerde)
Es recomendable para WFVerde el cual presenta mayor porcentaje en cuanto al uso hídrico,
reducir su valor maximizando el rendimiento de agua lluvia y minimizando la erosión del
suelo modificando sus prácticas agrícolas, mediante la trasferencia tecnológica “agricultura
de conservación” enfatizada a la labranza mínima, abonos verdes y uso de coberturas
permanentes, tomando como evidencia los resultados obtenidos en el proyecto Checua-
Procas de la CAR. Este proceso permiten aflojar superficialmente el suelo y abrir surcos
sobre una cobertura vegetal (biomasa viva o muerta) dejando descubierto el terreno trabajado
para el trasplante de la plántula, por otra parte es recomendable implementar sistemas
agroforestales (barrera viva) como medida para recuperar suelos y proporcionar beneficios a
nivel biofísico, económico, tecnológico y social en zona rural donde se realicen actividades
agrícolas enfatizadas a producción sostenible regional.
De acuerdo a la FAO (2000), la captación y aprovechamiento del agua lluvia en el sector
agrícola como medida de desarrollo rural sostenible y mejora de producción de cultivo,
consiste en técnicas de micro captación in situ, que involucran conservación del suelo,
aumento de la disponibilidad de agua para los cultivos, mitiga los efectos de sequía y mejora
el entorno ecológico, el sistema de captación dedica una parte del terreno a la escorrentía del
agua y otra parte para almacenar el agua, incluyendo el área donde se desarrollan las raíces
del cultivo.
Teniendo en cuenta lo anterior la humedad en el suelo se relaciona con la presencia de
materia orgánica como biomasa en el cultivo, por lo cual es viable la adopción de prácticas
agrícolas para el control de arvenses permitiendo que el agua contenida en su estructura
vegetal se deshidrate in situ y se transforme en recurso aprovechable para las plántulas en los
surcos, además del manejo de abonos verdes donde la biomasa muerta (plántulas que no
alcanzan la madurez) depuesta por factores climáticos y presencia de microorganismos es
aprovechable como cobertura del suelo, adicional se debe enriquecer el suelo con humus de
lombriz creando condiciones de mayor humectación, con presencia fundamental de la
lombriz para ayudar a conservar la lámina de agua. Estas y otras prácticas pueden “abrir una
puerta a la investigación de nuevas formas de optimizar el agua verde y la conservación de
60
ecosistemas en el marco de la gestión territorial” (IDEAM, 2015), además de aumentar la
productividad agrícola por medio de la fertilidad del suelo y el balance hídrico.
Huella hídrica gris (WFGris)
La huella hídrica gris siendo la que cuenta con mayor porcentaje total para el cultivo de
análisis, se puede minimizar realizando un plan de fertilización basándose en un análisis de
fertilidad del suelo con el objeto de proporcionar cantidades óptimas de agroquímicos en el
suelo (Flores et al., 2012), de igual forma es adecuado monitorear la cantidad de fungicidas
aplicados y su frecuencia, La labranza convencional aumenta el uso de fertilizantes para
compensar la pérdida de fertilidad en el suelo (Rodríguez et al., 2008), por lo cual se
recomienda adoptar labranza mínima como ya se mencionó anteriormente para disminuir la
cantidad de insumos aplicados a las plántulas del huerto extensivo de lechuga batavia.
Como medida adicional se recomienda controlar el manejo de envases vacíos de
agroquímicos ya que habitualmente se queman o entierran, siendo considerados como
residuos peligrosos (tóxicos) se debe realizar la gestión integral (generación del residuo,
lavado del envase, inutilización del envase, almacenamiento temporal, recolección y acopio,
y disposición final), plan de contingencia, además, del seguimiento, evaluación y monitoreo
para prevenir los impactos ambientales y riesgo a la salud humana.
Huella hídrica azul (WFAzul)
El sistema de riego por aspersión manejado actualmente es eficiente, sin embargo se propone
riego por goteo como medida para economizar agua y permitir la aplicación de fertilizantes
en forma precisa, sin afectar las concentraciones naturales de nutrientes en el agua de los
canales de riego y drenaje evitando el proceso de eutrofización.
La huella hídrica azul se beneficia indirectamente en la disminución de su valor si se emplea
las prácticas agrícolas antes mencionadas para las componentes verde y gris, adicional es
recomendable el control y verificación de la motobomba y elementos de riego con el objeto
de evitar fugas e identificar oportunidades de mejora en el proceso. Se sugiere que las
tuberías de riego tengan instalado sistemas de alivio para los gases procedentes de la materia
orgánica presente en el canal del cual se abastecen, siendo esencial la renovación del circuito
de riego y drenaje para evitar la descomposición de materia orgánica y vegetación excesiva
en el espejo de agua.
Por último la integración de estas modificaciones conduciría a un adecuado uso de recurso
hídrico y beneficios ambientales, sociales y económicos en zonas rurales donde se
desarrollan cultivos de lechuga batavia logrando la producción sostenible regional.
61
7. CONCLUSIONES
La estimación sectorial de la huella hídrica en la agricultura como indicador de
sostenibilidad, se convierte en una herramienta para la GIRH y el desarrollo rural, el cual
puede responder a un cambio en las prácticas asociadas al cultivo de lechuga batavia en la
sabana de Bogotá.
Los criterios de la metodología propuesta para la estimación de la WF son aplicables al
contexto específico del cultivo, con limitación por la temporalidad de los datos. La WF verde
y azul consideran variables específicas del huerto extensivo, agroclimáticas y de suelo, para
que los valores resultantes se acerquen a condiciones hídricas del cultivo.
En cuanto a la WF Gris tiene limitaciones metodológicas, ya que información sobre
parámetros y valores máximos permisibles en vertimientos a cuerpos de agua se encuentra
inconclusa, ocasionando sesgo entre el criterio y la realidad del cultivo.
La huella hídrica total para el cultivo de lechuga Batavia en la sabana de Bogotá, tiene un
valor aproximado de 2,113 𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏 para un área cosechada de 1.286 hectáreas,
correspondiente al periodo vegetativo siembra indirecta – cosecha, evidenciando ineficiencia
en términos de regulación hídrica.
La huella hídrica del cultivo de lechuga batavia determinó para sus componentes los
siguientes valores: WFVerde 0.892 𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏 y WFAzul 0,281 𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏 resultado de la
capacidad de campo constituida en un porcentaje mayor a precipitación y una WFGris 0,94
𝒎𝟑𝒕𝒐𝒏−𝟏 atribuido a inadecuadas manejo de agroquímicos y características edafológicas
del suelo.
El cultivo de lechuga batavia puede reducir el uso de agua verde maximizando el rendimiento
de agua lluvia y minimizar la erosión del suelo adoptando agricultura de conservación,
adaptadas a la disponibilidad económica del agricultor.
La huella hídrica gris puede controlarse por medio de un análisis de fertilidad del suelo con el
fin de proporcionar cantidades óptimas de agroinsumos a las plántulas, previendo el impacto
ambiental a tierras de regadío y recurso hídrico.
En Cundinamarca la lechuga es un cultivo de gran importancia, lo que se traduce en que los
datos obtenidos y las prácticas empleadas para la disminución de los componentes (azul,
verde y gris), se aplique a otros cultivos de hortalizas y contribuyan al desarrollo rural
sostenible propendiendo por el uso adecuado del recurso a nivel regional.
62
8. RECOMENDACIONES
Si no es posible realizar mediciones directas en campo es recomendables para futuras
investigaciones basadas en este modelo, que la información agrometeorologica requerida
para estimar huella hídrica azul y verde sea actualizada y que la estación de la cual se extraerá
la información se encuentre en condiciones atmosféricas similares a la del cultivo, adicional
que los registros históricos tenga suficiente duración, para realizar promedio mensuales de
los parámetros meteorológicos.
Se sugiere estudiar características del suelo donde se localiza los cultivos de análisis, en
especial el perfil modal y la capacidad de retención de agua, con el objetivo de conocer el
volumen de precipitación para que el terreno llegue a capacidad de campo, adicional se
indica que el cultivo tenga buen drenaje y se evite el encharcamiento y compactación del
terreno, con fines de producción y salud del cultivo.
Para la estimación de la huella hídrica gris en el contexto nacional se encuentran limitaciones
en cuanto a información sobre calidad del agua, por lo cual se recomienda el uso de
normatividad asociada a estudios de calidad por áreas o zonas geográficas, por otro lado
contemplar la posibilidad de adaptar normatividad internacional para el límite máximo
permisible de elementos químicos en un cuerpo de agua receptor, adicional para obtener un
resultado real de acuerdo al contexto del cultivo desarrollar una investigación detallada de
fertilizantes, fungicidas e insecticidas empleados.
Otro aspecto a tener en cuenta para futuras investigación con huertos extensivos de lechuga
batavia, es la concentración de metales pesados (cadmio y bromo) presente en agua para
riego, ya que las crucíferas bioacumulan y biomagnifican estos contaminantes impactando el
tamaño de la especie y a sus consumidores, siendo una variables que puede incluirse en la
componente de contaminación en la huella hídrica.
Por ultimo para la gestión integral del recurso hídrico a nivel regional, es necesario realizar
estudios para cada actividad económica que haga uso del agua procedente de una cuenca
hidrográfica en común, con el objeto de estimar el impacto ejercido sobre el recurso,
aumentando la escala de acciones encaminadas al aprovechamiento coordinado de los
recursos naturales asociados.
63
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66
ANEXO A.
PERFIL TAXONOMICO DEL SUELO DONDE SE DESARROLLO LA
INVESTIGACIÓN 1.
El suelo de estudio perteneciente al C.I Tibaitatá hace parte del complejo Pachic Haplustands
- Humic Haplustands - Fluventic Dystrustepts. Simbolo RMQ. Fases: RMQa, RMQb. La
clasificación taxonómica de estos suelos predominantes en un 14% en el departamento de
Cundinamarca es: orden: Andisol; suborden: Ustands; Grangrupo: Haplustands, subgrupo:
Pachic Haplustands.
Estos suelos pertenecientes a esta unidad cartográfica se localizan en los municipios de
Sibaté, Soacha, Mosquera y Madrid, en alturas entre 2.000 y 3.000 msnm. El clima ambiental
es frío y seco, caracterizado por temperaturas entre 12 y 18 C° y precipitaciones promedio
anual entre 500 y 1.000 mm. Esta Unidad ocupa la posición de terraza del río Bogotá, el
relieve es ligeramente plano a ligeramente inclinado con pendientes que varían entre 1 y 5 %.
Estos suelos han evolucionado en su mayoría a partir de ceniza volcánica, son profundos a
muy profundos, bien a moderadamente bien drenados y de texturas finas a moderadamente
gruesas. El déficit de humedad (clim ambiental frío seco) representa un limitante para el
establecimiento de ciertos cultivos agrícolas.
El orden Andisol se presenta en áreas que han recibido aportes significativos de ceniza
volcánica, son profundos, ricos en materia orgánica y de perfiles A/B/C; evolucionan en
sectores de paisaje montañoso los pisos térmicos muy frío, frío y medios, húmedos y muy
húmedos. Los regímenes edáficos de humedad y temperatura permiten clasificar dentro de
los subórdenes Cryands, Udands y Ustands.
Los suelos Ustands cumplen en todas sus partes con los conceptos de suborden, por tanto se
clasifican a nivel de Gran grupo como Haplustands, algunos poseen epipedones de color
negro y espesor superior a 50 cm, con lo cual se incluye en el Subgrupo Pachic Haplustands,
(RMQ).
Estos suelos se clasifican en un paisaje de Planicie; tipo de relieve: Terrazas; material
parental: Mantos de ceniza volcánica sobre depósitos clásicos hidrogénicos; y clima frío
seco.
1. Fuente: Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC (2000). Estudio General de Suelos y Zonificación de Tierras del Departamento de Cundinamarca. Departamento Administrativo Nacional de Estadística - DANE e IGAC, subdirección de
agrología. Bogotá, D.C., 901 p.
Terán, C. (2015). Determinación de la huella hídrica y modelación de la producción de biomasa de cultivos forrajeros a partir del agua en la sabana de Bogotá (Colombia). (Tesis doctoral). Recuperado de
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20h%c3%addrica%20y%20modelaci%c3%b3n%20de%20la%20producci%c3%b3n%20de%20biomasa%20de%20cultivos%20f....pdf?sequence=1&isAllowed=y
67
La unidad cartográfica está integrada por los suelos Pachic Haplustands (perfil MU - 1) en
una proporción estimada del 35%, Humic Haplustands (MU - 3) en un 35% y Fluventic
Dystrustepts (MU - 15) en el 30% restante de la unidad.
Los suelos del subgrupo Pachic Haplustands (Perfil MU-1) son de evolución moderada a
baja (a partir de ceniza volcánica), con la siguiente descripción de los horizontes (Tabla A.
1). Son suelos de reacción mediana a ligeramente ácida, alta capacidad de intercambio
catiónico, baja saturación de bases, contenidos bajos de magnesio, fósforo y medios a altos
de calcio; la fertilidad de estos suelos es moderada.
Tabla A. 1: Descripción del Perfil MU-1
Horizonte Descripción
Ap (0 - 36 cm de
profundidad)
Color en húmedo pardo muy oscuro (10YR2/2); textura franco arcillosa y
estructura blocosa subangular moderadamente desarrollada, consistencia
en húmedo friable, en mojado no pegajosa, no plástica; pocos poros finos;
abundante raíces finas y medianas; abundante actividad de
macroorganismos; límite gradual; ondulado; pH: 5.6
A2 (36 - 78 cm)
Color en húmedo negro (10YR2/1); textura franco arcillo arenosa y
estructura granular fina fuertemente desarrollada; consistencia en
húmedo friable, en mojado no pegajosa; abundante raíces finas y
medianas; abundante actividad de microorganismos, fuerte reacción al
NaF; límite gradual, ondulado; pH: 6.0
AB (78 - 92 cm)
Color en húmedo pardo grisáceo muy oscuro (10YR3/2), mezclado con
pardo muy oscuro (10YR2/2) en un 30%; textura franco arenosa y
estructura blocosa subangular moderadamente desarrollada; consistencia
en húmedo friable, en mojado ligeramente pegajosa, ligeramente plástica,
abundante poros finos y medianos; reacción violenta a NaF; límite
abrupto, plano; pH: 6.3
Bw1 (92 - 118 cm)
Color en húmedo pardo amarillento (10YR5/6); textura franco arenosa y
estructura blocosa subangular fuertemente desarrollada; consistencia en
húmedo friable, en mojado ligeramente pegajosa, ligeramente plástica,
abundante poros finos y medianos, pocos gruesos; pocas raíces finas y
mediana; frecuente actividad de macroorganismos, reacción fuerte a
NaF, límite claro, plano; pH: 6.2
Bw2 (118 - 143 cm)
Color en húmedo pardo amarillento claro (10YR6/4); textura franco
arcillosa y estructura blocosa subangular fuertemente desarrollada;
consistencia en húmedo friable, en mojado pegajosa, plástica; frecuentes
poros finos, medianos y gruesos; pocas raíces finas y medianas; poca
actividad de microorganismos; fuerte reacción a NaF; pH: 6.2
Fuente: Terán, 2015.
68
Los suelos Humic Haplustands (MU- 3) son de evolución moderada a baja (a partir de
ceniza volcánica), profundos, moderadamente bien drenados y de grupo textual
moderadamente finos a moderadamente gruesos.
Morfológicamente presenta una distribución de horizontes Ap (0-20 cm de profundidad), A2
(20- 45 cm), Bw1 (45- 70 cm), Bw2 (70 - 100 cm), C(100 - 150 cm). El primer horizonte
(Ap) es negro, de textura franco arcillosa y estructura blocosa subangular moderadamente
desarrollada; el horizonte A2 es negro, de textura franco arenosa y estructura blocosa
subangular moderadamente desarrollada; el Bw1 es pardo amarillento oscuro, de textura
arenosa y estructura blocosa subangular débilmente desarrollada; el Bw2 es pardo oscuro, de
textura franco arenosa y estructura blocosa subangular fuertemente desarrollada; El
horizonte C es gris pardusco claro, de textura arcillosa y estructura (masiva).
Químicamente estos suelos se caracterizan por presentar reacción mediana a ligeramente
ácida, alta capacidad de intercambio catiónico, mediana a baja saturación de bases,
contenidos medios a bajos de magnesio, potasio, fósforo y medios a altos de calcio, son de
fertilidad moderada a alta.
Los suelos Fluventic Dystrustepts (MU- 15) constituyen el componente de menor
extensión dentro de la unidad cartográfica, son muy profundos, moderadamente bien
drenados, de baja evolución (originados a partir de depósitos clásticos hidrogénicos) y de
texturas medias a finas.
Morfológicamente presentan perfiles con una distribución de horizontes Ap (0-15 cm de
profundidad), A2 (15- 60 cm), A3 (60 - 87 cm), Bw (101 - 104 cm). El primer horizonte (Ap)
es pardo a pardo oscuro, de textura franco arcillosa y estructura disturbada; el siguiente
horizonte (A2) es pardo grisáceo muy oscuro, de textura arcillosa y estructura blocosa
subangular fuertemente desarrollada; el tercer horizonte A es negro, de textura arcillosa y
estructura blocosa subangular fuertemente desarrollada; el A4 es negro, de textura arcillosa y
estructura blocosa subangular fuertemente desarrollada; el último Horizonte reportado (Bw)
es pardo grisáceo muy oscuro, de textura franca y estructura blocosa subangular
moderadamente desarrollada. Estos suelos presentan reacción mediana a ligeramente ácida,
alta capacidad de intercambio catiónico, niveles medios a altos de calcio, magnesio y medios
a bajos de potasio y fósforo; la saturación de bases es media a alta y la fertilidad moderada
alta.
El proceso específico de los suelos con ceniza volcánica es el de la andolización, que consiste
en la transformación de los materiales piroclásticos para generar productos especialmente
alofánicos, los cuales establecen uniones estables con los compuestos húmicos, produciendo
una melanización superficial, mediante la acumulación de compuestos orgánicos minerales.
Las características y propiedades de los andisoles están estrechamente asociados con los
procesos evolutivos de los tipifican. Estos pueden en el concepto de Andolización, con dos
subprocesos específicos relacionados fundamentalmente con la formación de Al- humus, de
preferencia en los epipedón Melánico, y la generación de productos alofánicos en los
endopedones, aparece con frecuencia en los suelos de Cundinamarca en los pisos térmicos
medio, frío y muy frío.
69
ANEXO B.
EVALUACION CON LISTA DE CHEQUEO APLICADAS AL CULTIVO Y
CANALES DE RIEGO Y DRENAJE.
La Lista de chequeo elaborada para el canal tibaitata, las compuertas deslizantes y los canales
de riego y drenaje (ver tabla B.1), se desarrolló por observación directa en campo
estructurada con los parámetros agua, suelo y estado de la infraestructura. Con el fin de
proporcionar la caracterización de las condiciones del campo para el agua destinada para uso
agrícola en el C.I Tibaitata.
Tabla B. 1: Lista de quecheo caracterización canales de riego y distribución en el cultivo de lechuga
batavia
SECCIÓN PUNTOS DE CONTROL CUMPLE OBSERVACIONES
SI NO
1.1 CANAL TIBAITATA
1.1.1 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
1.1.1. a) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta olor ofensivo
1.1.1. b) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta color
1.1.1 c) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta turbiedad
1.1.1. d) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta solidos suspendidos
1.1.1. f) El canal presentan eutrofización con vegetación
excesiva en el espejo de agua?
1.1.1 g) El caudal de agua es constante o presenta
disminución?
1.1.2 MANEJO DEL SUELO
1.1.2 a) Los canales presentan erosión, revenimiento o
salinización?
1.1.2. b) Los canales presentan perdida de cobertura vegetal?
1.1.3 INFRAESTRUCTURA
1.1.3 a) Los canales conducen agua de riego hacia los
70
canales de riego y drenaje?
1.1.3 b) Los canales son en tierra (excavación)
1.1.3 c) El flujo del agua está presente en un canal abierto
1.1.3. d) El canal presenta vegetación excesiva en la
estructura.
1.1.3. e) Se realiza mantenimiento preventivo al canal
1.2 COMPUERTAS TIPO GUILLOTINA
1.2.1 INFRAESTRUCTURA
1.2.1 a) La estructura en concreto presenta fisuras
1.2.1. b) La estructura se encuentra desgastada y con
estructuras metálicas visibles
1.2.1. c) Las compuertas presentan desgaste que afecta el
transporte de agua para riego
1.2.1. d) La estructura cumple con su función
1.2.1. e) La estructura presenta vegetación excesiva
1.2.1. f) Se le realiza mantenimiento preventivo a la
estructura
1.3 CANALES DE RIEGO Y DRENAJE
1.3.1 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
1.3.1. a) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta olor ofensivo
1.3.1. b) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta color
1.3.1 c) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta turbiedad
1.3.1. d) El agua residual usada para producción agrícola,
presenta solidos suspendidos
1.3.1. f) El canal presentan eutrofización con vegetación
excesiva en el espejo de agua?
1.3.1 g) El caudal de agua es constante o presenta
disminución?
1.3.2 MANEJO DEL SUELO
71
1.3.2 a) Los canales presentan erosión, revenimiento o
salinización?
1.3.2. b) Los canales presentan perdida de cobertura vegetal?
1.3.3 Infraestructura
1.3.3 a) Los canales conducen agua de riego hacia los puntos
de entrega en el lote?
1.3.3 b) Los canales cumplen la función de remoción de
excesos hídricos
1.3.3. c) Los canales son en tierra (excavación)
1.3.3. d) El flujo del agua está presente en un canal abierto
1.3.3. e) El canal presenta vegetación excesiva en la
estructura.
1.3.3. f) Se realiza mantenimiento preventivo al canal de
riego y drenaje
Se elaboraron la checklist aplicada al cultivo de análisis teniendo en cuenta la NTC 5400, la
cual reglamenta las buenas prácticas agrícolas para frutas, hierbas aromáticas y culinarias y
hortalizas, teniendo en cuenta parámetros como: planeación del cultivo, instalaciones,
manejo de agua, manejo de suelo, uso de plaguicidas y protección ambiental (ver tabla B.2).
Con el fin de identificar características de las condiciones de campo para la producción de
hortalizas respetando el medio ambiente y haciendo uso eficiente de los recursos naturales.
Tabla B. 2: Lista de chequeo buenas prácticas agrícolas para la caracterización de condiciones de
campo en el cultivo lechuga Batavia.
SECCIÓN PUNTOS DE CONTROL CUMPLE OBSERVACIONES
SI NO
2.1 PLANEACIÓN DEL CULTIVO
2.1.1 Selección de la zona de cultivo
2.1.1. a) Se ha consultado el Plan de Ordenamiento
Territorial (P.O.T), el uso actual de la tierra está
autorizado?
2.1.2 Evaluación ambiental
2.1.2 Se tiene un análisis del impacto ambiental, que
incluya historial de la zona, manejo de aguas de
72
escorrentía, el agua servida o de procesos, el manejo
del suelo, la protección de la fauna y la flora, la
disposición segura de residuos de cosecha y envases
de agroquímicos?
2.1.3 Características de la zona
2.1.3 Para el análisis de la zona de acuerdo al cultivo, se
consideró la altura sobre el nivel del mar, la
precipitación, la temperatura máxima y mínima, la
humedad relativa, la disponibilidad de fuentes de
agua, luminosidad, los vientos, la calidad del suelo y
la topografía?
2.1.4 Evaluación de suelos
2.1.4 Se realizó un análisis de suelo donde incluya la
textura, características fisicoquímicas,
fitopatológicas o microbiologías?
2.1.5 Evaluación de aguas para riego y procesos de campo
2.1.5. a) Se tiene en cuenta la calidad y cantidad de agua para
riego para el proceso vegetativo?
2.1.5. b) Se conoce la cantidad de agua disponible y la
requerida para suplir las necesidades del cultivo?
2.1.5. c) Se conoce el origen de la fuente de agua y su
calidad?
2.1.5. d) Se cuenta con el permiso expreso de las autoridades
competentes para el uso de las fuentes de agua
utilizadas con fines de riego?
2.1.5. e) Se cuenta con sistemas de riego de bajo consumo
energético como medida para el uso eficiente del
agua
2.2 INSTALACIONES
2.2.1 a) Es el área de almacenamiento de plaguicidas
independiente del área de fertilizantes y
bioinsumos?
2.2.1 b) Están los insumos guardados en sacos o canecas
sobre estibas o plataformas, nunca en contacto
directo con el suelo?
2.2.1 c) Existen registros de las aplicaciones de insumos
agrícolas que incluyen: identificación del predio,
nombre comercial del producto, número de registro
nacional, fecha de aplicación, dosis, forma y método
de aplicación?
73
2.2.1. d) Está el área de preparación de insumos agrícolas en
el mismo sitio del cultivo?
2.3 MANEJO DEL AGUA
2.3.1. Agua para riego
2.3.1. a) Los canales de drenaje y desagüe presentan
eutrofización con vegetación excesiva en el espejo
de agua?
2.3.1. d)
Posee el agua empleada en el riego características
fisicoquímicas y microbiológicas adecuadas, de
acuerdo con la legislación nacional vigente?
2.3.2 Agua para aplicación de insumos agrícolas
2.3.2. a) Cumple el agua empleada en la aplicación de
insumos agrícolas con características fisicoquímicas
que no alteren las condiciones de aplicación?
2.3.3 Uso racional del agua
2.3.3. a) Se cuenta con sistema de uso racional y reutilización
del agua, cuando el caso lo amerite?
2.3.3. b) Existe un programa de verificación, mantenimiento
y medidas tendientes al control de pérdidas y fugas
dentro de las redes de distribución de agua?
2.3.3 e) Se ha puesto en marcha un plan de gestión con el fin
de optimizar el consumo y minimizar las perdidas en
el sistema de distribución?
2.4 MANEJO DEL SUELO
2.4 a) Se maneja el suelo de tal manera que se evite la
erosión, la compactación, se garantice la
conservación de los horizontes, las características
físicas, la materia orgánica, el balance de los
nutrientes y la riqueza de los microorganismo
benéficos?
2.4. b) Los sistemas de drenaje y desagüe tiene manejo
adecuado, para prevenir erosión, revenimientos y
salinización de suelos?
2.4 b) Existe rotación de cultivos para asegurar que no solo
se logra un control natural de plagas y
enfermedades, sino también que se da la oportunidad
de hacer un uso racional de los nutrientes del suelo?
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2.4 c) Existen suelos con saturación hídrica por riego
2.4 d) Existe suelos con saturación hídrica por agua lluvia
2.4 e) Si existen, el cultivo cuenta con drenajes
técnicamente diseñados y construidos para tales
efectos?
2.5 USO DE PLAGUICIDAS
2.5. a) Es el uso de plaguicidas químicos justificado y
racional de acuerdo a al cultivo?
2.5 b) Se adoptan medidas para garantizar la aplicación
eficiente de los productos para protección del
cultivo, del suelo y agua, tales como calibración de
equipos, verificación de la calidad del agua
utilizada, recomendaciones para la preparación de la
mezcla (incompatibilidades), dosis recomendada,
épocas de aplicación y condiciones climáticas
adecuadas?
2.6 PROTECCIÓN AMBIENTAL
2.6. a) Existe un plan de reforestación, cercas vivas,
siembra o regeneración natural en áreas
improductivas del predio?
2.6. b) El cultivo cuenta con barrera viva alrededor de los
lotes de siembra, cumplen con la función de corredor
ecológico para el manejo de la biodiversidad?
2.6.1 Conservación de recurso agua y suelo
2.6.1. a) Se previene el vertimiento de las aguas de
escorrentía a fuentes superficiales o la percolación a
aguas subterráneas mediante sistemas de riego y
drenajes adecuados para los parámetros físicos y
topográficos del suelo y aplicando lámina de agua
apropiada al cultivo, el tipo de suelo y el balance
hídrico de la zona?
2.6.1. b) Se implementa sistemas de labranza mínima así
como métodos adecuados y conservación evitando
la erosión, la compactación y el deterioro del
suelo?
2.6.1. c) Se reduce la generación de vertimientos líquidos
preparando las mezclas de agroquímicos con base en
cálculos de la cantidad necesaria?
2.6.1. d) Se protegen las fuentes de agua para prevenir su
contaminación?
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