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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE CIENCIAS
VALORACIN ECONOMICA DEL AGUA SUPERFICIAL PARA USO AGRICOLA EN EL VALLE DE CAETE
Presentado por:
PIEDAD ALEJANDRA PAREJA CABREJOS
TESIS PARA OPTAR EL TTULO DE
INGENIERA AMBIENTAL
Lima-Peru
La Molina, 2011
I. INTRODUCCION
El agua dulce es un recurso natural escaso, en especial en la costa del Per, donde la
precipitacin es casi nula. Sin embargo, significa un elemento determinante para el desarrollo
de actividades productivas como la agricultura, la misma que se encuentra ampliamente
distribuida en los valles de la costa peruana.
El agua para uso agrcola de dichos valles depende de la captacin de agua de las zonas
altoandinas y su disponibilidad es vulnerable a cualquier cambio en dichas reas. De esta
manera, el Valle de Caete, ubicado en la costa peruana, depende exclusivamente de la zona
de recarga localizada en la cuenca media y alta del ro Caete, siendo los glaciares, las lagunas
altoandinas y la precipitacin los principales agentes que alimentan el ro de Caete y que
hacen posible el desarrollo de la agricultura en la zonas bajas.
El Valle de Caete presenta condiciones privilegiadas de suelos frtiles y disponibilidad de
agua durante todo el ao, lo cual le ha permito constituirse como uno de los principales valles
agrcolas de la costa. Adems, su cercana a la capital del pas, representa una ubicacin
estratgica para la comercializacin de sus productos.
No obstante, la abundancia de agua en el Valle de Caete no est ligada al uso eficiente de
dicho recurso. Al no ser reconocido el recurso hdrico como un bien econmico se deprecia la
importancia que tiene ste para el desarrollo de la agricultura, permitiendo que prevalezca la
prctica del derroche.
Por ello, la presente investigacin busca determinar el valor econmico del agua para uso
agrcola en el Valle de Caete. Siendo el maz amarillo duro un de los cultivos ms
representativos de la zona de estudio, debido a su nivel de produccin y extensin de siembra,
la valoracin del agua para uso agrcola estar enfocada en dicho cultivo.
1.1 PROBLEMA DE INVESTIGACION
Al carecer el recurso hdrico de un mercado y no reconocrsele como bien econmico no se
hace tangible la importancia que dicho recurso tiene para la agricultura en el Valle de Caete.
Este vaco de informacin sobre el valor econmico del agua para el sector agrcola dificulta
la toma de decisiones, consintiendo el uso ineficiente y la asignacin no ptima del recurso.
Este problema se ve reflejado en el propio sistema de reparticin de agua. Se pierde gran
volumen de agua en los procesos de conduccin, distribucin y aplicacin, siendo dichas
prdidas producto del bajo porcentaje de revestimiento de los canales, el inadecuado
mantenimiento de los mismos, la falta de infraestructura de medicin, as como el predominio
de un sistema de riego bajo gravedad.
Adicionalmente, el sistema de distribucin de agua no toma en cuenta el tipo de cultivo, la
demanda hdrica para cada estado fenolgico de la planta ni las caractersticas de las
diferentes clases de suelo. Es as, que la reparticin del agua a nivel de parcelas se lleva a cabo
a travs de roles de mita, entregando cantidades programadas en funcin a la extensin del
terreno.
Por otro lado, la tarifa del agua para riego, la cual debiese representar hasta cierto punto la
importancia que este recurso posee, es comparativamente inferior a la mayora de valles de la
costa y considera nicamente los gastos administrativos y de distribucin. El cobro se realiza a
travs de una suma estndar anual por hectrea bajo riego.
De esa manera, la falta del reconocimiento del valor econmico del agua, debido a una actual
abundancia del recuro, hace aceptable su uso ineficiente, dejndose de percibir su costo de
oportunidad y establecindose tarifas no concordantes con la cantidad utilizada.
Por ello, la valoracin econmica de la cantidad de agua para uso agrcola, es indispensable
para lograr una administracin sustentable del recurso hdrico.
1.2 JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION
La valoracin econmica del los recursos naturales y servicios ambientales constituye una
herramienta que evidencia la importancia que dicho bien o servicio posee, ya que al no tener
un mercado establecido se ha subestimado su valor. A partir de ello, podr ejercerse una mejor
gestin del recurso hdrico a la vez que servir de instrumento en la toma de decisiones.
Al conocer el valor econmico del agua, podr calcularse las prdidas econmicas en el sector
agricultura al no aprovecharse eficientemente el recurso y hacerse un balance, por ejemplo, del
costo que implicara mejorar los sistemas de medicin e infraestructura.
Adicionalmente, podr tenerse un mayor entendimiento del impacto econmico que
constituira disminuir la disponibilidad de agua en el Valle de Caete, debido a la presin que
ejercer el crecimiento exponencial de la poblacin; al desarrollo de proyectos como el de
Concn-Topar-Chincha Alta1 o por una futura disminucin a causa a la desglaciacin de
los nevados en la cuenca alta.2
Por otro lado, la presente tesis formar parte de una iniciativa del Ministerio del Ambiente, el
cual se encuentra diseando un esquema de Compensacin de Servicios Ambientales
Hidrolgicos en la cuenca de Caete, que tiene como objetivo servir como un mecanismo de
conservacin y distribucin equitativa de beneficios. Al ser el sector agrcola uno de los
principales beneficiarios del agua en la cuenca, la valoracin del agua para uso agrcola
constituir un eje importante en dicho estudio.
1 Dicho proyecto estara localizado en las pampas eriazas de la provincia de Caete y Chincha (Ica) con el objeto de aprovechar el agua del ro Caete para el riego y cultivo de 27 000 ha. Se encuentra como Proyecto de Ley (04328/2010-CR), donde se propone declarar de necesidad pblica y preferente inters nacional la construccin de los Proyectos de Irrigacin como el de "Concn - Topar - Chincha Alta". 2 Estudios glaciolgicos indican que en las ltimas cuatro dcadas la disminucin del rea glacial de la cuenca alta del ro Caete ha sido alrededor del 85%. Estudio glaciolgico y de riesgos geolgicos. Cementos Lima.1999.
1.3 OBJETIVOS
El presente estudio est orientado a alcanzar los siguientes objetivos:
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar el valor econmico del agua para uso agrcola del maz amarillo duro en el
Valle de Caete a travs de la metodologa del cambio de la productividad.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
Calcular las variables de la funcin de produccin para el maz amarillo duro para
diferentes pocas de cosecha.
Determinar la ecuacin de la funcin de produccin para el maz amarillo duro.
Diferenciar el valor econmico del agua de uso agrcola del maz amarillo duro segn la
poca de cosecha.
II. REVISION LITERARIA
2.1 CUENCA DEL RIO CAETE
La Cuenca del ro Caete est ubicada geogrficamente entre las coordenadas UTM 8543,759
8676,000 Norte y 345,250 444,750 Este, colindando al norte con la Cuenca del Mantaro,
al Sur con la Intercuenca Topar, al Este con la Cuenca Mantaro Cuenca del ro San Juan y
al Oeste con las Cuencas Omas y Mala. La Cuenca est circunscrita polticamente en el
departamento de Lima, comprendiendo las provincias de Yauyos y Caete3.
El ro Caete nace en la laguna Ticllacocha a una altitud de 4429 m.s.n.m. y posee una
extensin de 235.67 km hasta desembocar en el Ocano Pacfico. Asimismo, este sistema
hidrolgico se subdivide en tres zonas: cuenca alta (4000 5800 m.s.n.m), cuenca media (350
4000 m.s.n.m) y cuenca baja (0 350 m.s.n.m.).
De acuerdo con el estudio Manejo y Gestin de los recursos Hdricos Valle Caete
(ATRD-MOC, 2004) el caudal medio mensual histrico para el ro Caete es de 52,11 m3/s,
con un caudal mximo histrico medio mensual de 689,14m3/s y uno mnimo histrico medio
mensual de 5,94m3/s. Su aporte volumtrico total anual es en promedio 1 632,07MMC.
Asimismo, en el ao promedio hidrolgico el 71.9% del caudal total se presenta en la
temporada lluviosa (diciembre-abril), y el porcentaje restante (28,1%) es aportado en los
meses de estiaje (mayo-noviembre).
2.2 VALLE DE CAETE
El Valle de Caete, localizado en la parte baja de la cuenca de Caete en la provincia de
Caete, se encuentra geogrficamente entre las coordenadas UTM 8545,966 8569,095
3 La Provincia de Caete est integrada por 16 distritos: Asia, Calango, Cerro Azul, Chilca, Coayllo, Imperial,
Lunahuan, Mala, Nuevo Imperial, Pacarn, Quilman, San Antonio, San Luis, San Vicente, San Cruz de Flores y Zuiga.
Norte y 338,146 371,679 Este, entre las intercuencas de los ros Omas y Topar. Posee una
variacin altitudinal entre 0-250 m.s.n.m, formando parte de lo que constituye la cuenca baja.
Tiene una extensin aproximada de 310 km2, ocupando desde la localidad de Caltopilla en el
Este, hasta el Ocano Pacifico por el Oeste; y a partir de los cerros Loma Negra por el Sur,
hasta las Lomas de Quilman y la localidad de Cerro Azul, por el Norte.
Polticamente el Valle de Caete abarca totalmente los distritos de Imperial y San Luis y
parcialmente los distritos de San Vicente, Cerro Azul, Nuevo Imperial, Quilman y
Lunahuan.
2.2.1 ASPECTOS GENERALES
2.2.1.1 Fisiografa
De acuerdo con la Oficina Nacional de Evaluacin de Recursos Naturales (ONERN, 1970), el
Valle de Caete presenta un relieve casi plano y de suave pendiente, interrumpido por
pequeos cerros y elevaciones menores. Las diferentes unidades fisiogrficas han sido
agrupadas en los siguientes paisajes: llano aluvial, abanicos aluviales, paisaje marino, marino
aluvial, accin elica y cerros testigos (ATRD-MOC, 2004).
2.2.1.2 Clima
El clima es semitropical rido, con escasa o casi nula precipitacin pluvial, la cual se hace ms
intensa durante los meses de invierno.
La temperatura promedio mensual es de 20C, fluctuando entre la mxima mensual de 28C en
los meses de verano y la mnima mensual de 14C en invierno.
Los vientos estn caracterizados por ser brisas suaves segn la escala de Beaufort. Presentan
valores mximos de 2,5 a 2,9 m/s en los meses de diciembre a marzo y valores mnimos de 2,0
m/s en los meses de abril a septiembre.
Con respecto a la humedad relativa presenta valores mximos de 84% entre los meses de junio
a septiembre y mnimo del orden de 78% entre los meses de diciembre a marzo.
2.3 RECURSO HIDRICO EN EL VALLE DE CAETE
De acuerdo con el estudio Evaluacin y Ordenamiento de los Recursos Hdricos de la Cuenca
del ro Caete (INRENA, 2001), el Valle de Caete es el mayor demandante de agua
superficial de toda la cuenca de Caete, atribuyndole un 86% del consumo total de la cuenca.
De este porcentaje el 97% es de uso agrcola y el 3% es de uso poblacional.
El Valle de Caete, a diferencia de la mayora de los valles de la costa, posee agua durante
todo el ao. El volumen de agua para riego est directamente relacionado con la disponibilidad
de agua en el ro, siendo superior en los meses de lluvias y alcanzando el mnimo valor en
poca de sequa. No obstante, para el ao 2009 el caudal remante en los meses de sequa,
despus de la reparticin del agua de riego, ha llegado a ser inferior que el caudal ecolgico (1
m3/s).
Grfico 2.3-1: Variacin del caudal -2009
Fuente: JUSDRC, 2009.
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
Estacion Socsi 42.59 137.07 115.38 82.78 36.53 27.12 19.33 12.09 9.36 13.30 33.94 73.65
Consumo canales 18.27 17.27 16.38 16.57 16.42 10.79 10.91 10.48 8.78 9.36 13.44 15.18
Cuadal remanente 24.32 119.80 99.01 66.21 20.11 16.34 8.42 1.61 0.58 3.94 20.50 58.48
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Cau
dal (m3/s)
Meses
Por otro lado, como se puede apreciar en el Grfico 2.3-2, los meses de mayor vulnerabilidad
del ro Caete, por presentar un caudal menor a 13m3/s4, son agosto, setiembre y octubre. En
el grfico se muestra el nmero de veces que durante el periodo 1926-2010 se detect un
caudal medio mensual inferior a 13m3/s.
Grfico 2.3-2: Meses ms vulnerables 1926-2010
Fuente: SENAMHI. Estacin Hidromtrica Socsi - Caete.
2.3.1 GESTION DEL RECURSO HIDRICO
2.3.1.1 Organizacin de usuarios de agua
La gestin del recurso hdrico superficial en el Valle de Caete depende jurisdiccionalmente
del Sub Distrito de Riego Caete, rgano que forma parte de la Administracin Tcnica del
Distrito de Riego Mala-Omas-Caete (Autoridad Local del Agua). La entidad representativa
de los usuarios de riego la constituye la Junta de Usuarios del Sub Distrito de Riego Caete
(JUSDRC), la cual es una persona jurdica de derecho privado sin fines de lucro reconocida
por R.D. N 693-80-AA-DR-V-L el 13 de noviembre de 1980.
4 El caudal de 13 m3/s representa el 50% de la capacidad mxima de los canales de riego. La capacidad mxima de los canales principales es de 24.3 m3/s, dado la presencia de otras bocatomas menos importantes que dan origen a canales menores, se estima una capacidad de 26.0 m3/s.
0 10 20 30 40 50 60 70 80
EneFebMarAbrMayJunJulAgoSepOctNovDic
Frecuencia
La JUSDRC tiene bajo su administracin 7 Comisiones de Regantes: Nuevo Imperial, Viejo
Imperial, San Miguel, Maria Angola, Huanca, Pachacamilla y Palo Herbay, las cuales abarcan
6 distritos polticos (San Vicente, Imperial, Nuevo Imperial, Quilman, Cerro Azul y San
Luis).5 Cabe sealar que una Comisin de Regantes puede ocupar parte de mas de un distrito
poltico, es decir sus lmites no concuerdan con los lmites distritales.
Cada Comisin de Regantes est comprendida por Bloques o Sectores de Riego, los que a su
vez estn formados por Grupos de Riego. Adems, como organizacin de apoyo, dentro de los
Grupos de Riegos existen los Comits de Riego, los cuales ayudan en la organizacin y
ejecucin de trabajos de limpieza, mantenimiento de los canales y distribucin del agua de
acuerdo a los roles de riego.
La distribucin de los Sectores y Grupos de Riego por Comisin de Regantes se aprecia en la
Tabla 2.3-1 para el ao 2009. Asimismo, se observa que las Comisiones de Nuevo y Viejo
Imperial son las que poseen un mayor nmero de usuarios.
Tabla 2.3-1: Organizacin de usuarios-2009
COMISION DE REGANTES
rea Total (ha)
rea bajo riego (ha)
Predios (N)
Usuarios (N)
Sectores de Riego (N)
Grupos de Riego
(N)
NUEVO IMPERIAL 8,845.27 8,124.59 3,317 2,252 10 107 VIEJO IMPERIAL 3,661.82 3,598.75 1,268 1,011 4 37 MARIA ANGOLA 1,798.45 1,785.31 579 467 6 31 SAN MIGUEL 3,758.17 3,627.15 1,086 853 4 53 HUANCA 2,385.06 2,300.78 523 419 3 28 PACHACAMILLA 975.30 927.81 314 232 1 11
PALO HERBAY 2,086.45 2,003.38 714 568 3 17
Valle de Caete 23 510.52 22 367.77 7 801 5 802 31 284
Fuente: JUSDRC, 2009
5 El nombre de cada Comisin de Regantes corresponde al nombre del canal principal que abastece de agua a cada Comisin respectivamente, existiendo 7 canales.
2.3.1.2 Funcin de Junta de Usuarios y Comisiones de Regantes
La Junta de Usuarios tiene la responsabilidad de planificar la distribucin del agua de riego en
el rea bajo su jurisdiccin, determinando el volumen que ser asignado a cada Comisin de
Regantes. En cada bocatoma se encuentra el jefe de los sectoristas, quien se encarga de abrir y
cerrar las compuertas de cada canal, segn lo planificado. De esta manera, la operacin y
mantenimiento de las bocatomas est a cargo de la JUSDRC.
Las Comisiones de Regantes se encargan de la distribucin interna del agua dentro de la red de
canales de riego, realizando dicha labor a travs de sectoristas. En total suman 25 sectoristas,
quienes en la prctica, no dependen funcionalmente de la Gerencia Tcnica de la Junta de
Usuarios.
2.3.2 INFRAESTRUCTURA DE RIEGO Y DRENAJE
El sistema de riego del Valle se lleva a cabo a travs de bocatomas, destacndose 4 como las
principales: Bocatoma Nuevo Imperial, Bocatoma La Fortaleza y Bocatoma Palo Herbay (de
tipo permanentes) y Bocatoma La Pinta (de tipo semirstica). Existen, adems, otras
bocatomas del tipo rsticas como Huaca Vieja, Pachacamilla Vieja, Montellona, entre otras.
Los canales que derivan de cada bocatoma se presentan en el Tabla 2.3-2:
Tabla 2.3-2: Canales Principales
Bocatoma Canales Principales Capacidad mxima (m3/s)
Nuevo Imperial Nuevo Imperial 10
La Fortaleza
Maria Angola
7 San Miguel
Huanca
Pachacamilla
Palo Herbay Palo Herbay 4
La Pinta Viejo Imperial 3.5
Fuente: JUSDRC Plan de Trabajo y Presupuesto Ao 2010.
La longitud de los canales de derivacin es de 171 km, mientras que la red de laterales de
primer, segundo y tercer orden suman un total de 1061.55 km. El revestimiento de los canales
es aun insipiente, encontrndose un 11.9% de revestimiento para el caso de los canales de
derivacin y 5.5% de revestimiento para los canales secundarios, como se aprecia en la
siguiente Tabla:
Tabla 2.3-3: Revestimiento de los canales
Canal de Derivacin (km) Canal de Primer Orden (km) Canal de Segundo y Tercer Orden
(km)
Total Revestido Sin revestir Total Revestido Sin revestir Total Revestido Sin revestir
171.00 20.42 150.58 388.82 33.84 354.98 672.73 25.11 647.62
Fuente: JUSDRC Plan de Trabajo y Presupuesto Ao 2010
El sistema de drenaje comprende los drenes colectores primarios, secundarios y parcelarios,
los cuales permiten evacuar los excedentes de riego y las filtraciones de las partes altas
adyacentes. Estas aguas son incorporadas a los canales de regado para uso agrcola.
Especialmente las zonas de Imperial y San Vicente cuentan con drenes abiertos y enterrados.
En otros sectores como La Charilla Vieja y La Quebrada los drenajes parcelarios se
encuentran colapsados, producto del sismo del ao 2007 (JUSDRC).
Con respecto a las estructuras de medicin y control en los sistemas de riego y drenaje, de
acuerdo con lo establecido por la Junta de Usuarios en el Plan de Trabajo y Presupuesto ao
2010, a la fecha no se lleva un registro sistematizado del estado y nmero exacto de la
estructuras de medicin y control. En la siguiente Tabla se presenta el resumen de los registros
encontrados hasta el ao 2004:
Tabla 2.3-4: Registro de estructuras de medicin y control
Ao Aforadores Compuertas
1998 188 6
1999 710 579 2000 1228 2127
2001 1763 3135
2002 2246 3471
2004* 528 2032
Fuente: JUSDRC, 2010 * Manejo y Gestin de los Recursos Hdrico, 2004
En tal sentido, el bajo porcentaje de revestimiento junto con la inadecuada e insuficiente
infraestructura de medicin constituye uno de los principales problemas en la distribucin del
agua de riego, por lo cual se esperara una eficiencia de riego baja.
No obstante, no se posee datos actuales sobre la eficiencia de riego promedio en todo el Valle
de Caete. Estudios realizados por la ONERN (1970) en el Valle establecen una eficiencia
promedio de conduccin del 75% y de aplicacin del 60%. Mientras que el proyecto Manejo
y Gestin de los Recursos Hdricos Valle de Caete (2004), presentan una eficiencia
promedio de aplicacin del 80%6.
Adems, se han desarrollado estudios puntuales dentro del Valle, cuyos resultados difieren
significativamente unos de otros. El proyecto Manejo y Gestin de los Recursos Hdricos
Valle de Caete (2004) calcul la eficiencia de conduccin del Canal Pachacamilla (2.8 km)
y del Canal Palo Herbay (2.1 km), obtenindose valores de eficiencia de conduccin de 99% y
98% respectivamente7. Mientras que otro estudio desarrollado por Wilder Giolino (2008),
quien desarroll un diagnstico de la distribucin del agua de riego en el canal de primer
orden Lateral Cantera (6.5 km) en el Valle de Caete, encontr una eficiencia de conduccin
de 50.4%, de distribucin de 78.52% y de aplicacin de 59.1%, siendo la eficiencia promedio
de riego de 23.4%.
2.3.3 REPARTICION DEL RECURSO HIDRICO
La reparticin del agua de riego es planificada por la Gerencia Tcnica de la Junta de
Usuarios. De acuerdo a lo establecido por esta Gerencia, el mdulo de riego (0,4 - 1,0
6 Se evaluaron 37 campaas agrcolas en 33 parcelas, distribuidas en las 7 Comisiones de Regantes. 7 Dichas eficiencias tan elevadas se debieron a la existencia de continuas filtraciones provenientes de parcelas irrigadas en zonas mas altas.
l/s/ha) se calcula de la divisin del caudal disponible en la estacin Socsi entre el rea bajo
riego en el Valle. Dicho mdulo de riego se multiplica por el rea bajo riego de cada Comisin
de Regantes obtenindose el caudal para uso agrario. A este caudal se le suma el caudal
requerido para uso poblacional y se le resta el caudal de recuperacin estimado, obtenindose
el caudal que ser asignado a cada Comisin de Regantes (JUSDRC Plan de Trabajo y
Presupuesto Ao 2010).
Como se puede ver en Grfico 2.3-2, se mantiene cierta relacin entre la extensin del rea
bajo riego y el volumen de agua entregado. Sin embargo, el Canal Huanca recibe casi la
misma cantidad de agua que el Canal Pachacamilla teniendo mas del doble de rea bajo riego.
Grfico 2.3-2: Comparacin de la reparticin del agua en funcin al rea bajo riego
Fuente: JUSDRC, 2010
Una vez establecido cada caudal, el jefe de sectoristas constata la altura de mira en cada
bocatoma y procede a la reparticin del agua de riego. Finalmente, comunica a los sectoristas
de cada Comisin el agua que se les ha asignado.
La distribucin del agua de riego dentro de la red de canales interna, se realiza a travs de los
mismo sectoristas que recepcionan el agua otorgada por la Junta de Usuarios. Los sectoristas
de cada Comisin entregan el agua siguiendo el criterio del mdulo de riego hasta el nivel de
36.3
16.18.0
16.2
10.3
4.1
9.0
Distribucion del Area Bajo Riego (%)
44.8
18.4
8.6
9.4
3.5
3.8
11.5
Distribucin del Agua (%)
NUEVO IMPERIAL
VIEJO IMPERIAL
MARIA ANGOLA
SAN MIGUEL
HUANCA
PACHACAMILLA
PALO HERBAY
Grupo de Riego. Dentro de cada grupo de riego la distribucin se lleva a cabo bajo la
modalidad de roles de mita. La frecuencia de riego es en promedio de 7 das con un tiempo
de duracin de 2 horas/ha y un caudal promedio de 30-80 l/s (JUSDRC Plan de Trabajo y
Presupuesto Ao 2010). Informacin similar fue obtenida por Wilder Giolino, quien establece
un rol de riego en la Lateral Cantera entre 25-60 l/s en poca de estiaje y avenida
respectivamente.
Asimismo, aforos realizados en la cabecera de 33 predios en diferentes puntos del Valle,
constatan que la distribucin del agua no considera el tipo de suelo o cultivo irrigado. Adems,
se evidencia que las zonas bajas del Valle poseen, por lo general, una mayor disponibilidad de
agua, dado que utilizan adicionalmente a los roles de riego el agua de recuperacin (Manejo y
Gestin de los Recursos Hdricos Valle de Caete, 2004).
2.3.4 TARIFA DEL AGUA
La tarifa del agua de uso agrario est en funcin a la extensin del rea y se cobra de forma
anual en el Valle de Caete. Actualmente, cada agricultor debe pagar 131.20
soles/hectrea/ao. Dicha tarifa se obtiene por acuerdo de la Asamblea General, considerando
un precio unitario de 0.008746 soles/m3 y un consumo promedio de agua de 15000
m3/ha/ao.8 Sin embargo, de acuerdo al OM-093-2009-ANA-ALA-MOC, el Valle de Caete
se califica en la categora B y en aplicacin del artculo No 9 D.S-003-90-AG el costo es de
0.0237 soles/m3, lo cual implicara un pago de 354.96 soles/hectrea/ao (JUSDRC Plan de
Trabajo y Presupuesto Ao 2010).
Sin embargo, dadas las presiones sociales con respecto al precio del agua, no ha sido posible
incrementar la tarifa del agua al precio que legalmente sera el correcto (Gerente de la Junta de
Usuarios Caete - Ing. Manuel Castillo Diaz, entrevista oral).
8 Para el clculo del precio unitario del agua se considera al Valle de Caete en la categora D y una UIT del ao 1998.
2.3.5 ACTIVIDAD AGRICOLA EN EL VALLE
El Valle de Caete es tradicionalmente agrcola, dedicando la mayor parte de su extensin a
dicha actividad dada su condicin privilegiada de suelos frtiles y disponibilidad de agua
constante. De acuerdo al Censo Nacional Agropecuario de 1994, el Valle de Caete abarca
alrededor del 70% de la superficie cultivable de la provincia de Caete y constituye por lo
tanto la principal actividad econmica.
Las caractersticas del agricultor actual y la configuracin de la estructura agraria en el Valle
de Caete es producto de un proceso de cambios que tienen como punto de referencia la
Reforma Agraria. A partir de la Reforma Agraria y mas adelante tras la parcelacin de las
cooperativas (1983-1985) se entreg entre 3,5 y 11,0 has a cada socio, generndose el
nacimiento de un nuevo estrato productivo los parceleros, quienes diversificaron los cultivos
buscando alternativas mas seguras (Surez Franklin IRVG, 1999).
Es por ello, que actualmente el pequeo agricultor9 predomina en la estructura de la tenencia
de tierras y representa el mayor nmero de usuarios de agua en el Valle de Caete. Sin
embargo, existe una fuerte tendencia de arrendamiento de tierras, dado que el agricultor
tradicional10 prefiere en muchos casos rentar su tierra y su mano de obra en vez de cultivar el
mismo sus tierras y arriesgarse. (Secretario de Investigacin y Desarrollo del Instituto Rural
Valle Grande - Rojas Rafael, entrevista oral).
Al mismo tiempo que la estructura de tenencia de tierras ha sufrido variaciones, la cdula de
cultivos en el Valle tambin se ha modificado, destacndose cuatro grandes pocas en la
historia productiva de Caete: poca del trigo (1556-1690), poca de la caa de azcar (1700-
1920), poca del algodn (1920-1950) y poca del maz, papa y camote (1951-actualidad). Sin
embargo, aunque el maz y el camote siguen liderando la produccin agrcola, la presencia de
productos de mayor inversin y mayor rentabilidad tales como los ctricos han alcanzado
durante esta ltima dcada un espacio importante en el Valle de Caete. 9 No existe una delimitacin fija para la clasificacin del pequeo agricultor, sin embargo hay cierto consenso en denominar pequeo agricultor a la persona que trabaja una unidad agropecuaria menor de 10 has. 10 Se conoce como agricultor tradicional aquel que recibi tierras producto de la Reforma Agraria.
Entre los principales cultivos del Valle se destacan el maz amarillo duro, maz chala, camote,
algodn, vid, papa, yuca, esparrago, manzano, mandarino y palto, prefiriendo el agricultor
tradicional la siembra de aquellos de corto periodo vegetativo, baja inversin inicial, fcil
manejo y bajo riesgo, aunque estos no signifiquen alta rentabilidad.
Grfico 2.3-3 Area sembrada Campaa 2009-2010*
Fuente: Agencia Agraria Caete, 2010. *En el rea sembrada no estn registrados los cultivos permanentes.
Grfico 2.3-3 Produccin del ao 2009
Fuente: Agencia Agraria Caete, 2010.
1%0%0%
1%
2%
17%
2%
39%
23%
1%2%
2%3%
1%
0%0%
7%
AJO
ALCACHOFA
ALGODON
ALGODON HIBRIDO HAZERA
ALGODON TANGUIS
CAMOTE
FRIJOL VAINITA
MAIZ AMARILLO DURO
MAIZ CHALA
PAPA
PEPINO
TOMATE
YUCA
ZANAHORIA
ARVEJA GRANO VERDE
ESPARRAGO
14%
13%
36%
4%
3%
3%
1%
2%
6%
5%
2%2%
6%ALCACHOFA
ALGODON
ALGODON HIBRIDO HAZERA
ALGODON TANGUIS
CAMOTE
MAIZ AMARILLO DURO
MAIZ CHALA
MANDARINA
MANZANO
PAPA
PEPINO
TOMATE
VID
YUCA
ZANAHORIA
ZAPALLO
OTROS
2.3.6 PERCEPCION DE LA PROBLEMTICA DEL AGUA
La percepcin de la problemtica del agua ha sido inferida de las entrevistas orales, llevadas a
cabo con los diferentes representantes de los grupos de inters, entre los cuales destacan: Ing.
Luis Yampuf Morales Administrador Local del Agua; Ing. Manuel Castillo Diaz Gerente
de la Junta de Usuarios de Caete; Ing. Rafael Rojas - Secretario de Investigacin y Desarrollo
del Instituto Rural Valle Grande Costa y Sabino Julin Castillo Jefe del Area de Informacin
Agrcola del Instituto Rural Valle Grande Costa.
En base a dichas entrevistas, todos los entrevistados concordaron que la cantidad de agua no
constitua un problema en el Valle de Caete y que no se esperaba que el caudal disminuyera
en los prximos aos.
El Administrador Local de Agua, resalt la necesidad de mejorar el sistema de medicin y
control de agua, dado las actuales deficiencias del sistema. Mientras que Gerente de la Junta
de Usuarios incidi en la dificultad del proceso de cobranza del agua y la fuerte oposicin de
los agricultores a un aumento de la tarifa.
Por su parte, los especialistas del Instituto Rural Valle Grande Costa, destacaron la falta de
control y vigilancia del sistema de reparticin del agua, as como la ineficiencia del sistema
actual de riego (riego por gravedad).
2.4 VALORACION ECONOMICA
El problema de los recursos naturales como el agua, es que por lo general, al ser bienes de
libre acceso presentan fallas en el mercado de bienes y servicios. La presencia de estas fallas
en el mercado est generalmente asociada con una ausencia de mercado para este bien o para
el servicio ambiental que brinda (Cristeche y Penna, 2008). Como plantea Arrow, citado por
Cristeche, al no existir un mercado hay un vaco de informacin para la toma de decisiones de
los individuos, lo cual resulta en una asignacin no ptima de los recursos.
Sin embargo, el hecho de que algunos recursos naturales no tengan un mercado definido ni un
precio en el mismo, no implica que no posean un valor econmico11 (Barzev, 2002).
Para el caso del agua, el principio No 4 de la declaracin de Dubln sobre agua y desarrollo
sostenible (Naciones Unidas, 1992) lo expone de la siguiente manera: El agua tiene un valor
econmico en todos sus usos rivales y debera reconocrsele como un bien econmico.
Argumenta que la falta de este reconocimiento ha ocasionado graves daos ambientales a este
recurso, y por lo tanto, hacerlo es un camino importante para lograr un uso eficiente y
equitativo, al mismo tiempo que se velara por el mejoramiento del estado de este recurso y los
ecosistemas que lo suministran.
De esta manera, la valoracin econmica de un bien o servicio ambiental pretende ser un
instrumento econmico cuya finalidad es hacer tangible la importancia que dicho bien o
servicio tiene en la sociedad. La valoracin significa contar un indicador de la importancia en
el bienestar de la sociedad que permita compararlos con otras posibles alternativas (Azqueta
y Ferreiro, 1994). Asimismo, pretende obtener una estimacin monetaria de la ganancia del
bienestar que una persona o determinado colectivo experimenta a causa del uso de un recurso
natural o una mejora ambiental (Romero, 1997, citado por Leopoldo Dimas, 2007).
Es as, que el valor econmico de un recurso natural como el agua, no tiene como propsito
establecer un precio, sino constituir un indicador monetario del valor (beneficio) que tiene
para la sociedad (Romero, 1997, citado por Leopoldo Dimas, 2007).
Sin embargo, aunque el valor econmico de un recurso no necesariamente deba repercutir en
todos los usuarios a travs de una tarifa (Romero, 1997), para logar un uso sustentable del
agua y llegar a un equilibrio econmico, se estima que el valor total del agua debe ser igual al
11 El precio del agua otorgado hace referencia a los gastos operativos y de mantenimiento para la entrega del recurso, no incluye un valor del agua per se.
costo total del agua (Jimnez, 2008).12En base a ello, los costos totales deberan ser
recuperados, a travs de tarifas, cnones, compensaciones u otros mecanismos, para lograr un
uso sustentable del recurso.13
2.4.1 VALOR ECONMICO TOTAL
El Valor Econmico Total (VET) de un bien o servicio se ha conceptualizado basndose en
que las preferencias individuales son el factor principal para determinar el valor. Es decir, los
bienes y servicios de un recurso natural son considerados en trminos econmicos slo en su
capacidad por satisfacer preferencias humanas y, por lo tanto, valorados en la medida que
entran a la escala de la preferencias humanas (Barzev, 2002).
El VET est compuesto por distintos elementos cuya terminologa y clasificacin vara
ligeramente entre los especialistas, sin embargo la mayora incluye al Valor de Uso y al Valor
de No Uso. En la Figura 2.4-1 se presenta la clasificacin de los diferentes tipos de valoracin,
incluyndose algunos ejemplos relacionados con el recurso hdrico.
Figura 2.4-1
Fuente: Barzev modificado.
12 En costo total del agua incluye los costos de operacin y mantenimiento, costos de capital, costos de oportunidad, externalidades econmicas y las externalidades medioambientales (ej. costos por daos ambientales, costos por el servicios ambientales hidrolgicos). El valor total del agua se desarrollar a continuacin. 13 En la prctica de espera que el valor de uso sea mayor que el costo estimado (Jimnez, 2008).
VALOR ECONOMICO TOTAL (VET)
VALOR DE USO
VALOR DE USO DIRECTO
VALOR DE USO INDIRECTO
VALOR DE EXISTENCIA
VALOR DE OPCION
AgriculturaAgua potableReproduccin de especiesTurismo/Recreacin
VALOR DE NO USO
PaisajeRecarga del acuferoRetencin de sedimentosRetencin de nutrientes
Potencial TursticoConservacin de cuencaProteccin de especies
Belleza paisajsticaEspeciesConservacin
Valor de Uso: Se refiere a la medida de bienestar que presenta el individuo al utilizar un bien o
servicio.
Valor de Uso Directo: Corresponde al valor del bien o servicio que es empleado con fines
de consumo o produccin, es decir su uso implica una disminucin de la disponibilidad del
recurso.
Valor de Uso Indirecto: Su uso no implica una disminucin del recurso. No posee
directamente un uso econmico, pero es indispensable para que exista un flujo constante de
utilizacin econmica directa (Castro y Barrantes (1998), citado por Jimnez).
Valor de No Uso: Se refiere a la medida de bienestar que experimenta el individuo
simplemente por saber que un bien o servicio ambiental existe, aun cuando no vayan hacer
uso de ste en el futuro. No se necesita contacto fsico ni consumo de los mismos.
Valor de Existencia: Es el valor otorgado por individuo de saber que existe y seguir
existiendo un determinado bien o servicio, teniendo la seguridad que nunca lo conocer.
Valor de Opcin: Es el valor determinado debido a la posibilidad de hacer uso del bien o
servicio en el futuro. Algunos autores consideran ste ltimo como Valor de Uso, dado que se
espera pueda llegar a usarse.
Las metodologas para calcular los diferentes tipos de valores son diversas al igual que sus
formas de clasificacin. Hufschmidt et al (1983) y Dixon et al (1988) clasifican los mtodos
en funcin al beneficio o costo dado por un bien o servicio. As, las tcnicas que valoran
beneficios, resultantes de un cambio positivo de la calidad ambiental o disponibilidad del
recurso, le otorgan un valor al beneficio recibido al usar dicho bien o servicio, el mismo que se
convertira en costo en caso los usos no estuvieran disponibles. Mientras que las tcnicas que
valoran costos se enfocan en valorar los costos de prevenir y/o mitigar los cambios negativos
en el ambiente. Otras clasificaciones como la de Dixon et al (1988) y Reveret et al (1990)
clasifican los mtodos de valoracin de acuerdo al origen y disponibilidad de la informacin,
diferencindose en mtodos directos, indirectos y contingentes (Barzev, 2002).
2.4.2 VALOR ECONOMICO DEL AGUA PARA USO AGRICOLA
La valoracin econmica total del agua, requerira la consideracin del Valor de Uso y Valor
de No Uso, dado la multiplicidad de los atributos de dicho recurso. Es as, por ejemplo, que
Barzev (2000) y Corella (2004), para el clculo del valor total de la oferta hdrica, han
considerado el valor de los costos de operacin y mantenimiento (tarifa tradicional), valor del
costo de captacin, valor del costo de proteccin y restauracin de la cuenca y valor del agua
como insumo de la produccin.
No obstante, el presente estudio abarcar slo el valor del agua para los agricultores. Al
considerarse el recurso hdrico como un insumo de la actividad agrcola, se clasifica dicha
valoracin dentro del Valor de Uso Directo.
2.4.2.1 Metodologas para la valoracin econmica del agua para uso agrcola
El valor del agua para la agricultura podra obtenerse de los precios pagados por los
agricultores si los mercados hdricos funcionaran (Jimnez, 2008). Sin embargo, ante la
ausencia de mercados hdricos para el agua de riego, dicho valor ha venido calculndose a
travs de diversas metodologas.
Entre estas metodologas se destacan: el mtodo del Cambio de Productividad o una de sus
variantes conocidas como el Cambio de los Ingresos Netos del Productor; la Valoracin
Contingente, el Costo de Oportunidad, el Costo de Conservacin y/o Preservacin del
Acufero, etc.
Mtodo del Cambio de la Productividad
El mtodo del Cambio de Productividad, como lo expone Cristeche y Barrantes (2008), hace
posible valorar un bien o servicio ambiental que no se comercializa en el mercado (agua) al
relacionarlo con un bien que si lo hace (cultivos agrcolas). Al considerar que este bien o
servicio ambiental es un insumo dentro de la funcin de produccin, la valoracin consistira
en evaluar el efecto que dicho bien o servicio ejerce sobre la productividad del cultivo. As la
aplicacin del mtodo radica en multiplicar la variacin del rendimiento del cultivo, a causa de
una variacin en la disponibilidad del agua, por los precios en el momento del anlisis.
Una variante de esta metodologa es el Cambio de los Ingresos Netos del Productor. Dicha
metodologa consiste en considerar al agua como un insumo ms en la funcin de produccin
de un bien o servicio convencional, con el objetivo de estimar el beneficio adicional neto por
unidad de agua en la produccin de este determinado bien que se transa en el mercado (Lpez,
2004). En este caso, el bien sera el cultivo agrcola (maz amarillo duro).
En tal sentido, el valor econmico del agua para uso agrcola se obtiene a travs de la siguiente
frmula:
Donde el Ingreso neto es la diferencia entre los ingresos brutos y los costos de produccin,
pudiendo estos ltimos diferenciarse entre costos fijos y costos variables.
Algunos ejemplos de la aplicacin de esta metodologa se encuentran en el estudio
Valoracin Econmica del Servicio Ambiental Hdrico en la Cuenca Internacional 108, Ro
Chiriqu, Panam (Corella, 2004), el Estudio Econmico para la Definicin de Cnones para
el Uso y Aprovechamiento del Recurso Hdrico en Nicaragua (Lpez, 2004), Costo de
Oportunidad y Externalidades en el Valor Econmico del Agua(Jimnez, 2008) y el trabajo
del valor y costo del agua para la agricultura irrigada en Haryana, India (citado por Jimnez,
2008). En los estudios mencionados se calcula el valor econmico del agua a travs
metodologa del Cambio de Ingresos Netos del Productor, comparando la productividad
obtenida bajo riego con la obtenida por secano.
= sin
Funcin de produccin
La funcin de produccin es una herramienta para la aplicacin de la metodologa del Cambio
de Ingresos Netos del Productor, motivo por el cual a continuacin se expone su alcance.
La funcin de produccin en agricultura se refiere generalmente a un concepto biofsico que
relaciona el crecimiento del cultivo con un conjunto de elementos usados para la produccin
de dicho cultivo (Ozsabuncuoglu, 1997). En otras palabras:
Donde Y es la cantidad de produccin y X1, X2, X3..Xn son las variables requeridas para
producir una cantidad determinada del producto. Dichas variables estn constituidas por
componentes tales como el tipo de semilla, la tasa de fertilizacin, las tcnicas del cultivo, el
sistema de riego, la cantidad de agua de riego, el clima, etc.
De esta manera, aquella funcin que relaciona la produccin del cultivo con la cantidad de
agua aplicada se le conoce como la funcin de produccin del agua (water production
function-wpf) (Jensen y Musick, 1960; Jensen y Sletten 1965; Musick y Sletten,1966; Hank et
al., 1969, Downey,1972; Hillel y Guron, 1973; Power et al., 1973; Stewart y Hagan,1973;
Morey et al., 1975; Stegman y Olson, 1976; Stegman y Bauer,1977, citados por Al-
Jamal,1999). Esta misma relacin puede ser expresada en trminos de evapotranspiracin,
siendo denominada como la funcin de produccin del agua del cultivo (crop water
production function-cwpf) (Kipkorir, 2002; Igbadum et al., 2007).14La diferencia entre ambas,
es que la primera relaciona la productividad del cultivo con el agua total aplicada a travs del
riego, mientras que la segunda relaciona la productividad con el agua efectiva de riego que el
cultivo toma del suelo para su crecimiento (expresada como evapotranspiracin).
14 Otros autores como Al-Jamal et al.(1999) denominan esta funcin como evapotrasnpiration production function (Etpf), mientras que Ferreira y Gonales (2007) lo llaman water-use production function.
Y = f(X1, X2, X3..Xn)
El uso de la funcin de produccin del agua (wpf cwpf) tiene por objeto determinar el
cambio de productividad a causa de una variacin del agua utilizada por el cultivo,
manteniendo todas las dems variables constantes (cantidad de fertilizantes, calidad de
semilla, manejo agrcola, etc.). En tal sentido, el cambio en la productividad del cultivo slo
depender de la variacin del agua y a travs de ello se valorar el recurso hdrico.
La relacin esperada entre la productividad de un cultivo sano con un manejo agronmico
ptimo y el agua aplicada, sera que a mayor cantidad de agua aplicada el agricultor obtenga
una mayor productividad. Sin embargo, esta premisa es correcta hasta cierto punto, ya que
pasada la dotacin ptima de agua puede generarse la lixiviacin de nutrientes decreciendo la
productividad. Es por ello, que la funcin de produccin del agua (wpf) posee una forma
curvilnea a medida que el cultivo no utiliza de forma eficiente toda el agua aplicada y la
pierde por percolacin. Generalmente, la forma curvilnea de la funcin de produccin del
agua es expresada como una polinomial de segundo o tercer grado. (Hexem y Heady, 1978,
citado por Kipkorir, 2002). En cambio, cuando toda el agua aplicada es usada como
evapotranspiracin (wpf = cwpf) la funcin de produccin del agua es lineal (Kipkorir, 2002).
Funcin de produccin del agua del cultivo (cwpf)
La funcin de produccin del agua del cultivo es bastante til en la gestin del agua de riego,
ya que permite calcular las implicancias econmicas al usar diferentes niveles de agua en los
cultivos, al mismo tiempo que permite establecer estrategias de irrigacin cuando el agua es
limitada (Stegman et al, 1980, English, 1990, citado por Igbadum et al., 2007).
Los especialistas coinciden en que no existe una funcin de produccin del agua nica para un
determinado cultivo, ya que dicha funcin est influenciada por las condiciones climticas y
las caractersticas del propio cultivo. Por lo cual una funcin de produccin del agua ser
especfica de una variedad, en un lugar y poca determinada.
Se han establecido dos grupos generales que clasifican a la funcin de produccin del agua del
cultivo (cwpf): aquellas que relacionan la produccin con la evapotranspiracin total de la
campaa agrcola (ej. Stewart y Hagan, 1973; Hanks, 1983; Doorenbos y Kassam, 1979) y
aquellos que relacionan la reduccin de la produccin con el dficit de agua en un
determinado periodo del crecimiento del cultivo, es decir se calcula la evapotranspiracin para
cada fase de crecimiento del cultivo (ej. Jensen, 1968; Minhas et al., 1974; Sunder et al, 1981)
(Igbadun et al., 2007).
As, dentro de este segundo grupo se encuentran dos tipos de funciones: la funcin
multiplicativa y la funcin aditiva. La funcin multiplicativa establece que la produccin
fracasar si se presenta un dficit de agua en cualquiera de las fases de crecimiento del cultivo,
es decir el efecto del dficit de agua en una fase depende de las otras fases. Mientras que en la
funcin aditiva implica que una reduccin de la evapotranspiracin (dficit de agua) en
cualquiera de la fases de crecimiento no conducir necesariamente al fracaso de la produccin,
pero podra tener un severo impacto sobre el rendimiento de sta (Igbadun et al., 2007). A
continuacin se exponen algunos ejemplos de funciones de produccin del tipo multiplicativo
y aditivo, las cuales tienes como base 5 variables: productividad actual (Ya), productividad
mxima (Ym), evapotranspiracin actual (ETa), evapotranspiracin mxima (ETm) y el ndice
o factor de sensibilidad (Ai, , y Ky).
Funciones de produccin multiplicativas:
A. Jensen, 1968:
B. Minhas et al., 1974:
YY ! = ".$
%&'ET%ET %!
*+
YY ! = ".$
%&'(1.0 (1.0 ET%ET %!%
/)1+
Funciones de produccin aditivas:
A. H.Blank, 1981:
B. Stewart et al. modificado, 1977:
Productividad actual del cultivo (Ya): La productividad actual hace referencia a la produccin
por unidad de rea alcanzada para un nivel de evapotranspiracin dado (Eta), es decir la
productividad depender de la cantidad de agua disponible (expresada como
evapotranspiracin)15. Cuando el agua suministrada no cubra los requerimientos del cultivo
(Eta < Etm), ste responder en funcin al dficit de agua existente.
Los datos de productividad actual se obtienen, por lo general, de la experimentacin en campo
de cultivos que han sido sometidos a diferentes niveles de irrigacin.
Productividad mxima del cultivo (Ym): La productividad mxima hace referencia a la
produccin mxima por unidad de rea que puede alcanzarse, cuando el cultivo ha tenido un
adecuado manejo agrcola, buena fertilizacin, libre de enfermedades y no ha sufrido de estrs
hdrico. La Ym se logra con una evapotranspiracin mxima (ETm).
15 Se considera que el agua disponible para la planta es equivalente al agua evapotranspirada, la cual est representada por la suma del agua evaporada de la cobertura de la planta, el agua evaporada del suelo, el agua transpirada por la planta y el agua en estado slido que pasa por el proceso de sublimacin. La utilizacin de agua para los procesos metablicos es mnima (< 1%).
YY ! = 2A%4
5&'. ( ET%ET %)
1.0 YY ! = 2Ky%4
5&'(1.0 ET%ET %)
La productividad mxima del cultivo es representada por la mejor productividad alcanzada
durante las pruebas de campo.
Evapotranspiracin actual del cultivo (ETa): La evapotranspiracin actual se refiere al agua
disponible real del cultivo. De esta manera, cuando ETa = ETm se considera que la cantidad
de agua es la adecuada para el cultivo, en cambio cuando Eta < ETm el agua disponible en el
suelo es limitada (FAO).
Por lo general, inmediatamente despus del riego o lluvias fuertes, la evapotranspiracin
actual (ETa) es igual a la evapotranspiracin mxima (ETm). A medida que el agua es
absorbida por la planta y evaporada por el ambiente la ETa disminuye su valor, siendo en este
punto inferior a la ETm. Es de esperarse, como expone Ferreira y Gonales (2007), que segn
el intervalo de riego la concentracin de agua en el suelo se comporte de forma cclica,
alcanzando sus valores mximos (ETa = ETm) al momento del riego y disminuyendo su valor
(ETa < ETm) hasta la aplicacin del siguiente riego.
La ETa se calcula usualmente aplicando un balance hdrico en la zona de evaluacin, el cual
considera variables como precipitacin, agua de riego, variacin del agua almacenada, drenaje
o percolacin y escurrimiento superficial. En otros casos, tambin se ha calculado a travs de
la diferencia del contenido de humedad del suelo en un periodo determinado.
Evapotranspiracin mxima del cultivo (ETm)16: La ETm del cultivo se refiere a la cantidad
de agua necesaria para conseguir un crecimiento y desarrollo mximo. Representa la tasa de
evapotranspiracin mxima de un cultivo sano, que crece en un campo amplio, bajo ptimas
condiciones agronmicas y de riego, y que alcanza la mxima produccin de acuerdo a las
condiciones climticas existentes. (FAO, 2006). En tal sentido, el ETm se debe entender como
el requerimiento de agua del cultivo, que bajo condiciones agronmicas ptimas, logra una
productividad mxima.
16 A la evapotranspiracin mxima tambin se le conoce como evapotranspiracin a condiciones estndar (ETc), nomenclatura utilizada por la FAO.
De acuerdo con el enfoque del coeficiente del cultivo expuesto por la FAO, la ETm se calcula
como el producto de la evapotranspiracin de referencia (ETo) y el coeficiente del cultivo
(Kc), como se muestra a continuacin:
La evapotranspiracin de referencia (ETo) representa la tasa de evapotranspiracin de una
superficie de pastos con caractersticas especficas, teniendo como finalidad determinar la
demanda de evapotranspiracin de la atmsfera independientemente del tipo y desarrollo del
cultivo y de las prcticas de manejo.
El coeficiente del cultivo integra las caractersticas del cultivo que lo difieren del cultivo de
referencia (pastos o alfalfa), representando el efecto conjunto de las cuatro caractersticas
principales: altura del cultivo; albedo de la superficie del cultivo y suelo; resistencia del
cultivo a la transferencia de vapor de agua y evaporacin de suelo. Adems, dichas
caractersticas se ven afectadas dependiendo del tipo de cultivo, clima y las etapas de
crecimiento.
Sin embargo, la evapotranspiracin mxima del cultivo tambin puede calcularse directamente
empleando la ecuacin del Penman Monteith, siempre y cuando se incluyan los factores
especficos del cultivo con respecto a la resistencia aerodinmica, resistencia superficial y
albedo.
Coeficiente o factor de sensibilidad del agua (Ai, , Ky, ): este coeficiente representa una
medida de la sensibilidad relativa de la productividad frente a la sequa o estrs hdrico
(Ferreira y Gonales, 2007). Refleja el impacto que tiene la deficiencia de agua en la
productividad del cultivo (WU Xianbing y MENG Xiao). Dicho coeficiente de sensibilidad es
particular de cada cultivo y vara dependiendo del estado fenolgico de la planta.
ETm = Kc . ETo
Doorenbos y Kassam (1986) han reportado diferentes valores de Ky para diferentes cultivos
para todo el periodo de crecimiento, asi como para fases individuales de crecimiento. Dichos
autores establecen que valores de Ky 1 representan cultivos con sensibilidad a la sequa.
Asimismo, Igbadum et al. (2007), quien ha calculado diferentes ndices de sensibilidad para
funciones de produccin del cultivo del tipo aditivas y multiplicativas, concuerda que a
medida que el valor del ndice de sensibilidad es mayor, la fase de crecimiento ser, del mismo
modo, ms sensible al dficit de agua.
De esta manera, conociendo este coeficiente, se puede saber la sensibilidad de la
productividad ante una variacin del agua disponible, ya sea para todo el todo del cultivo
como para una etapa determiada.
Modelo SWAT17
El empleo del modelo SWAT (Soil and Water Assessment Toll) tiene la finalidad de calcular
las variables definidas en la funcin de produccin.
El modelo SWAT fue desarrollado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos
y la Universidad de Texas, cuyo propsito es predecir el impacto que tiene el manejo del suelo
sobre el agua, los sedimentos y el rendimiento agrcola en una cuenca hidrogrfica. De esta
manera, tiene la capacidad de modelar procesos asociados con el movimiento del agua y
sedimentos, el crecimiento de los cultivos, los ciclos de los nutrientes, entre otros.
SWAT incluye al balance hdrico como base para el modelamiento de cualquiera de los
procesos antes mencionados. Adems, para conseguir un mayor grado de precisin en los
clculos, divide la cuenca hidrogrfica en subcuencas. A estas subcuencas se les denomina
17 La informacin presentada a continuacin toma como referencia la gua del modelo SWAT llamada Soil and Water Assessment Tool Theorical Documentation, 2005.
Unidades de Respuesta Hidrolgica (HRUs), dado que cada una posee una combinacin nica
del tipo de suelo, cobertura vegetal y manejo del suelo.
Para ello, el modelo requiere informacin base sobre clima (radiacin, temperatura,
precipitacin, humedad relativa y velocidad del viento), propiedades del suelo, vegetacin y
prcticas de manejo del suelo de la zona en estudio.
Evapotranspiracin mxima del cultivo
Para calcular la ETm, se requiere primero calcular la evapotranspiracin de referencia (ETo).
Diferentes mtodos han sido desarrollados para estimar la ETo, para lo cual SWAT incluye
tres de ellos: Penman Monteith, Priestley-Taylor y Hargreaves.
El utilizado en el presente estudio fue el de Hargreaves, cuya frmula se presenta a
continuacin:
Donde:
Ho : Radiacin extraterrestre (MJ m-2 d-1)
Tmx : Temperatura mxima del aire (oC)
Tmn : Temperatura mnima del aire (oC)
Tav : Temperatura promedio del aire (oC)
: Calor latente de vaporizacin (MJ kg-1)
E : Evapotranspiracin del cultivo de referencia Eto (mm d-1)
De acuerdo con el enfoque del coeficiente del cultivo expuesto por la FAO, la ETm se calcula
como el producto de la evapotranspiracin de referencia (ETo) y el coeficiente del cultivo
(Kc). No obstante, el programa SWAT calcula nicamente la evapotranspiracin de referencia
(ETo).
89 = 0.0023. ?@ >?4)=.A. (>BC + 17.8)
Evapotranspiracin actual del cultivo
El clculo de la evapotranspiracin actual del cultivo (ETa) considera tres fuentes de agua:
evaporacin del agua interceptada en la cobertura vegetal; transpiracin de la planta y
evaporacin del suelo. El modelo simula el proceso de evapotranspiracin en el orden que han
sido presentadas las fuentes de agua.
La cantidad de evapotranspiracin contribuida por la intercepcin de la cobertura vegetal se
estima dependiendo de la relacin entre la a cantidad de agua interceptada y la
evapotranspiracin de referencia (ETo).18
Cuando la ETo es menor a la cantidad de agua interceptada por la cobertura vegetal (RINT), se
evaporar el valor de la ETo, siendo la evapotranspiracin actual del cultivo (ETa) igual a la
ETo. Cuando la ETo sea mayor a la RINT, se evaporar la cantidad interceptada y el modelo
continuar con las siguientes fuentes.
Donde:
ETo: Evapotranspiracin de referencia o potencial (mm d-1)
ETa: Evapotranspiracin actual del cultivo (mm d-1)
Ecan: Cantidad de agua evaporada de la cobertura vegetal (mm d-1)
RINT : Cantidad de agua interceptada por la cobertura vegetal (mm d-1)
18 A la evapotranspiracin de referencia (ETo), tambin se le denomina evapotranspiracin potencial (PET). Sin embargo, la FAO recomienda la primera denominacin. Adems, debe entenderse a la Eto como la demanda de evapotranspiracin de la atmsfera.
Si: 9>G >IJKL 9MB4 =IJKL IJKL(N) = 0
Si: 9>G B =9MB4 =9>G IJKL(N) =IJKL(5) 9MB4
RINT (i) : Cantidad de agua interceptada por la cobertura vegetal inicial (mm d-1)
RINT (f) : Cantidad final de agua que queda en la cobertura vegetal (mm d-1)
Una vez evaporada el agua interceptada por la cobertura vegetal, la demanda evaporativa del
agua remanente (ETo = ETo Ecan) se reparte entre la transpiracin y la evaporacin del agua
del suelo.
La transpiracin es calculada por SWAT, a partir de la siguiente frmula:
wup,z: agua potencial tomada del suelo hasta un profundidad determinada (mm d-1)
Et: Transpiracin mxima del cultivo (mm d-1)
w: parmetro de distribucin del agua
z: profundidad desde la superficie del suelo (mm)
zroot: profundidad de las races de la planta (mm)
Asimismo, el agua tomada de cada uno de los perfiles del suelo, se calcula aplicando la
ecuacin anterior e utilizando una profundidad igual al lmite superior del perfil y al lmite
inferior del mismo, como se muestra a continuacin:
Donde:
wup,ly: agua potencial tomada del perfil ly (mm d-1)
wup,zy: agua tomada hasta el lmite inferior del perfil ly (mm d-1)
wup,zu: agua tomada hasta el lmite superior del perfil ly (mm d-1)
PQR,TU =PQR,VT PQR,VQ
PQR,V = 9W(1 exp([\)) . (1 exp [\.]
]^GGW!)
El agua potencial tomada de cada perfil est en funcin a la demanda por transpiracin, sin
embargo para calcular la transpiracin actual es necesario incluir la variable de disponibilidad
de agua en el suelo. Para ello SWAT incluye la siguiente modificacin:
Donde:
wactual up,ly: agua actual tomada del perfil ly (mm d-1)
wup,ly: agua potencial tomada del perfil ly (mm d-1)
SWly: cantidad de agua en el perfil (mm d-1)
WPly: cantidad de agua en el perfil en el punto de marchitez (mm d-1)
Et, act: transpiracin actual del cultivo (mm d-1)
wactual up,: agua actual tomada del cultivo (mm d-1)
Finalmente, el agua obtenida por la evaporacin del suelo se calcula a partir de la siguiente
frmula:
9_ =9>G` ._G5T _G5T = exp(5.0b10cA. d)
PBMWQBTQR,TU = min{PQR,TU; hijTU jkTUl}
9W,BMW =PBMWQBTQR
Donde:
Es: Evaporacin del suelo (mm d-1)
ETo: Evapotranspiracin remanente (mm d-1)
covsoil: Indice de la cobertura del suelo
CV: biomasa y residuos sobre el suelo (kg ha-1)
La sumatoria del agua evaporada de la cobertura vegetal, la transpirada del cultivo y la
evaporada de la superficie del suelo dan como resultado la evapotranspiracin actual, siendo el
lmite de evapotranspiracin la cantidad obtenida por la evapotranspiracin de referencia
(ETo).
Crecimiento del cultivo
El crecimiento de la planta est controlado por las caractersticas del cultivo, as como por el
manejo que se d al mismo. Para modelar dicho proceso, SWAT utiliza la teora de las
unidades de calor o unidades trmicas como indicador del grado de desarrollo que tiene el
cultivo.
Dicha teora considera la temperatura como uno de los factores mas importantes para el
crecimiento de las plantas. Es as, que cada planta tiene su propio rango de temperatura
(mnima, mxima y ptima) y el inicio y mantenimiento de su desarrollo depender de la
variacin de la temperatura del ambiente.
De esta manera, la teora se basa en que cada planta tiene un requerimiento total de calor que
puede ser calculado y asociarse con el momento de maduracin del cultivo19. Por ello, se
utiliza las unidades de calor acumuladas como una forma de medir el crecimiento progresivo
del cultivo, en vez de usar los das transcurridos como unidad de referencia. Por ejemplo,
19 Para el clculo de la unidades de calor revisar el documento terico del Soil and Water Assessment Tool, 2005.
variables como el ndice de rea foliar (IAF) o la altura de planta estarn en funcin a las
unidades de calor acumuladas.
Crecimiento ptimo o potencial
El clculo del crecimiento potencial permite calcular la variable de productividad mxima
(Ym) de la funcin de produccin.
La simulacin del crecimiento ptimo considera un cultivo bajo condiciones adecuadas de
agua, nutrientes, clima y manejo. El crecimiento de la planta es modelado simulando el
desarrollo del rea foliar, la luz interceptada y la conversin de luz interceptada en biomasa.
Para calcular la cantidad de radiacin diaria interceptada por el rea foliar de la planta, el
modelo emplea la regla de Beer (Monsi y Sacki, 1953):
Donde:
cantidad de biomasa seca producida por unidad de radiacin interceptada. Este factor es
particular de cada especie de planta.
De esta manera, la mxima produccin de biomasa se estima con la frmula de Monteith,
1977, la cual asume que la tasa fotosinttica de la planta tiene una relacin linear con la
cantidad de radiacin solar incidente. Asimismo, la biomasa acumulada en un periodo de
tiempo dado se obtiene a travs de la sumatoria de los das evaluados:
Donde:
bio:Mximaproduccindebiomasaenunda (kg ha-1) RUE: Factor de eficiencia de la radiacin incidente
H$: Radiacinfotosintticamenteactivainterceptada(Mjmc/) bio:Produccindebiomasatotalmxima (kg ha-1)
Finalmente, para calcular la productividad o rendimiento mximo del cultivo (Ym), se debe
multiplicar la mxima biomasa obtenida a nivel del suelo por el ndice de cosecha. El ndice
de cosecha hace referencia a la fraccin de biomasa seca con valor econmico que es
removida del suelo. Para ello, se deben aplicar las siguientes frmulas:
= I9.
bio: Biomasasobreelsuelo(kghac') fr: Fraccindelabiomasatotalcontenidaenlasraices bio:Produccindebiomasatotalmxima (kg ha-1) yld: Productvidadmximadelcultivo(kghac') HI: Indice de cosecha
Crecimiento actual
El modelo SWAT tambin puede modelar la productividad de un cultivo que no se encuentra
bajo condiciones ptimas de manejo y disponibilidad de agua y nutrientes. Lo que hace dicho
modelo, es atribuirle al crecimiento ptimo tres tipos de limitaciones: temperatura, nutrientes y
agua.
Para incluir la variable del estrs hdrico, el modelo lo simula comparando la transpiracin
actual de la potencial. Un valor de 0.0 refiere a condiciones ptimas de agua y a medida que se
acerca a 1.0 las condiciones de agua en el suelo varan del nivel ptimo. El estrs hdrico se
calcula con la siguiente frmula:
Donde:
wstrs: Estrs hdrico
Et,act: Transpiracin actual (mm H2O)
Et,: Transpiracin mxima (mm H2O)
Wactualup: Agua total utilizada por la planta (mm H2O)
En el caso del estrs por temperatura, se utiliza las siguientes ecuaciones:
P = 1 9W,BMW9W = 1 jBMWQBTQR
9W
Donde:
tstrs: Estrs de temperatura expresado como fraccin.
Tav: Temperatura media del aire (oC).
Tbase: Temperatura base o mnima de crecimiento (oC).
Topt: Temperatura ptima de crecimiento (oC).
El clculo del estrs por nutrientes (nitrgeno y fsforo) se obtiene al comprar los niveles
actuales y ptimos de la planta. Para ello, cada estrs se calculo empleando las siguientes
ecuaciones:
= 1>BC >B_
= 1 exp(0.1054.(>GRW >BC)/
(>BC >B_)/ )>B_ BC >GRW
= 1 exp( 0.1054.(>GRW >BC)/
(2.>GRW >BC >B_)/)>GRW BC 2. >GRW >B_
= 1>BC > 2. >GRW >B_
= 1 4cR4cR + exp(3.535 0.02597. 4cR)
4cR = 200. ( KcKc,GRW 0.5)
Donde:
nnstrs- pstrs: Estrs de nitrgeno o fsforo en fraccin
n-p: Factor del estrs de nitrgeno o fsforo
bioN-P: Nivel de nitrgeno o fsforo actual almacenado en la planta (kg N/ha)
bioN-P,opt: Nivel de nitrgeno o fsforo ptimo almacenado en la planta (kg N/ha)
Una vez calculado la fraccin de estrs hdrico, estrs por temperatura y estrs por nitrgeno
y fsforo, se deber calcular el factor de crecimiento de la planta bajo el efecto del estrs para
un da dado. Despus este factor ser aplicado a la biomasa mxima total calculada, como se
muestra a continuacin:
Donde:
yreg : Factor de crecimiento de la planta
wstrs, tstrs, nstrs y pstrs: Fraccin del estrs de agua, temperatura, nitrgeno y fsforo.
bio:Produccindebiomasaactual(kghac') bio:Mximaproduccindebiomasaenunda(kghac')
^ = 1 max(P, , , )
BMW =.^
III. METODOLOGIA
3.1 AREA DE ESTUDIO
El mbito de estudio de la presente tesis est enfocado en el Valle de Caete, el cual se
encuentra ubicado en la zona baja de la Cuenca de Ro Caete.
Dentro del Valle de Caete, especficamente, el rea de evaluacin est conformada por las 7
Comisiones de Regantes: Nuevo Imperial, Viejo Imperial, San Miguel, Maria Angola,
Huanca, Pachacamilla y Palo Herbay. Dichas Comisiones de Regantes, que se encuentran bajo
la administracin de la Junta de Usuarios el Sub-Distrito de Riego de Caete, abarcan los
siguientes distritos polticos: San Vicente, Imperial, Nuevo Imperial, Quilman, Cerro Azul y
San Luis.
3.2 DESCRIPCION DE LA METODOLOGIA
3.2.1 RECOPILACIN DE INFORMACIN
Se identific los principales actores relacionados con la gestin y uso del agua de riego, as
como aquellas entidades que trabajan de cerca con los agricultores en el Valle de Caete.
Entre ellas, se consider a la Agencia Agraria de Caete, la Junta de Usuarios del Sub-Distrito
de Riego de Caete, las Comisiones de Regantes, el Instituto Rural Valle Grande y los
agricultores.
Se llev a cabo breves entrevistas a los actores identificados, logrndose un mejor
entendimiento de la importancia que le atribuye la poblacin al recurso hdrico, su percepcin
sobre la abundancia o escasez del recurso, como se maneja su distribucin, cuales son los
principales cultivos de la zona, de qu manera el agua influye en la intencin de siembra, etc.
Con ello, se reforz las bases tericas sobre el problema en estudio, adems de la recopilacin
de informacin tanto oral como escrita. Otras fuentes como el Servicio Nacional de
Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI) y el Ministerio de Agricultura (MINAG) fueron
consultadas para levantar la informacin base de clima y suelos.
3.2.2 SELECCIN DEL CULTIVO
La funcin de produccin, herramienta que se emplear para la presente valoracin, es
especfica para cada cultivo y zona en estudio, motivo por el cual fue necesario seleccionar el
cultivo de mayor representatividad del Valle de Caete. Para ello, se consideraron cinco
variables: continuidad de produccin, extensin de rea sembrada, nivel de produccin,
ingresos por ventas totales e ingresos por hectrea. Se evalu la informacin histrica otorgada
por la Agencia Agraria de Caete del ao 2002 al 2010.
Se escogi al maz amarillo duro, dado a su continuidad de cultivo, por ser un cultivo
predominante en extensin y nivel de produccin y constituir un ingreso por ventas importante
para el Valle de Caete, an cuando el ingreso por hectrea sembrada es bajo en comparacin
a otros cultivos no tradicionales.
Es as, que los pequeos y parte de los medianos agricultores, quienes suman mas del 90%21
de los usuarios de agua del Valle, tienen cultivos de maz amarillo duro durante todo el ao.
3.2.3 SELECCIN DE LA METODOLOGIA
La metodologa seleccionada para el clculo del valor econmico del agua para consumo
agrcola para el maz amarillo duro fue la del Cambio de los Ingresos Netos del Productor, la
cual constituye una variante del mtodo del Cambio de Productividad. Se opt por dicha
metodologa, dado su amplio empleo en estudios de valoracin econmica del agua como uso
directo en el sector agrcola. Asimismo, al calcular el valor del agua a partir de los ingresos
netos del agricultor, se obtiene un valor ms real del beneficio otorgado, lo cual es
21 Cabe resaltar que si bien los pequeos agricultores y parte de los medianos agricultores siembran maz, existe lo que se ha denominado como gran agricultor (>20 ha), quienes representando el 2% de los usuarios y ocupan cerca del 20% del territorio de cultivo.
indispensable teniendo en cuenta que la presente valoracin ser parte de un esquema de
Compensacin de Servicios Ambientales Hidrolgicos en la cuenca de Caete.
La frmula del Cambio de los Ingresos Netos del Productor es la siguiente:
Donde:
P: Precio de venta del maz amarillo duro (S/.)
Qriego: Productividad del maz amarillo duro con riego (kg/ha)
Qsin riego: Productividad del maz amarillo duro sin riego (kg/ha)
Criego: Costos de produccin del maz amarillo duro con riego (S/./ha)
Criego: Costos de produccin del maz amarillo duro sin riego (S/./ha)
Vagua.riego: Volumen de agua desviada para le irrigacin (m3)
VA: Valor econmico del agua para uso agrcola del maz amarillo duro (S/./m3)
En esta metodologa se comparan dos escenarios: con riego y sin riego (cultivo de secano),
siendo el valor del agua igual a la variacin de los beneficios entre el agua desviada para riego.
En el presente estudio no se ha limitado por completo el agua de riego durante todo el ciclo del
cultivo (cultivo de secano); en cambio, se han creado diferentes escenarios con limitacin de
agua.
= . ^5G . %$ ^5GBQB.^5G
= hk. ^5Gl hd^5Gl hk. _54^5Gl hd_54^5Gl
BQB.^5G
De esta manera, los costos para el escenario con riego y los escenarios proyectados sern
iguales. Los costos referentes a los insumos, alquiler de maquinaria y mano de obra sern
incurridos por el agricultor independientemente de la cantidad de agua asignada.22 Con
respecto al costo por la tarifa del agua, ste debera ser distinto al haberse disminuido el
volumen otorgado. Sin embargo, en conformidad con la prctica actual del Valle de Caete,
no habr diferencia en la tarifa del agua ya que sta se paga de forma anual como un costo
fijo23.
Al ser los costos iguales, la ecuacin se simplifica a la siguiente expresin:24
3.2.3.1 Alcance de la metodologa
Como ya ha sido expuesto, se han creado diferentes escenarios con limitacin de agua
(T5?5WBM54{^5G). Esto se debe a que el ro de Caete, aunque con un flujo de agua estacional, brinda agua suficiente al sector agrcola durante todo el ao. Asimismo, en la parte
alta y media de la cuenca se encuentra asentada una hidroelctrica, la cual regula y asegura el
flujo de agua en el Valle de Caete.
En tal sentido, con el objetivo de simular el valor econmico del agua bajo las circunstancias
reales y en un escenario futuro factible, se opt por seleccionar los meses de mayor
22 Habindose creado escenarios futuros con limitacin de agua, dichos costos podran sufrir variaciones. Sin embargo, al no conocerse cmo se desarrollar el avance tecnolgico ni tenerse la certeza de cundo podran darse estos escenarios, se han mantenido los costos constantes. 23 La limitacin del agua slo se ha llevado a cabo en tres meses del ao (agosto, setiembre y octubre), por lo cual lo ms seguro es que tarifa anual no vare. En caso contrario, la variacin de los costos sera mnima y poco relevante en la modificacin del valor econmico del agua. 24 Cuando co-existan en la misma zona de estudio dos grupos de agricultores que aplican tecnologas agrcolas distintas, s ser necesario incluir tanto los costos fijos como los costos variables dentro de cada ecuacin para poder comparar sus respectivos valores econmicos.
=k. (^5G T5?5WBM54{^5G)BQB.^5G
vulnerabilidad a una disminucin del recurso hdrico. En concordancia con lo expuesto en la
Seccin 2.3, los meses ms vulnerables son agosto, setiembre y octubre.
Por ello, se consider que el volumen de agua disponible para los agricultores slo se ver
afectado durante esos meses y slo aquellas cosechas del maz que los incluyan dentro de su
periodo vegetativo se perjudicarn.
De acuerdo a la duracin del ciclo del maz25, los periodos involucrados que se han analizado
son los que corresponden a las cosechas de enero, diciembre, noviembre, octubre, setiembre,
agosto y febrero, los cuales han sido identificados como CORA, CORB, CORC, CORD,
CORE, CORF, CORL respectivamente26. En la Tabla 3.2-2 se presenta el calendario de
siembra y cosecha considerado para el estudio, mientras que en la Tabla a continuacin
resume los periodos evaluados y su codificacin.
Tabla 3.2-1: Periodos del maz amarillo duro afectados
Cdigo Fecha de cosecha
CORA Enero
CORB Diciembre
CORC Noviembre
CORD Octubre
CORE Setiembre
CORF Agosto
CORL Febrero
Fuente: Elaboracin propia
En la Tabla 3.2-2 se muestra, adems, la duracin de cada una de las fases del ciclo vegetativo
del maz (germinacin, crecimiento exponencial, floracin-fecundacin, llenado de grano y
25 La duracin del ciclo del maz fue calculada a partir de la teora de las unidades de calor o unidades trmicas, considerndose que el maz a amarillo duro necesita de 1800 unidades de calor para su crecimiento. 26 Las cosechas correspondientes a los meses de marzo, abril, mayo, junio y julio no han sido evaluadas, debido a que su periodo vegetativo (siembra-cosecha) no se ver afectado por los meses crticos seleccionados.
cosecha) las cuales fueron calculadas segn lo sugerido por el CIMMYT (International Maize
and Wheat Improvement Center), la experiencia local y la literatura nacional consultada sobre
el maz.
Tabla 3.2 1: Calendario de siembra y cosecha del maz amarillo duro
Periodo Ao Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
CORA (Ene)
2004
2005
2006
2007
2008
CORB (Dic)
2004
2005
2006
2007
2008
CORC (Nov)
2004
2005
2006
2007
2008
CORD (Oct)
2004
2005
2006
2007
2008
CORE (Set)
2004
2005
2006
2007
2008
CORF (Ago)
2004
2005
2006
2007
2008
CORL (Feb)
2004
2005
2006
2007
2008
Escenarios de escasez de agua
Al no contar con informacin experimental de campo, se crearon diferentes escenarios, de tal
manera que fuera posible simular27 cmo la productividad del maz vara en la medida que se
disminuye el volumen de agua asignado. En ese sentido, la variable Qsin riego ha sido
reemplazada por las productividades resultantes de los diferentes escenarios creados.
En total se trabaj con 13 escenarios (incluyendo al Esc.0 que corresponde al actual), siendo el
ltimo escenario el ms desfavorable con respecto al volumen de agua otorgado a los meses
crticos (agosto, setiembre y octubre). La disminucin se llev a cabo tomando como
referencia el volumen actual de agua de riego utilizado en el Valle de Caete. Cabe resaltar,
que la numeracin de cada escenario significa el volumen de agua en mm disminuido por
semana. En la Tabla 3.2-3 se presenta un ejemplo con el periodo CORA para el ao 2004.
Volumen de irrigacin:
El volumen de irrigacin inicial o actual constituye una variable importante en el presente
estudio, dado que es el punto de partida para la creacin de los escenarios. Sin embargo, al ser
escasa la infraestructura de medicin en el Valle, dicha informacin no pudo obtenerse de
forma directa.
La informacin disponible de caudales de irrigacin se encuentra a nivel de Comisiones de
Regantes para los aos 2005-2008, mientras que para el periodo 2003-2004 solo se cont con
informacin del caudal del ro Caete previa reparticin al sector agrcola. De este modo, el
caudal de riego a nivel de parcela se obtuvo de la siguiente manera:
27 La simulacin se llev a cabo a travs del modelo SWAT, como se expondr en las siguientes secciones.
Periodo 2003-2004: el caudal a nivel de parcela se calcul en base al mdulo de
riego anual estimado como 14800 m3/ha/ao28. El caudal correspondiente diario se
multiplic por una eficiencia de riego total del 64%29.
Periodo 2005-2008: el caudal a nivel de parcela se calcul dividiendo el caudal total
diario destinado al sector agrcola entre el rea bajo riego total del Valle30,
aplicndose una eficiencia de riego total del 64%.
28 ATDR Mala-Omas-Caete. Estado Situacional Licencias y Permisos en el Valle de Caete.2008. 29 Se consider, en base a la limitada informacin disponible, una eficiencia moderada del 80% para la conduccin y 80% para la aplicacin. 30 Plan de Cultivo y Riego 2009-2010.
Tabla 3.2 3: Variacin de riego segn cada escenario
2003-2004 Fecha Actual Esc. 0
Esc. 131
Esc. 2 Esc. 3 Esc. 4 Esc. 5 Esc. 6 Esc. 7 Esc. 9 Esc. 12 Esc. 15 Esc. 18 Esc. 21
SIEMBRA 7-Jul - - - - - - - - - - - - -
RIEGO 14-Jul 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 21-Jul 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 28-Jul 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 4-Aug 22.62 21.62 20.62 19.62 18.62 17.62 16.62 15.62 13.62 10.62 7.62 4.62 1.62
RIEGO 11-Aug 23.03 22.03 21.03 20.03 19.03 18.03 17.03 16.03 14.03 11.03 8.03 5.03 2.03
RIEGO 18-Aug 21.92 20.92 19.92 18.92 17.92 16.92 15.92 14.92 12.92 9.92 6.92 3.92 0.92
RIEGO 25-Aug 19.93 18.93 17.93 16.93 15.93 14.93 13.93 12.93 10.93 7.93 4.93 1.93 -
RIEGO 1-Sep 18.67 17.67 16.67 15.67 14.67 13.67 12.67 11.67 9.67 6.67 3.67 0.67 -
RIEGO 8-Sep 18.17 17.17 16.17 15.17 14.17 13.17 12.17 11.17 9.17 6.17 3.17 0.17 -
RIEGO 15-Sep 18.17 17.17 16.17 15.17 14.17 13.17 12.17 11.17 9.17 6.17 3.17 0.17 -
RIEGO 22-Sep 21.68 20.68 19.68 18.68 17.68 16.68 15.68 14.68 12.68 9.68 6.68 3.68 0.68
RIEGO 29-Sep 21.00 20.00 19.00 18.00 17.00 16.00 15.00 14.00 12.00 9.00 6.00 3.00 -
RIEGO 6-Oct 21.87 20.87 19.87 18.87 17.87 16.87 15.87 14.87 12.87 9.87 6.87 3.87 0.87
RIEGO 13-Oct 22.40 21.40 20.40 19.40 18.40 17.40 16.40 15.40 13.40 10.40 7.40 4.40 1.40
RIEGO 20-Oct 22.40 21.40 20.40 19.40 18.40 17.40 16.40 15.40 13.40 10.40 7.40 4.40 1.40
RIEGO 27-Oct 22.40 21.40 20.40 19.40 18.40 17.40 16.40 15.40 13.40 10.40 7.40 4.40 1.40
RIEGO 3-Nov 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 10-Nov 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 17-Nov 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 24-Nov 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 1-Dec 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 8-Dec 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 15-Dec 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 22-Dec 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 29-Dec 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 5-Jan 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 12-Jan 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
RIEGO 26-Jan 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40 22.40
31 El nmero que acompaa a cada escenario representa la cantidad de agua disminuida en mm por semana durante los tres meses crticos. Por ejemplo el Esc 1 significa que se disminuy 1 mm por semana, mientras que el Esc 21 indica una disminucin de 21 mm por semana.
3.3 APLICACIN DE LA METODOLOGIA
Para el empleo de la metodologa seleccionada, ha sido necesaria la construccin de la funcin
de produccin del agua del cultivo (crop water production function - cwpf), a partir de la cual
se han calculado las diferentes productividades segn cada escenario de limitacin de agua.
Dicha funcin de produccin permite relacionar el efecto que tiene la cantidad de agua
utilizada por la planta sobre el nivel
