Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

Coordinación de Riego y Drenaje

Dr. Nahún Hamed García Villanueva

Jiutepec, Morelos, México, a 24 de Noviembre de 2015

Retos del sector hidroagrícola en México Agua y desarrollo sustentable

Un panorama al 2050

CONTENIDOI. El derecho humano al agua y la

alimentación en el marco de la Ley general de aguas

• Antecedentes• La iniciativa de la Ley general del aguas• Necesidades básicas

II. Retos del sector hidroagrícola. Panorama al 2050

• Retos internacionales del sector hidroagrícola• Retos del sector hidroagrícola en México• Campos de actuación

I. El derecho humano al agua yla alimentación en el marcode la Ley general de aguas

Reflexiones

ANTECEDENTES

Comité de los Derechos Económicos, Sociales y Culturales de las Naciones Unidas

Observación General No. 12 (1999)

Observación General No. 15 (2002)

El derecho a la alimentación comprende la disponibilidad de alimentos en cantidad y calidad suficientes para satisfacer las necesidades alimentarias de los individuos, sin sustancias nocivas, y aceptables para la cultura de que se trata.

El derecho humano al agua es el derecho de todos a disponer de agua suficiente, salubre, aceptable, accesible y asequible para el uso personal y doméstico.

Comité de los Derechos Económicos, Sociales y Culturales de las Naciones Unidas

El derecho a la alimentación está indisolublemente ligado

al acceso al aguaPolíticas de estado

El agua es, en sí misma, un alimento esencial para los seres humanos y la condición de aprovechamiento del resto de los alimentos.

En ausencia de un acceso adecuado al agua por parte de las comunidades, éstas no podrán alcanzar la soberanía alimentaria que es la base esencial del derecho a la alimentación.

Profesionales, gobiernos y agencias analizan, toman decisiones y trabajan sobre estos derechos, pero en la mayoría de los casos lo hacen de manera separada.

No siempre resulta apropiado separar el derecho humano al agua del de la alimentación; como en los medios pobres y marginados de las zonas rurales y periurbanas, en donde el acceso al agua y la seguridad alimentaria están estrechamente ligados y requieren acciones que los integren.

La Constitución

Artículo 4. (Párrafos segundo, quinto, sexto y noveno)

Artículo 27.-última modificación 13/10/2011-

Toda persona tiene derecho a la alimentación nutritiva, suficiente y de calidad. ..

Toda persona tiene derecho a un medio ambiente sano para su desarrollo y bienestar.

Toda persona tiene derecho al acceso, disposición y saneamiento de agua para consumo personal y doméstico en forma suficiente, salubre, aceptable y asequible..

….Los niños y las niñas tienen derecho a la satisfacción de sus necesidades de alimentación, salud, ..

Transitorios –DOF 08/02/2012-

Tercero.- El Congreso de la Unión, contará con un plazo de 360 días para emitir una Ley General de Aguas.

….

XX. El Estado promoverá las condiciones para el desarrollo rural integral, ..con el propósito de … garantizar a la población campesina el bienestar y su participación …, y fomentará la actividad agropecuaria … para el óptimo uso de la tierra, con obras de infraestructura, insumos, ..servicios de capacitación y asistencia técnica…

El desarrollo rural integral y sustentable .. tendrá entre sus fines … el abasto suficiente y oportuno de los alimentos básicos que la ley establezca.

Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018

ii. México Incluyente iv. México Próspero

.. hacer efectivo… los derechos sociales de todos los mexicanos, a través del acceso a .., agua potable, drenaje, saneamiento, .., educación, alimentación y ...

Estrategia 2.1.1. Asegurar una alimentación y nutrición adecuada de los mexicanos, en particular para aquellos en extrema pobreza o con carencia alimentaria severa.

Combatir la carencia alimentaria a través de políticas públicas coordinadas y concurrentes, priorizando la atención de las familias en extrema pobreza.Facilitar el acceso a productos alimenticios básicos … a un precio adecuado.Adecuar el marco jurídico para fortalecer la seguridad alimentaria y el derecho a la alimentación.

Estrategia 4.4.2. Implementar un manejo sustentable del agua, haciendo posible que todos los mexicanos tengan acceso a ese recurso.

Asegurar agua suficiente y de calidad adecuada para garantizar el consumo humano y la seguridad alimentaria.Ordenar el uso y aprovechamiento del agua en cuencas y acuíferos afectados por déficit y sobreexplotación, propiciando la sustentabilidad sin limitar el desarrollo.Incrementar la cobertura y mejorar la calidad de los servicios de agua potable, alcantarillado y saneamiento.Sanear las aguas residuales ….Rehabilitar y ampliar la infraestructura hidroagrícola.

LA INICIATIVA DE LEY GENERAL DE AGUAS

Al día de hoy la nueva propuesta de la Ley General de Aguas esta en desarrollo

La comunidad académica

debe opinar para que se

legisle de manera

conjunta sobre el derecho humano al agua y la

alimentación

NECESIDADES BÁSICAS

Derecho humano al agua

Necesidades básicas diarias por persona*,**Concepto Condición Sugerencia Organización

Mundial de la Salud

Consumo directo (recuperar pérdida de fluidos del cuerpo)

3 litros/día para personas en condiciones normales y dentro de un clima templado

7.5 litros/día

50 litros/día

a

100 litros/día

La cantidad asignada para

consumo y preparación de

alimentos debe ser potable

(10 litros/día)

4.5 litros/día para personas que realizan labores corporales en altas temperaturas

7.5 litros/día mujeres embarazadas y en lactancia

Aseo personal (baño)

70 litros/día por persona en países desarrollados

20 litros/día

15-25 litros/día promedio por persona en general

5 litros/día baño de persona en estado de pobreza

Saneamiento(aseo hogar y evacuar deshechos humanos)

20 litros/día para evitar enfermedades por la falta de servicios y aseo del hogar

20 litros/día

15 litros/día mínimo para aseso y evacuación fuera de domicilio

Preparación de alimentos

10 litros/día media requerida 5 litros/día

2 litros/día mínimo indispensable

Necesidades para la producción de alimentos con fines de autoconsumo

Concepto Condición Sugerencia General

Producción agrícola

50,000 a 60,000 litros/ciclo agrícola para producir hortalizas y granos básicos en 100 m2

50,000 litros/ciclo/agrícola por familia

70 litros/hab/día

(Considerando un ciclo de seis meses -180 días-y cuatro miembros por

familia)

Con la precaución y selección apropiada de cultivos se puede usar agua residual tratada

Producción de carne y huevo (incluye aseo mínimo de instalaciones)

5 a 10 litros/día 2.5 litros/hab/día 2.5 litros/hab/día(Agua de primer uso)

TOTAL (mínimo recomendado)

72.5 litros/hab/día

Necesidades básicas para cubrir de manera conjunta el derecho humano al agua y la

alimentaciónConcepto Sugerencia Recomendación general

Agua para consumo humano

Medio rural: 100 litros/hab/día 100 litros/hab/día de agua de primer uso

(De acuerdo con la OMS debe incluir

10 litros/hab/día de agua potable)

Medio urbano: 75 litros/hab/día

Agua para la producción de alimentos

Medio rural: 70 litros/hab/día

Medio urbano: 25 litros/hab/día

Volumen integrado (consumo

humano +

producción de alimentos)

Medio rural: 170 litros/hab/día de agua de primer uso

Medio rural: 100 litros/hab/día de agua de primer uso y 70 litros/hab/día de agua residual tratada localmente (residual del agua de primer uso)

Medio urbano: 100 litros/hab/día de agua de primer uso

Medio urbano: 100 litros/hab/día de agua de primer uso en medio urbano

Nota. Las zonas en condiciones de pobreza y marginación, al ser más vulnerables a

las enfermedades y al hambre, deben tener prioridad en esta cobertura.

Derecho humano al agua

Requisitos del agua

Recomendación general (basada en información de ONU, FAO y propia)

Suficiente 100 litros/hab/día de agua de primer uso (incluye 10 litros de agua potable)En el medio rural marginado se agrega tratamiento y reuso(en sitio) de 70 litros/hab/día en apoyo a la alimentación

Salubre Libre de micro-organismos, sustancias químicas y amanezas radiológicas (OMS)

Aceptable Color, olor y sabor aceptable

Accesible A menos de 1,000 m del hogar y con un tiempo de recogida menor de 30 minutos

Asequible Costo del servicio de agua y saneamiento menor al 5% del ingreso*

*Dos de cada tres personas sin acceso a agua limpia viven con menos de 2

dólares/día y una de cada tres con 1 dólar/día (disponibilidad 1 y 2 pesos diarios).

Problemática para el abastecimiento de agua en el medio rural

• Por la dispersión y la capacidad económica, el tipo de redes e infraestructura de los proyectos tradicionales de abastecimiento de agua no se adaptan adecuadamente a las condiciones locales y tienen problemas de sostenibilidad.

• Estos proyectos, normalmente no toman en cuenta las necesidades y condiciones reales de los hogares, especialmente las de los más pobres de las zonas rurales o periurbanas.

• Se requieren proyectos de abastecimiento que incluyan los diversos usos del agua, o sea, las múltiples necesidades de los usuarios.

• El abastecimiento en zonas marginadas, además de las necesidades domésticas, debe cubrir la demanda básica para la producción de alimentos para autoconsumo.

• Bajo este contexto los sistemas de saneamiento y tratamiento se deben diseñar para evacuar, tratar y reusar las aguas residuales derivadas de los diversos usos asociados al abastecimiento que se les brinda a las familias.

Casa rural autosuficiente

Retos del sector hidroagrícola. Panorama al 2050

Reflexiones

RETOS INTERNACIONALES DEL SECTOR HIDROAGRÍCOLA

Perspectiva internacional de FAO al 2050

En la actualidad, unos 7,320 millones de personas poblamos el planeta tierra y se espera que se alcance la cifra de 9,550 millones para el año 2050.

Hoy se produce el doble de lo que necesitamos; sin embargo, para el año 2050 será necesario incrementar en un 70% la producción agrícola, y solo será posible si gestionamos los recursos, en particular la tierra y el agua, de forma sostenible.

Al incremento de 2,250 millones de

habitantes se suma el cambio en la dieta

Retos del agua-alimentación al 2050

• Para alimentar a la población será necesario garantizar la disponibilidad de agua, en cantidad y calidad

• En la actualidad la agricultura utiliza el 70% del agua de las fuentes, la industria 20% y los usos domésticos el 10%. Se prevén aumentos en las demandas doméstica e industrial, obligando a una agricultura de riego más eficiente.

• Habrá que producir más alimentos utilizando menos agua, reducir el despilfarro de alimentos (0.5 kg/hab/día en la Unión Europea -135 millones de toneladas al año-) y las pérdidas de agua en países no desarrollados (60 a 70%).

• En adición, el cambio climático supone ya riesgos adicionales y mayor imprevisibilidad en todo el planeta.

Otro factor que no se debe dejar

de lado es el precio de los

productos cuya tendencia es

fluctuante, pero afortunadamente

creciente a largo plazo.

RETOS DEL SECTOR HIDROAGRÍCOLA EN MÉXICO

El sector hidroagrícola, además de su importancia social, por ser la base de la garantía y el derecho humano a la alimentación, es un motor para el desarrollo de otros sectores productivos y consecuentemente uno de los pilares de la economía nacional.

Objetivo del sector

Producción hidroagrícola

Alimentos

Social

Seguridad alimentaria (derecho humano)

Alimentación básica

Empresarial

Piensos

Fibras

Plantas de ornato

Biocombustibles

Otros

$400,000 millones /año

(3% PIB actual)

SaludEducaciónTurismoIndustria

3 % del PIB

Mercado y transformación

¿15 % del PIB?

Reto del sectorEl continuo aumento de la población y de su

calidad de vida, generan una creciente

demanda de la producción hidroagrícola.

Se traduce en una presión

social orientada al

incremento de la

producción nacional.

¿De qué dimensión es el reto?

¿Contamos con recursos, conocimientos y

experiencia para tal fin?

Población demandante

110,000,000

115,000,000

120,000,000

125,000,000

130,000,000

135,000,000

140,000,000

145,000,000

150,000,000

155,000,000

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Nú

me

ro d

e h

abit

ante

s

Año

Entre 2015 y 2050 la población aumentará en 30 millones

(120 a 150 millones)

¿Y quieres que todos coman, sean

saludables y vistan bien?

Agua requerida para producir

Producto Litros1 tomate (70 g) 131 papa (100 g) 251 taza de té 351 copa de vino 1201 vaso de cerveza 751 vaso de jugo de manzana (200 ml) 1901 vaso de jugo de naranja (200 ml) 1701 taza de café (125 ml) 1401 vaso de leche (200 ml) 2001 rebanada de pan de trigo (30 g) 401 naranja 501 manzana (100 g) 701 huevo (40 g) 1501 bolsa de papas fritas (200 g) 1851 hamburguesa (150 g) 2,4001 rebanada de pan (30 g) con queso (10 g) 901 Pasta seca hecha en Italia (150 g) 2501 Pizza con tomate hecha en Italia (150 g) 751 hoja de papel DINA4 10

Producto Litros

1 kg de carne de res 15,000

1 kg de carne de oveja 6,100

1 kg de queso 5,000

1 kg de carne de cerdo 4,800

1 kg de carne de cabra 4,000

1 kg carne de pollo 3,900

1 kg de arroz 3,400

1 kg de soja 1,800

1 kg de azúcar de caña 1,500

1 kg de trigo 1,300

1 kg de maíz 900

1 kg de papas 900

¿Cuánta agua demanda una

persona al día y qué superficie requiero para

producir?

Demanda y presión hídrica

Requerimiento con respecto al recurso hídrico

renovable

(450 Km3/año)

Requerimiento para satisfacer la demanda de la

población

Demanda para generar los productos

hidroagrícolas que requiere una

persona

4.5 m3/hab/día

2015

200 Km3/año

44%

2050

250 Km3/año

55%

Superficie requerida

Superficie agrícola media

sugerida

(tendencia mundial)

0.25 ha/hab

37.5 Mhapara 150 millones

de habitantes

Distribución de la superficie hidroagrícola física

Riego con agua residual municipal sin tratar

Riego con agua residual municipal tratada

Riego con agua superficial y subterránea

(mixta)

Riego con agua subterránea

Riego con agua superficial

Agricultura de temporal

Frontera agrícola actual (12.5 % del territorio

nacional) 25 Mha (100%)

18.0325 Mha

3.876 Mha

2.196 Mha

0.4379 Mha

0.07 Mha

0.3876 Mha

72.13 %

15.50%

8.74 %

1.75 %

0.28%

1.55%

Mha = Millones de hectáreas

Riego7 Mha28%

Primer uso

Primer uso

Primer uso

Tratada

Residual

La residual

es un reto

Superficie hidroagrícola en México

Relación con respecto a la población al 2015

Superficie agrícola “no aprovechada,

deteriorada, ociosa o no explotada

efectivamente”

Superficies cultivada y cosechada

Frontera agrícola actual25 Mha

(0.20 ha/hab)

Cultivada 22 Mha

3 Mha

0.18 ha/hab

Cosechada20 Mha

5 Mha

0.17 ha/hab

Mha = Millones de hectáreas

¿Cómo reducir la superficie que no se

aprovecha?

Escenarios para 150 millones de habitantes en 2050

Capacidad agrícola efectivamente productiva

(20 Mha/120 Mhab)

Capacidad agrícola actual por habitante

(25 Mha/120Mhab)

Capacidad agrícola media sugerida por habitante

(tendencia mundial)

0.25 ha/hab

(100%)

0.2 ha/hab

(80%)

0.17 ha/hab

(68%)

37.5 Mha en 2050

30 Mha en 2050

25.5 Mha en 2050

Escenario

Escenario

Escenario

7.5 Mha

12 Mha

El déficit físico y el productivo (0.08 ha/hab -32%-), explican –en cierta manera- la

importación del 35% de los productos hidroagrícolas, entre ellos 10 Mtn/maíz/año.

Déficit al 2050

Supera el límite potencial de 34.7 Mha

Reto del sector

Incremento de la productividad por unidad de

recurso disponible

Incremento de la frontera hidroagrícola

Suelo (kg/m2)

Agua (kg/m3)

Ganancia ($N/kg)

Alimento (KgP/KgDN)

Acción 1 Incremento anual

Superficie bajo riego en 2050

Superficie de temporal en 2050

Superficie total cultivada en 2050

Superficie cultivada por habitante (30/150)en 2050

Superficie cultivada

0.6% (6.5+1.5)8 Mha

(18+4)22 Mha

30 Mha 0.2 ha/hab

Acción 2 Incremento anual

Incremento acumulado de 2015 a 2050

Producción por unidad de superficie

0.85% 34.5%

Escenario posible

Además es necesario incrementar la eficiencia global

en el uso del agua de riego en un 10% y reducir la

sobreexplotación de las fuentes de abastecimiento, en

especial de los acuíferos.

¿Contamos con recursos,

conocimientos y experiencia para tal fin?

Además se debe recuperar y aprovechar la ociosa ya existente.

Área Superficie

Sistema Hidráulico Interconectado del Noroeste (SHINO) en losestados de Nayarit, Sinaloa y Sonora (Baluarte-Presidio-Acaponeta-San Pedro-Santiago)

500,000 ha

Campeche (Edzná-Bajo Usumacinta) 300,000 ha

Sur de Veracruz (Papaloapan) 300,000 ha

Norte de Veracruz (Tuxpan-Cazones-Tecolutla) 230,000 ha

Tamaulipas y San Luis Potosí (Pujal Coy-San Fernando) 100,000 ha

Chiapas (Costa de Chiapas-Soconusco) 50,000 ha

Michoacán (Cupatitzio-Tepalcatepec) 50,000 ha

Colima (El Naranjo-El Hervidero-Comotán) 40,000 ha

Oaxaca (Río Verde-Paso de la Reina) 30,000 ha

TOTAL 1,600,000 ha

Incremento potencial de superficie agrícola bajo riego

Incremento de la productividadLa producción mundial creció entre 2.5 y 3 veces en los últimos 50 años, más del 70%

de este incremento se debe a una mayor productividad. De acuerdo con la tendencia

internacional y la nacional, con la introducción de nueva tecnología, el incremento de

0.85 % por año, o sea, del 35% entre 2015 y 2050, es factible.

Superficie de tierra ahorrada en la India

gracias al aumento de la productividad Producción agrícola e insumos por unidad de producto en distritos de riego en México

(incremento promedio en la productividad del 1.5% anual entre 1990 y 2013)

Las zonas de riego concentran el mayor potencial para incrementar la productividad.

Uso eficiente del agua de riegoLa eficiencia global en el riego en México es del orden del 40%, mientras que en

Estados Unidos y España, entre otros países con tradición hidroagrícola, se acerca al

60%. Esta brecha se puede reducir mejorando las eficiencias de conducción en la red

mayor, distribución en la red menor y aplicación a nivel parcelario:

Conducción 82% 87%

Distribución 76% 82%

Aplicación 62% 70%

Global 40% 50%

Eficiencia Actual Futura Al subir la eficiencia se incrementa la

productividad hídrica, se libera agua y se puede

potenciar la frontera agrícola para riego u

optar por dobles cultivos

Se liberaría agua para regar eficientemente un millón de hectáreas

El RIGRAT esta

en esta dirección

OBJETIVOS ESPECÍFICOS AL 2050

1.5 Mh de riego

4 Mha de temporal

35 % productividad

10 % eficiencia global

Incrementos¿Para contribuir

desde la innovación, la

ciencia y la tecnología qué

hacemos y dónde actuamos?

Incrementar la producción por unidad de superficie un 34.5% y

respetar las concesiones, la legislación y las políticas hídricas

Suelo (kg/m2)

Agua (kg/m3)

Ganancia ($N/kg)

Alimento (KgP/KgDN)

Elementos de verificación y seguimiento en pro de la sustentabilidad

Indicadores estratégicos Lo que no se mide no se puede verificar y evaluar, por tal razón la apropiada selección y estimación

de indicadores es fundamental para alcanzar las metas al 2050.

Al respecto las aportaciones derivadas de la innovación, la

ciencia y la tecnología deben ser valoradas, respaldadas y

fortalecidas en función de su impacto y de los beneficios

tangibles que producen a través de estos indicadores.

Productividad del suelo

Productividad del agua

Un indicador mal estimado puede llevar a decisiones equivocadas

CAMPOS DE ACTUACIÓN

Campo de actuación

lluvia

escurrimientopresa

red principal

de canalesagua residual

cultivos de

temporal

• Áreas de captación y fuentes de abastecimiento

• Redes y sistemas de conducción, distribución y entrega

• Sistemas productivos y riego parcelario

• Sistemas de drenaje, subirrigación y control de la contaminación

Elementos

básicos de una

zona hidroagrícola

• Temporal tecnificado• Riego por gravedad• Riego presurizado• Riego colectivo• Riego protegido• Producción para

autoconsumo

• Drenaje agrícola• Subirrigación y drenaje

controlado• Control de la salinidad• Control de malezas

acuáticas

• Red principal de canales• Pozos y líneas de

conducción• Red secundaria de canales• Líneas de distribución y

entrega parcelaria • Redes colectivas

• Cuenca• Lluvia• Corrientes directas (ríos,

arroyos, etc.) • Manantiales y cenotes• Presas• Acuíferos• Agua residual tratada

Áreas de captación y fuentes de

abastecimiento

Redes y sistemas de conducción,

distribución y entrega

Sistemas productivos y

riego parcelario

Sistemas de drenaje,

subirrigación y control de la

contaminación

Matriz de actuaciónCAMPOS DE ACTUACIÓN RETOS

Zonas y sistemas Recursos Incremento de la productividad por

unidad de recurso disponible

Incremento de la frontera hidroagrícola

(+ superficie + agua)

Áreas de captación y fuentes de abastecimiento

Lluvia Captación, infiltración,… Captación, infiltración, …

Ríos, arroyos, lagos, cenotes, .. Explotación sustentable, …. Explotación sustentable, …

Acuíferos Recuperación, explotación sustentable, … Explotación sustenatble, …

Presas Conservación, rehabilitación, operación, .. Diseño, construcción, aprovechamiento, operación, ….

Agua residual tratada Reuso, …. Reuso,…

Redes y sistemas de conducción, distribución y entrega

Red principal de canales Conservación, rehabilitación, modernización, operación, impermeabilización, generación de energía, ….

Diseño, construcción, equipamiento, operación, generación de energía, …

Red secundaria

Red interparcelaria Conservación, rehabilitación, modernización, …

Diseño, construcción, operación, …

Red de drenaje Conservación, rehabilitación, … Diseño, construcción, …

Sistemas productivos y riego parcelario

Riego por gravedad Diseño óptimo, multicompuertas, intermitente, …

Diseño óptimo, multicompuertas, intermitente, ….

Riego presurizado Uso eficiente del agua y la energía, trasferencia y apropiación, …….

Uso eficiente del agua y la energía, trasferencia y apropiación, …….

Riego colectivo Uso eficiente del suelo, agua, recursos, insumos, mano de obra, energía, ….

Uso eficiente del suelo, agua, recursos, insumos, mano de obra, energía, ….

Riego protegido (invernaderos, hidroponía, ..)

Máxima productividad por unidad de recurso disponible, …

Máxima productividad por unidad de recurso disponible, …

Temporal tecnificado Incremento de la productividad, .. Transformación a distritos o unidades de riego, …

Producción para autoconsumo Sistemas de bajo costo, energía alternativa…

Sistemas de bajo costo, energía alternativa, …

Sistemas de drenaje, subirrigación y control de la contaminación

Drenaje agrícola Interparcelario y parcelario, … Interparcelario y parcelario, …

Subirrigación y drenaje controlado

Control y aprovechamiento de niveles freáticos someros, …

Control y aprovechamiento de niveles freáticos someros, …

Control de la salinidad Lavado y recuperación de suelos, ..

Control de malezas acuáticas Conservación de infraestructura, ….

Áreas de captación y fuentes de

abastecimiento

Reducir, en distritos y unidades de riego, la sobrexplotación de fuentes superficiales y subterráneas controlando las extracciones y mejorando las eficiencias de conducción, distribución y riego

Hay 106 acuíferos sobreexplotados cuya extracción se debe controlar sin afectar, en lo posible, a los usuarios:

• Verificación y control de extracciones a través de la medición volumétrica.

• Mejora de la eficiencia de equipos de bombeo para reducir costos energéticos.

• Mejora de la eficiencia global para reducir la demanda de agua para riego.

• Tarifa energética ligada a rangos de productividad hídrica.

Respetar y actualizar las políticas de extracción óptimas en presas, priorizando su manejo en sequías y condiciones de escasez.

Desarrollar esquemas para el control de la erosión y la estabilización de cárcavas mediante el uso de nuevos diseños y materiales biodegradables

La erosión de los suelos y la generación de cárcavas en la media y alta montaña, restringe y limita la infiltración en las cuencas producción hidroagrícola; afecta la magnitud de los escurrimientos y consecuentemente modifica la disponibilidad del agua superficial y subterránea para fines agrícolas.

El desarrollo de sistemas de control de la erosión y conservación del suelo requiere del desarrollo e introducción de nuevas técnicas de diseño y materiales que permitan una mejor conservación de los ecosistemas.

Incrementar la superficie bajo riego a través del desarrollo de la frontera agrícola, con el reto de innovar en el diseño e introducción de sistemas de riego y drenaje controlado .

• Más de 2,500,000 ha en el centro sur del país.

• El proyecto AgrohidroeléctricoBajo Río Usumacinta se presenta como uno de los grandes retos y oportunidades, exige diseños de riego y drenaje controlado para 215,000 ha.

Existen zonas húmedas en que se requiere

únicamente el drenaje controlado, o sea, no se

requiere una aportación externa de agua para riego.

Se aplica el principio de drenaje y subirrigación

controlando los niveles freáticos someros.

Generación de energía eléctrica para operar estructuras y reducir costos de producción. Aprovechar la infraestructura hidroagrícola (ríos, presas, caídas, canales y conductos en general)Existe un potencial de más de 2,000 MW en Distritos de Riego (400 MW ya identificados).

Elementos que integran el rodete Generadores de c.c.

Sistema instalado en el laboratorio Enzo Levi

Rangos de operación de la turbina

Sistema para hidrogeneración de energía y

control de nivel en canales desarrollado en el

IMTA

Desarrollar sistemas de bombeo para apoyar el riego a pequeña escala. Aprovechando la energía cinética (carga de velocidad) en canales.

El bombeo a pequeña escala permite abastecer invernaderos y otro tipo de sistemas productivos protegidos.

También se puede aprovechar para llevar agua para abrevadero de ganado.

Se requiere el diseño de hélices hidrodinámicas altamente eficientes, el desarrollo en sistemas eólicos dan la pauta para orientar este tipo de desarrollos.

Automatizar estructuras de control, derivación y entrega de agua en canales mediante sistemas electrofluídicos para mejorar la operación y el tiempo de respuesta de la infraestructura hidroagrícola

La automatización de canales mediante estructuras auto-operantes es un tema que no se ha aprovechado adecuadamente en el país.

Las condiciones particulares de la operación en México obliga a realizar ajustes, adecuaciones y modificaciones o al desarrollo de nuevas estructuras.

Un campo poco estudiado es la combinación de la automatización fluídica con componentes electrónicas abastecidas con energía alternativa, como es la energía solar.

Impulsar la producción agrícola integral en pares de microcuencas, en serie o aledañas, mediante el aprovechamiento y uso de energía solar y eólica en combinación con la captación de agua de lluvia, de pequeños escurrimientos y de transferencia entre microcuencas (una para captación y generación y otra para producción)

El desarrollo hidroagrícola en las cuencas medias y altas, en un marco de sustentabilidad, debe ser revisado y potenciado para incrementar la productividad y a la vez frenar y en lo posible revertir los procesos de deterioro ambiental que sufren.

Redes y sistemas de conducción, distribución

y entrega

Rehabilitar, modernizar, operar y mantener la infraestructura hidroagrícola de primer orden (presas, derivadoras, obras de toma, canales principales, etc.) en distritos y unidades de riego.

Caracterizar la infraestructura disponible, determinar su estado y funcionamiento, y estimar requerimientos de inversión que se traduzcan en beneficios tangibles (B/C >1).

Ejemplo Canal principal Humaya (180 km de longitud, de 85 m3/s a 112 m3/s).

Se requiere desarrollar e introducir nuevos materiales, equipos y técnicas de diseño,

conservación y rehabilitación. Infraestructura con más de 50 años de antigüedad

necesita ser intervenida para ampliar su vida útil e incrementar la eficiencia y

productividad hídrica.

Medir volumétricamente el agua a nivel interparcelario y parcelario; procesar y trasmitir datos en tiempo real a centros de seguimiento y control de dotaciones y concesiones.

Para estimar los avances en la productividad hídrica es indispensable medir los caudales y los volúmenes que se extraen de las fuentes de abastecimiento, así como los que se conducen hasta la zona de riego y los que se distribuyen y entregan a nivel interparcelario y parcelario.

El desarrollo de tecnología apropiada, automática, con sistemas de adquisición, procesamiento y transmisión de datos, y de bajo costo, es un reto no atendido en su totalidad.

Sistemas productivos y riego parcelario

Apoyar la gestión, supervisión y la toma de decisiones en zonas de riego a través de Drones

El uso de Drones facilita la recopilación y verificación de datos estadísticos así como del estado y evolución de las zonas de riego y su productividad.

También se pueden constituir en elementos de auxilio para la supervisión y registro del estado de la infraestructura, el avance de obras y acciones de conservación y rehabilitación; así como en la ejecución de prácticas agrícolas como la aplicación de fertilizantes y otros agroquímicos. El diseño de herramientas tecnológicas

aplicables desde Drones, en pro de la

productividad hidroagrícola, es una ventana

abierta para la innovación en México.

o Los sensores remotos en plataformas aéreas y espaciales están revolucionando la adquisición de información y el monitoreo frecuente de alta resolución de la superficie terrestre.

o El uso de grandes volúmenes de datos, la nube (Cloud) e Internet de las cosas (IoT) van a convertir la agricultura en una industria más científica y eficiente.

Impulsar la transferencia y apropiación de sensores, sistemas de control remoto y redes de comunicación en el sector hidroagrícola

Bulbos de mojado en líneas de goteo y avance del riego en surcos para evaluar la eficiencia del riego

Parcela agrícola en Texcoco,

Estado de México

Distrito de Riego 075, “Río

Fuerte”, Sinaloa

Canal

Avance del

agua en

surcos

Desarrollar tecnología y establecer criterios de diseño, con enfoque regional, para el manejo y evaluación de sistemas de agricultura protegida así como para la implementación del riego de precisión a nivel parcelario.

La agricultura protegida permite incrementar la productividad hídrica, pero los costos de producción muchas veces la restringen a cultivos de alta rentabilidad y demanda limitada. No obstante el reto es reducir los costos de los sistemas para incorporar productos de mayor demanda a precios competitivos.

La agricultura de precisión permite, mediante sistemas de georreferenciación, llevar un control de la producción y de la aplicación de insumos de manera más precisa. Lo que permite incrementar tanto la productividad de la tierra como del agua.

Desarrollo de tecnología para modernizar el riego por gravedad (más de 5 millones de hectáreas se riegan por gravedad en México).

Mediante un adecuado diseño del riego por gravedad es factible elevar 10%, en promedio, las eficiencias de aplicación en distritos y unidades de riego.

Con ello se pueden ahorrar 5,200 millones de metros cúbicos, o sea, el volumen necesario para regar 590 mil hectáreas.

Programa de cómputo para el diseño del riego, soportado y

validado con pruebas de campo.

Mediante el programa denominado

RIGRAT, los usuarios y la CONAGUA

están mejorando el riego por gravedad en

más de 200,000 ha en DR.

Impulsar la agricultura empresarial, apoyando e integrando a los productores en sistemas de explotación de más de 1,000 ha. Impulsar el desarrollo de redes colectivas a la demanda.

El riego colectivo en superficies de más de 1,000 ha permite eficientar el uso de los insumos, maquinaria y equipos asociados a la producción agrícola; además de reducir los costos de mano de obra, entre otros beneficios.

Cuando estos sistemas operan a la demanda se incrementa la productividad por unidad de superficie, ya que se puede aplicar el riego en el momento en que el cultivo lo demanda.

Este campo es un espacio de oportunidad para impulsar la agricultura con un enfoque más empresarial y de mayor rentabilidad.

Incrementar la eficiencia y la tecnificación del riego parcelario con sistemas presurizados (en especial en zonas con sequías recurrentes y con reducción en la disponibilidad hídrica por efecto del cambio climático).

El riego por goteo, por cintilla y por microaspersiónpermiten alcanzar eficiencias de aplicación del orden del 85% y consecuentemente reducir la presión sobre el recurso agua a la vez que se incrementa la productividad hídrica.

En las zonas con escasez representan una opción viable para una agricultura sustentable.

Se requiere innovación en equipos, materiales y sistemas de control para reducir costos y simplificar la operación incluyendo la fretiirigación.

Desarrollar huertos familiares modulares con sistemas de riego presurizados abastecidos con energía alternativa y captación de agua de lluvia o pequeños sistemas de bombeo en norias. Agricultura de autoconsumo con diversificación de cultivos para una dieta balanceada

El impulso a la agricultura de autoconsumo es fundamental como parte del derecho humano a la alimentación y la garantía alimentaria.

Producir energía en alta y media montaña, en las redes de canales, en los ríos y arroyos temporales y permanentes, combinada con energía solar o eólica, para aplicaciones hidroagrícolas rurales y periurbanas a pequeña escala

Se requiere desarrollar tecnología de bajo costo para aprovechar la energía hidráulica intermitente que se presenta en la alta montaña y eventualmente combinarla con otras energías alternativas, como la solar, para satisfacer pequeños desarrollos productivos bajo invernadero con fines de autoconsumo y microcomercialización.

Sistemas de drenaje, subirrigación y control

de la contaminación

Mejorar e incrementar la producción agrícola en zonas húmedas y subhúmedas mediante la introducción y combinación de la irrigación, subirrigación, drenaje controlado y drenaje parcelario

Reducir y controlar la contaminación por agroquímicos

La aplicación de agroquímicos con métodos más eficientes y de precisión, puede contribuir significativamente a reducir la contaminación del suelo y del agua.

El uso de pequeñas aeronaves y de drones para la aplicación de fertilizantes y el control de plagas se visualiza con un gran potencial. Acción que en adición permitirá aumentar la productividad del suelo al hacer un uso más eficiente de los fertilizantes y el control de plagas.

Rehabilitar e incrementar la producción agrícola en suelos salinizados (más económico que abrir nueva superficie al riego –no menos de 600,000 ha- ).

El drenaje agrícola de suelos salinizados es una alternativa que ha demostrado su eficacia en la recuperación con suelos con problemas de salinidad.

Es un campo en el que es importante revisar las tendencias internacionales y los nuevos materiales no solamente para nuevas instalaciones sino también para darle mantenimiento a los sistemas ya instalados.

Los suelos recuperados se incorporan en un ciclo agrícola a la productividad, dejando de ser suelos ociosos.

Transformar zonas de temporal tecnificado en zonas de riego (ejemplo canal Centenario en Nayarit).

En los casos en que es factible, la trasformación de tierras de temporal a riego resulta en un incremento de la producción de entre 2.5 y tres veces.

La frontera agrícola de la superficie bajo riego, avanzará posiblemente más por este camino que por la apertura de tierras totalmente nuevas.

El diseño de estos sistemas deben de obtener las máximas ventajas de las capacidades de temporal y complementarlas con las de riego, buscando y priorizando el aprovechamiento de dobles cultivos.

Usar sistemas basados en energía renovable para la rehabilitación de suelos salinos en zonas bajas (inferior a la cota 5 msnm).

El uso de sistemas de bombeo para drenar parcelas agrícolas de zonas bajas, cercanas al nivel del mar, permite extraer las aguas drenadas y consecuentemente el lavado de los suelos. Lo que mejora la productividad de los suelos.

Otra aplicación es la detención del avance de la intrusión salina en zonas con acuíferos sobrexplotados.

La aplicación de sistemas de bombeo para el control de la salinidad en zonas bajas es un gran reto tecnológico y más cuando se combina con energía alternativa como la eólica o la solar.

Desalar agua salobre con fines de riego. Existen acuíferos con intrusión marina cuyas aguas se utilizan para la producción agrícola

La desalación, es tal vez uno de los campos con mayor potencial para el desarrollo de zonas de riego en superficies cercanas a la costa.

El propio suelo puede servir como parte del proceso de filtrado y se debe complementar con procesos artificiales (mallas, presión, etc.). El reto, esta en determinar el equilibrio que justifique la inversión bajo un enfoque de rentabilidad garantizada.

Reusar tanto el agua agrícola drenada como la residual tratada

En México se riegan de orden de 500,000 ha con agua residual tratada y mezclada (Tula, Cuautla, etc.).

El uso de agua residual tratada para la producción agrícola, abre grandes expectativas para el desarrollo de zonas agrícolas bajo riego.

El reto consiste en el diseño integrado del tratamiento y el sistema de riego, con una visión de funcionamiento conjunto de origen.

Es tal vez uno de los campos con mayor potencial, pero a la vez con mayores problemas y retos ambientales, sociales y económicos.

Controlar malezas acuáticas en cuerpos de agua, canales y otros sistemas de conducción dentro de las zonas de riego

El control biológico en conjunto con el mecánico y el químico deben encontrar el equilibrio de aplicación bajo estricto cuidado del medio ambiente y costos de aplicación acordes a las capacidades de los usuarios.

Las medidas preventivas deben prevalecer y ser priorizadas.

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

Coordinación de Riego y Drenaje

Dr. Nahún Hamed García Villanueva

Jiutepec, Morelos, México, a 24 de Noviembre de 2015

Retos del sector hidroagrícola en México Agua y desarrollo sustentable

Un panorama al 2050