2. Estimaciones de las necesidades de agua
2.0. Agua para llenar el estanque
Para determinar cuánta agua cabrá en su estanque cuando esté lleno tendrá que calcular:
Cómo calcular el área de la superficie del estanque
Si el estanque es de forma cuadrada o rectangular, multiplique la longitud (en metros o m) por la anchura (en m) para encontrar el área de la superficie (en metros cuadrados o m²).
Si tiene un estanque grande, usted puede convertir el área de la superficie de metros cuadrados a áreas o hectáreas (ha).
100 m² = 1 área, 10000 m² = 100 áreas = 1 hectárea (ha)
Ejemplos
150 m² = 1.50 áreas
780 m² = 7.80 áreas
2 758 m² = 27.58 áreas
15 350 m² = 153.50 áreas = 1.5350 ha
Ejemplos
10 m x 10 m = 100 m²
15 m x 10 m = 150 m²
75 m x 25 m = 1875 m²
Si el estanque es de forma irregular, pero los lados son generalmente rectos, se puede encontrar el área dela superficie dividiendo el estanque en áreas más pequeñas que pueden calcularse más fácilmente y se suman para obtener el área total de la superficie.
Prepare un plaño del área de la superficie del estanque con la mayor precisión posible en una hoja de papel. Divida el plano en cuadrados, rectángulos o triángulos rectos (de 90°).
Nota: cuando divida la superficie de un estanque irregular grande, conviene trazar un eje xy a lo largo del plano. Puede emplear el eje como referencia a lo largo del cual puede trazar sus cuadrados, rectángulos o triángulos.
Calcule el área de cada cuadrado, rectángulo o triángulo empleando medidas exactas (en m) de la longitud, anchura, base y altura.
-
Para encontrar el área de un cuadrado, se multiplica lado por lado;
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para encontrar el área de un rectángulo se multiplica la longitud por la anchura;
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para encontrar el área de un triángulo recto se multiplica la base por la altura y se divide por 2.
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Después que ha calculado todas las áreas más pequeñas, súmulas para obtener el área total de la superficie.
Si el estanque tiene una forma irregular con un lado curvado, tiene que hacer aproximaciones de la parte curva para encontrar el área de la superficie. Trace una Línea a través de la parte curva del estanque de manera que la parte exterior de la Línea sea aproximadamente igual que la interior y calcule después el área o áreas como lo ha hecho anteriormente en está sección.
Ejemplos
Las partes exteriores y la parte interior del estanque son aproximadamente iguales; suponga que 1 + 2 = 3; a partir de esto puede calcular el área de anchura por la longitud.
Las partes fuera del estanque y la parte dentro de éste son aproximadamente iguales; suponga que 2 + 3 = 4; en ese caso el área total de la superficie es = ADE + FCB + EDCF = 1a + 1b +1c
Cómo calcular la profundidad medía del agua del estanque cuando está vacío
Si el estanque no es muy grande, se puede marcar el nivel futuro del agua con cuerdas tendidas a través del estanque y atadas a estacas en AB, CD y EF. Las estacas se colocan en el nivel del agua previsto.
Mida la profundidad en varios lugares a lo largo de cada cuerda y calcule la profundidad medía del agua como se indica más adelante. Si el estanque es grande y es difícil o imposible tender líneas de orilla a orilla, puede calcular la profundidad medía del agua empleando una combinación de cuerdas cuando sea posible, o una cuadrícula como se indica en la página siguiente.
Cómo calcular la profundidad medía del estanque cuando está lleno
Si el estanque es pequeño, de forma regular y tiene un fondo de pendiente constante de un extremo al otro, entre en el agua y mida la profundidad en cuatro puntos, 1, 2, 3 y 4 del estanque. Para calcular la profundidad media, calcule el promedio de estas medidas.
Si el estanque es grande, de forma regular y tiene un fondo con una pendiente constante de un extremo al otro, tome más medidas. Entre en el agua y mida la profundidad en nueve o más lugares del estanque.
Si el estanque es grande, de forma irregular y de fondo también irregular, construya una cuadrícula de 5 m x 5 m en su superficie.
Entre en el agua y mida la profundidad en cada intersección de la cuadrícula. Haga un promedio de todas las medidas.
Cómo calcular el volumen de agua en el estanque
Ha calculado el área de la superficie del estanque según lo indicado anteriormente y la profundidad medía del agua según lo indicado en las páginas. 23- 24. A continuación, empleando las cifras que haya encontrado, puede calcular el volumen del agua multiplicando la superficie en metros cuadrados (m²) por la profundidad medía del agua en metros (m) para obtener el volumen del estanque en metros cúbicos(m³). Si los terraplenes de su estanque están bien construidos y mantenidos y su sistema de desagüe es impermeable, la cantidad de agua perdida por infiltración horizontal será muy pequeña. Sólo tendrá que calcular la infiltración vertical.
Área de la superficie x profundidad medía = volumen
2.1. Pérdidas de agua por infiltración
El agua que se pierde verticalmente a través del fondo del estanque, horizontalmente a través de las paredes por infiltración y por el sistema de desagüe del estanque, se llama agua de infiltración.
La infiltración de agua es mayor en un estanque nuevo cuando se llena por primera vez. La estructura del suelo del estanque será todavía buena y se perderá agua.
Después que el estanque ha estado lleno durante algún tiempo, el agua tiende a disgregar la estructura del suelo y los poros de éste los cierra la materia orgánica que se acumula en el fondo, con el resultado de que disminuirán la permeabilidad del suelo y las pérdidas por infiltración.
La cantidad de infiltración vertical de agua dependerá de la composición y estructura del suelo del fondo del estanque. Si el suelo es tosco, como en el caso de los arenosos, será permeable y el agua se perderá por infiltración. Los suelos con una buena estructura permitirán más infiltración que los suelos de mala estructura.
Cómo calcular las pérdidas de agua causadas por la infiltración
Las cifras que figuran a continuación dan las pérdidas por infiltración en milímetros al día (mm/día) en suelos de varias clases (en su estado natural) necesarias para calcular las pérdidas por infiltración durante un cierto tiempo.
Nota: 1 metro cúbico (m³) = 1 000 litros (I). Para expresar el volumen del agua (en m³) en litros (I) multiplique por 1 000. Para expresar el volumen del agua (en I) en metros cúbicos (m³) divida por 1 000
Ejemplo
Su estanque tiene un área de 1 500 m². El suelo es de légamo. Quiere averiguar la cantidad de agua que se necesita para compensar las pérdidas por infiltración durante seis meses.
Las pérdidas por infiltración en el légamo en un día promediarán 14 mm (de 8 a 20 mm/día) o 0,014 m/día (infiltración) x 1 500 m² (área del estanque) = 21 m³/día.
Las pérdidas por infiltración en 6 meses (180 días): 180 (días) x 21 m³/día = 3 780 m³.
Reducción de las pérdidas de agua por infiltración mediante la pudelación
Una manera de reducir las pérdidas de agua por infiltración consiste en disgregar la estructura del suelo del fondo del estanque antes de llenarlo de agua. Esto se acostumbra hacer en los arrozales de regadío y se denomina pudelación.
En primer lugar, el suelo del estanque se satura con agua. La cantidad de agua que se necesita inicialmente para saturar el fondo (200-300 mm) variará un poco con el tipo de suelo. Supongamos una necesidad uniforme de 300 mm, o 0,3 m.
Cuando el agua ha empapado el suelo del fondo del estanque lo suficiente para poder trabajar, está listo para pudelar, lo que se hace con azadones, el arado o trabajando el suelo de otra manera conveniente.
Cómo calcular el agua que se necesita para el pudelado y las pérdidas de agua por infiltración después de pudelar
Para calcular la cantidad de agua necesaria para el pudelado, multiplique el área del estanque (en m²) por 0,3 m.
Ejemplo
Su estanque tiene un área de 1 500 m². ¿Cuánta agua necesitará para saturar el fondo antes de pudelarlo? Necesitará 0,3 m x 1 500 m² = 450 m³.
Las cifras que figuran a continuación dan las pérdidas por infiltración en diversas clases de suelo (después de pudelar) necesarias para calcular las pérdidas por infiltración del estanque durante un período de tiempo.
Ejemplo
Usted va a pudelar un estanque con un área de la superficie de 1 500 m² ; el fondo es legamoso; necesita determinar la cantidad de agua necesaria para compensar las pérdidas por infiltración en los 6 meses siguientes a la pudelación.
Las pérdidas por infiltración en el légamo pudelado en un día serán de unos 3 mm o 0,003 m/día (infiltración) x 1 500 m² (área del estanque) = 4,5 m³/día.
Las pérdidas por infiltración durante 6 meses (180 días) 180 (días) x 4,5 m³/día = 810 m³.
Para calcular la cantidad total de agua necesaria para el pudelado y para compensar las pérdidas por infiltración en los 6 meses siguientes, sume los dos valores.
Ejemplo
Agua necesaria para el pudelado como se ha calculado en el ejemplo de la pág. 28: 450 m³.
Pérdidas de agua por infiltración durante 6 meses (el ejemplo anterior): 810 m³.
Total de agua necesaria: 450 m³ + 810 m³ = 1 260 m³.
2.2. Pérdidas de agua por evaporación
El agua que se pierde en la atmósfera desde la superficie del estanque se llama evaporación. La cantidad de agua que se pierde por evaporación depende mucho de las condiciones climáticas locales.
Las temperaturas elevadas, la poca humedad, los vientos fuertes y el sol incrementan la evaporación.
Las temperaturas bajas, la humedad alta, la pluviosidad y nubosidad disminuyen la evaporación.
La evaporación también dependerá del área de la superficie del agua. Cuanto mayor sea el estanque, más agua se evaporare de su superficie.
Velocidades de evaporación
Tendrá que conocer sus velocidades de evaporación locales para calcular la cantidad de agua perdida de la superficie del estanque por evaporación. Las velocidades de evaporación, facilitadas por los observatorios meteorológicos, se encuentran midiendo y registrando las pérdidas de agua por evaporación durante muchos años.
Generalmente la velocidad de evaporación se expresa como la profundidad de agua perdida en milímetros en un período de tiempo, por ejemplo, 2 mm/día, 14 mm/semana o 60 mm/mes.
Velocidades de evaporación por cubetas de Clase A
Uno de los métodos más comunes de encontrar la velocidad de evaporación consiste en medir exactamente todos los días las pérdidas de agua de un recipiente de tamaño normal denominado cubeta de Clase A. Las velocidades de evaporación por las cubetas de Clase A pueden obtenerse en muchos observatorios meteorológicos de todo el mundo.
Al seleccionar un observatorio meteorológico para determinar las velocidades de evaporación, tenga cuidado de que sus condiciones climáticas como sol, vientos y pluviosidad sean parecidas a las que existen en su localidad. Si no está seguro, pregunte a un técnico del observatorio meteorológico.
Las velocidades de evaporación de las cubetas de Clase A pueden expresarse en mm/día, mm/semana o mm/mes, durante un período de años y años. Generalmente podrá obtener las velocidades medías de evaporación mensual basadas en las observaciones hechas durante varios años. Si puede conseguir las velocidades medías de evaporación mensual, esto será lo más conveniente para calcular las pérdidas de agua por evaporación.
Nota: el agua se evapora más rápidamente en las cubetas de Clase A que en superficies mayores como las de un estanque. Cuando se usan las velocidades de evaporación de las cubetas de Clase A se tiene que multiplicar por un coeficiente de corrección de 0,75 para aproximarse más a las pérdidas efectivas.
Ejemplo
La velocidad de evaporación de la cubeta de Clase A durante el mes de diciembre es de 45 mm. Para encontrar la velocidad de evaporación corregida, multiplicar 45 mm x 0,75 (coeficiente de corrección) = 33,75 mm.
Cómo calcular las pérdidas de agua por evaporación empleando velocidades de evaporación de la cubeta de Clase A
Para calcular las pérdidas por evaporación multiplique el área de la superficie del agua (en m²) por la velocidad de evaporación corregida (en m) durante el tiempo que utilice su estanque.
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Obtenga la velocidad medía de evaporación de la cubeta de Clase A (en mm) para cada mes durante el cual su estanque estará lleno, de una estación meteorológica apropiada; las velocidades medías mensuales de evaporación de las cubetas de Clase A necesarias para este ejemplo son las que se indican a continuación:
Ejemplo
El área de la superficie de agua de su estanque es de 2 500 m², e intenta cultivar peces desde abril hasta septiembre.
La evaporación total para estos meses es de 56 + 63 + 68 + 75 + 84 + 79 = 425 mm.
La evaporación total corregida es de 425 mm x 0,75 = 318,75 o 319 mm (omita está operación si emplea velocidades de evaporación calculadas por la fórmula Penman).
La evaporación total corregida expresada en metros es 319 mm H-1 000 = 0,319 m.
La cantidad total de agua que perderá su estanque por evaporación de abril a septiembre es de 2 500 m² x 0,319 m = 769,5 o 770 m³.
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sume las velocidades (en mm) de cada mes y multiplique esta suma por 0,75 (coeficiente de corrección de las velocidades de la cubeta de Clase A) para determinar la evaporación corregida total (en mm) para todos los meses;
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divida este total de evaporación corregida (en mm) por 1 000, para expresar la evaporación en metros;
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multiplique este valor (en m) por el área de la superficie de agua (en m²) para encontrar la pérdida total de agua por evaporación (en m³) en los meses en que emplee su estanque.
Velocidades de evaporación por la fórmula Penman
Algunos observatorios meteorológicos pueden no registrar las velocidades de evaporación empleando la cubeta de Clase A, y en tal caso usted puede obtener las suyas calculándolas por la fórmula Penman, que se basa en los datos sobre la presión atmosférica, irradiación, horas de sol, humedad, temperatura del aire y velocidad del viento.
Nota: en algunas condiciones, tales como cuando el viento es fuerte, particularmente en climas áridos, la fórmula Penman puede dar velocidades de evaporación demasiado bajas. Si tal es el caso en su localidad, consulte con un técnico del observatorio meteorológico.
Las velocidades de evaporación calculadas por la fórmula Penman son más exactas que las que se obtienen empleando la cubeta de Clase A. Para calcular las pérdidas por evaporación por la fórmula Penman se puede emplear el método que se muestra, pero como estas velocidades son más exactas, omita la multiplicación de la evaporación total por el coeficiente de corrección de 0,75.
2.3. Necesidades totales de agua
Las necesidades totales de agua de un estanque son:
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la cantidad de agua necesaria para llenar el estanque en un tiempo razonable;
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la cantidad de agua necesaria para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación durante el período previsto de crecimiento de los peces.
Tamaño del estanque y caudal de agua necesario
Para comenzar a cultivar peces lo antes posible se debe disponer de agua suficiente para llenar su estanque en un tiempo razonable. En los casos de estanques de menos de 1 500 m³, ocho días es un período razonable.
Antes de comenzar a construir el estanque le convendrá comparar el número de días que se precisan para llenar estanques de diversos tamaños y el caudal de agua necesario. El Cuadro 1 le dará una idea rápida de algunas combinaciones posibles.
Si mide el caudal de agua disponible (véase Sección 3) antes de comenzar a construir su estanque, podrá estimar con más exactitud el número de días necesarios para llenarlo. El Cuadro 2 da el volumen de agua por día (en m³) que proveen diversos caudales de agua. Para calcular el número de días necesarios para llenar su estanque, divida el volumen de agua del estanque proyectado por este caudal diario.
Cuadro 1. Días necesarios para llenar estanques de diversas dimensiones y caudal de agua necesario
Ejemplo
Desea construir un estanque de 1 000 m³. Empleando el Cuadro 1 observará que un estanque de esas dimensiones puede llenarse en unos 4 días con un caudal de agua de 3 l/s.
Desea construir un estanque de 2 500 m³. Empleando el Cuadro 1 comprobará que un estanque de esas dimensiones puede llenarse en unos 8 días con un caudal de agua de 3,5 l/s.
Ejemplo
El volumen de agua del estanque que usted desea construir se calcula en 1 000 m³ y ha medido el caudal de agua disponible en 3 l/s.
Empleando el Cuadro 2 observará que un caudal de 3 l/s provee de 259,2 m³ de agua al día.
El tiempo necesario para llenar su estanque es de 1 000 m³ -H 259,2 m³/día = 3,86 días, digamos 4 días.
Como comprobación, compare este resultado con el Cuadro 1 y confirmará, leyendo transversalmente desde 4 días, que necesita 3 l/s para llenar un estanque de 1 000 m³.
El volumen del estanque y el número posible de estanques dependerán del caudal de agua disponible
Las dimensiones y el número de estanques que pueda construir dependerán del caudal de agua disponible en el momento que intente llenarlos. Las secciones de las págs. 34-35 y los Cuadros 1 y 2 le ofrecen diversas maneras de estimar el volumen posible del estanque con diversos caudales de agua.
Ahora tiene que decidir el volumen de cada estanque, el número de estanques que va a construir y cómo va a organizar la ampliación futura de sus actividades piscícolas.
Volumen de cada estanque que se va a construir
Ha medido el caudal de agua y ha comprobado que dispone de 14 l/s:
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Empleando el Cuadro 1 observará que con 14 l/s puede llenar un estanque de 2 500 m³ en 2 días.
¹En la última línea de este cu¹adro se ve cómo convertir los valores del caudal de agua (Z) en l/s en l/min, l/h, l/día y m³/día.
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Con 14 l/s puede llenar un estanque de 5000 m³ en 4 días.
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Usando los valores del Cuadro 1, observe también que con 14 l/s puede llenar un estanque de 10 000 m³ en 8 días.
Número de estanques que se van a construir
Con el mismo caudal de agua de 14 l/s usted puede decidir construir más estanques más pequeños que los que se indican :
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Por ejemplo, con 14 l/s puede llenar dos estanques de 2500 m³ (= 5 000 m³) en 4 días; con 14 l/s puede llenar 5 estanques de 500 m³ (= 2 500 m³) en 2 días.
Planificación de la expansión futura
Es posible que usted prefiera construir un estanque este año y otro el año próximo:
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Con 14 l/s puede construir un estanque de 2500 m³ este año y llenarlo en 2 días, y ampliar sus actividades el año que viene con 2 estanques de 2 500 m³ que con el caudal de agua disponible puede llenar en 4 días.
Nota: cuando tenga varios estanques no necesita llenarlos a la vez. Primero llene uno y después otro según lo permita el suministro de agua.
Pérdidas por infiltración y evaporación
Además del agua que necesite inicialmente para llenar el estanque, tendrá que añadir más agua regularmente durante la época de crecimiento, para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación.
Antes de comenzar a construir un estanque debe estimar cuánta agua necesitará para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación por hectárea de superficie del estanque, de modo que el suministro de que disponga sea suficiente durante la temporada más seca. Basándose en esto, puede calcular el área del estanque que puede mantener con este mínimo de caudal de agua solamente.
Recuerde: 1 ha = 10 000 m² ___ 1 m³ = 1 000 l ____ 1 día = 86 400 s
Ejemplo
Durante la estación seca, el suministro de agua disponible disminuirá a 4 I/s durante 2 meses.
Usted observa que durante este período las pérdidas por infiltración, dada la clase de suelo de su estanque, son de 7 mm/día (véase la Sección 2.1).
También observará que las pérdidas por evaporación de la superficie del estanque son de 5 mm/día (véase la Sección 2.2).
Las pérdidas totales por infiltración y evaporación en este período son de 7 min/día + 5 mm/día = 12 mm/día, que expresado en metros es 12 H- 1 000 = 0,012 m/día.
Por tanto, las pérdidas de agua por hectárea de superficie del estanque pueden calcularse en m³/día como sigue: 0.012 m/día en 1 ha = 0.012 m x 10000 m² = 120 m³/día/ha
Expresado en l/s/ha = (120 x 1 000 l) ÷ 86 400 o 1.4 l/s/ha del área del estanque.
El área del estanque (en ha) que puede mantenerse con un caudal mínimo de agua de 4 l/s puede calcularse como sigue: 4 l/s ÷ 1.4 l/s = 2.8 ha de estanques piscícolas.
Nota: cuando se adiciona agua a un estanque para compensar las pérdidas por infiltración y evaporación, añádase solamente la suficiente para mantener su nivel a una altura normal. Si usted añade demasiada cantidad, la rica agua fertilizada del estanque de que se alimentan los peces se perderá por la descarga. Compruebe regularmente que la descarga es impermeable y no pierde agua.
Agua para la piscicultura de agua dulce