INSTITUTO METEOROLÓGICO NACIONAL

(Esta norma fue derogada por el Manual técnico de dotaciones de agua, aprobado mediante resolución N° R-0327-2021-MINAE del 29 de setiembre del 2021)

MANUAL TÉCNICO DEL DEPARTAMENTO DE AGUAS

    Este manual tiene como fin, contar con criterio técnico predefinido para la determinación de las necesidades o requerimientos de agua en las diferentes actividades y proyectos que dependen de este preciado líquido, y que requieren de una concesión de uso de la misma; la cual es tramitada y recomendada por el Departamento de Aguas para su resolución por parte del Ministro del Ambiente y Energía (MINAE).

    Además brinda seguridad jurídica al solicitante de una concesión de conocer de previo las dotaciones y condiciones técnicas bajo las cuales será evaluada su solicitud.

    Con este manual se cumple con las disposiciones k) y l) de la Contraloría General de la República en el informe DFOE-040-2002 generado a raíz de la Auditoría práctica al Departamento de Aguas en conjunto con otras instituciones estatales.

    Está desarrollado en cuatro capítulos, indicados a continuación:

CAPÍTULO 1

Dotaciones agua para calcular las necesidades de las solicitudes de aprovechamiento de aguas.

CAPÍTULO 2.

Obras Calibradoras y de Aprovechamiento.

CAPÍTULO 3.

Aforos.

CAPÍTULO 4.

Glosario Técnico.

CAPÍTULO 1

Dotaciones agua para calcular las necesidades de las solicitudes de

concesión de aprovechamiento de aguas

 

    En esta sección establecen las diferentes dotaciones y/o módulos para la estimación de las necesidades o requerimientos de agua en las diferentes actividades y proyectos que solicitan concesión de aprovechamiento de agua mediante concesión administrativa.

1. Dotaciones para diferentes usos del agua.

1.2 Dotaciones para riego de cultivos.

a) Uso de agua por los cultivos. El conocimiento del índice de consumo de agua por los cultivos y las características de retención del agua es fundamental para diseñar el sistema de suministro del agua y programar el proyecto riego.(Bruce Withers, Stanley Vipond, El Riego, 1986.)

La estimación del consumo de agua por las plantas se lleva a cabo, calculando la evaporación potencial y modificando su valor de acuerdo a la succión de la humedad del suelo, a la cobertura vegetal de las plantas en sus etapas de crecimiento y a los cambios fisiológicos de la misma, aunque en la mayoría de los casos se trabaja con valores medios. (Bruce Withers, Stanley Vipond, El Riego, 1986.)

A pesar de las investigaciones, cada vez mas numerosas sobre las relaciones de las plantas y el agua así como las correlaciones entre el agua y el rendimiento de los cultivos; no se dispone todavía de una formula universal o conjunto de fórmulas que permitan calcular el consumo de agua de los cultivos. Con frecuencia, la práctica y la experimentación directa son los únicos métodos disponibles. (Bruce Withers, Stanley Vipond, El Riego, 1986.)

El cálculo de la dotación para riego se realiza mediante la combinación de la metodología de la evapotranspiración y el Uso Consuntivo, aplicando la formula de Blaney y Cridddle, fórmulas que dependen de la temperatura media mensual de la zona (T), de la altura media de la zona (h) y del coeficiente normal estacional de uso de consumo de los cultivos bajo riego (K).

b) Evapotranspiración

Eto = (2120-0.294h)/360 (mm) (1)

Donde;

            Eto; Evapotranspiración

            h; Altura (m)

c) Dotación: Para el cálculo de la dotación en base al uso consuntivo, se utilizan las siguientes formulas:

Uc = K x Eto (2)

Donde;

            Uc; Uso consuntivo (mm)

            K; Coeficiente de consumo para los cultivos con riego. (Estacional) adimensional.

            Eto; Evaporación potencial de los cultivos

d) Coeficientes K para diferentes cultivos. Estos coeficientes (K), de uso de consumo para los cultivos bajo riego, son el promedio de los que se encuentran en las diferentes literaturas, los mismos son experimentales, y dependen de varios factores, de la latitud del sitio de cultivo, de la etapa de crecimiento, de la temperatura y de la estacionalidad, entre los más importantes, a continuación se presentan los de los cultivos más comunes en nuestro país:

Cultivo

K

Alfalfa

0.85

Aguacate

0.53

Algodón

0.65

Arroz

1.05

Banano

0.90

Cacao

0.73

Café

0.75

Caña azúcar

0.85

Cítricos

0.60

Chayote

0.70

Flores*

0.70

Frijoles

0.65

Maíz

0.70

Sandía-Melón

0.70

Palma Africana

0.60

Papa

0.70

Pastos

0.80

Hortalizas**

0.70

Sorgo

0.70

Tabaco

0.75

Tomate

0.70

Uvas

0.60

Campos Deportivos

0.70

Frutales***

1.00

Cebolla

0.90

Tubérculos****

0.70

*Incluye: Ornamentales, helechos, caña india.

**Incluye: Remolacha, culantro, apio, zanahoria, lechuga, repollo, brócoli, coliflor, rábanos, otros.

***Incluye: Piña, papaya, mango, carambola, maracuyá, otros frutales de cubierta verde.

****Incluye: yuca, tiquizque, malanga, ñampí, camote, jengibre, otros.

e) Módulo de Riego. Es el caudal por unidad de área, requerido por el cultivo en litros por segundo/ hectárea., y se calcula con la siguiente formula:

Mr = (Uc/Ef)X 0.116 (3)

Donde;

            Mr: Módulo de riego

            Ef: Eficiencia del sistema de riego

            0.116; Factor de conversión de unidades

f) Eficiencias de riego

- Aspersión o Presurizado: 70%

- Rotor y/o Spray

- Micro aspersión 70%

- Goteo 90%

- Gravedad 50%

g) Cálculo de Caudal requerido para riego (litros por segundo)

Q = Mr X A (4)

Donde;

            Q; Caudal

            Mr; Módulo de riego

            A; Área de riego en Hectáreas.

1.3 Dotaciones uso doméstico poblacional

Ref. A y A

Zona Rural:

200 Litros/día/persona.

Zona Urbana:

300 Litros/día/persona.

Zona Turística o costera 

350 Litros/día/persona.

Factor de proyección de crecimiento poblacional: 3% anual.

1.4 Dotaciones uso doméstico unipersonal.

Ref. Depto. Aguas.

Todas las Zonas:

Promedio de 6 personas: 

0.02 Litros/segundo/

por vivienda

vivienda

Para 1-10 personas:

250 Litros/día/persona.

Cuando se solicita uso doméstico se puede contemplar riego de media hectárea, conforme artículo 37 de la Ley de Aguas vigente Nº 276.

Se estima para ello:

0.10 Litros/segundo/vivienda.

1.5 Dotaciones otros usos domésticos.

Ref. WWW.imta.mx

REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DE SERVICIO DE AGUA POTABLE

Tipología

Subgénero

Dotación mínima

Observaciones

SERVICIOS

1. Oficinas

Cualquier tipo

20 Lts./m2/día

A,c

2. COMERCIO

Locales comerciales

6 Lts./m2/día

A

Mercados

100 Lts./puesto/día

Baños públicos

300 Lts./bañista/ regadera/día

Lavanderías de autoservicio

40 Lts./kilos de ropa seca

B

3. SALUD

Hospitales, clínicas y

800 Lts./cama/día

a, b.c

centros de salud Orfanatorios y asilos

300 Lts./huésped/día

a, c

4. EDUCACIÓN Y CULTURA

Educación Primaria

20 Lts./alumno/turno

a,b,c

Educación media y superior

25 Lts./alumno/turno

10 Lts./asistencia/día

a, b, c

Exposiciones temporales

b

5. RECREACIÓN

Alimentos y bebidas

12 Lts./comida

a, b, c

Entretenimiento

6 Lts./asiento/día

a, b

Circos y ferias

10 Lts./asistente/día

b

Dotación para animales, en

25 Lts./animal/día

su caso

25 Lts./asistente/día

Recreación social

150 Lts./asistente/día

a, c

Deportes al aire libre con baño y vestidores

10 Lts./asiento/día a

Estadios

a, c

6. ALOJAMIENTO

Hoteles, moteles y casas huéspedes

300 Lts./huésped/día

a, c

7. SEGURIDAD

Reclusorios

150 Lts./persona/día

a, c

Cuarteles

150 Lts./interno/día

a, c

9.COMUNICACIONES Y TRANSPORTES

Estaciones de transporte

10 Lts./pasajero/día

a, c

Estacionamientos

2 Lts./m2/día

a, c

10. INDUSTRIA

Industrias donde se

100 Lts./trabajador

manipulen materiales y sustancias que ocasionen manifiesto desaseo

Otras industrias

30 Lts./trabajador

11. ESPACIOS

ABIERTOS

Jardines y parques

5 Lts. M2/día

Ref. WWW.imta.mx

OBSERVACIONES:

a) Las necesidades de riego se considerarán por separado a razón de 5 Lts./m²/día.

b) Las necesidades generadas por empleados o trabajadores se considerarán por separado la razón de 100 Lts./trabajador/día.

c) Se refiere a la capacidad del almacenamiento de agua para sistemas contra incendios.

Ref. Publicación: 2 de agosto de 1993 Reformas al reglamento de construcciones

para el Distrito Federal, México

1.6 Dotaciones para usos pecuarios y agroindustrial.

1.6.1 Abrevadero:

Fuente: Depto Aguas.

Equino y bovino

70 L/d/cabeza.

Ovejas, cabras, terneros

40 L/d/cabeza.

Cerdos

15 L/d/cabeza.

Pollos

250 L/d/1000 pollos.

Conejos

300 L/d/1000 conejos

Gallinas Ponedoras

350 L/d/1000 gallinas.

1.6.2 Lavado instalaciones agropecuarias:

Fuente: Dpto Aguas.

Lecherías vacunos

130 L/d/cabeza.

Porquerizas

65 L/d/cabeza.

Matadero vacunos

3000 L/d/cabeza.

Matadero porcino

2000 L//d/cabeza.

Matadero aves

20 L/d/ave.

1.6.3 Proceso industrialización de carnes:

Fuente: Dpto Aguas.

Industria cárnica

10 L/Kg. Procesado.

1.6.4 Producción Peces (piscicultura):

Fuente: INCOPESCA

Truchas y Tilapias*

0.006 Lps/m2 espejo agua

*Dotación calculada en base al volumen de peces por metro cúbico, asumiendo 10 peces por metro cúbico, (Engorde 1) con 2 recambios al día.

1.6.5 Plantas Empacadoras de banano.

Fuente: Dpto. Aguas. Estudio Ing, Adolfo Vázquez Para estimar la dotación en el proceso lavado y empaque de banano* existen dos metodologías:

1.6.5.1 Por pico máximo de producción

Q = 0.0034 X P + 1.2197

Donde:

            Q; caudal en Lps.

            P; Pico máximo de producción diario de

            cajas de banano.

1.6.5.2 Por ancho de pila de desmane

Q = 1.0212 X B + 1.7635

Donde:

            Q; caudal en Lps.

            B; ancho de pila de banano de primera

            (metros)

1.6.6 Plantas procesadoras de Lácteos:

    Fuente: (1) Barth 1987,

2000 L/tonelada procesada/día.

1.6.7 Producción de Conservas:

    Fuente: (1) Barth 1987,

20.000 L/tonelada/día producto.

1.6.8 Ingenio producción de azúcar:

    Fuente: (1) Barth 1987,

75.000 L/tonelada/día.

1.6.9 Producción de sábila:

    Fuente: First Aloe de Costa Rica. 2003.

1.10 L/Kg./procesado.

1.6.10 Beneficiado de Café:

    Fuente: ICAFE / Convenio MS-DptoAguas-AyA-ICAFE.

1000 l/Fanega procesada.

1.6.11 Lavado de productos agrícolas.

    Fuente: Dpto. Aguas.

60% Capacidad volumétrica de la pila de lavado, un recambio por cada lavado.

1.6.12 Producción Fertilizantes.

    Fuente: ABOPAC (Abonos del Pacífico)

0.58 litros agua /Kg. de Fertilizante.

1.7 Dotaciones para usos Industriales

        1.7.1 Producción de bebidas alcohólicas:

            Fuente: (1) Barth 1987,

20.000 L/1000 L/bebida.

1.7.2 Producción de bebidas no alcohólicas y Empaque de agua en botellas:

    Fuente: (1) Barth 1987,

1500 L/1000 L/bebida.

1.7.3 Producción de Hielo:

    Fuentes: *Depto. Aguas / **Exportadora P. M. T. S. A.

*180 L/Marqueta.

**1.00 L agua/1 Kg de Hielo.

1.7.4 Lavandería de ropa:

    Fuente: (1) Barth 1987,

10.000 L/tonelada/día.

1.7.5 Panadería:

    2270 L/tonelada/día.

1.7.6 Producción de Papel:

    Fuente:(1) Barth 1987,

250.000 L/tonelada/día.

1.7.7 Producción de Textiles:

50.000 L/tonelada/día.

1.7.8 Producción de Levadura:

    Fuente: Lic. Luis Carlos Montero. PANASA (2002)

112.000 L/tonelada/día.

1.7.9 Curtido de pieles:

    Fuente: (1) Barth 1987,

55.000 L/tonelada/día.

1.7.10 Construcción:

    Fuente:Corporación INCSA.(2000)

400.00 Lps/m3 mezcla (concreto).

306.00 Lps/m3 mortero.

1.7.11 Proceso Materiales de Quebrador de Piedra.

    Fuente: (MECO) ) www.mecocr.com, oficio DLL-0047-2003, 10feb2003.

681 L/m3 procesado, para 400m3 procesados en 12 horas.

1.7.12 Lavado de vehículos:

    Asumiendo 15 minutos lavando un carro, con una llave abierta.

300L/auto.

1.7.13 Generación Hidroeléctrica:

    Ref. Doc. Jefatura Dpto Aguas 16 de mayo de 1994

    Asignación de caudales para concesiones de generación Hidroeléctrica privada, conforme directriz de la Junta Directiva del antiguo Servicio Nacional del Electricidad:

1. Otorgar el caudal disponible mes a mes, con base en el caudal promedio mensual de todo el registro, que es el caudal más representativo del comportamiento hidrológico de la cuenca. Esto permitirá a los solicitantes tomar todo el líquido m tanto los máximos instantáneos como los mínimos instantáneos del hidrograma de la fuente, que al final general el caudal promedio mensual. Los valores indicados como caudal a otorgar será de referencia para el cálculo de la potencia y no son indicativos del valor máximo a captar; ya que el concesionario podrá tomar todas las fluctuaciones de caudal, si las condiciones del año hidrológico y del proyecto lo permite. Además el concesionario puede embalsar el caudal captado y utilizarlos en el momento oportuno a efectos de obtener una potencia mayor.

2. El tramo de la fuente del aprovechamiento entre el punto de toma y el punto de desfogue, no debe quedar seco en ningún momento, por tanto en ese sector deberá discurrir continua y permanentemente un caudal mínimo; que es el equivalente al 10% del caudal promedio anual de la fuente (0.10% Qa), según los datos del registro de caudales.

3. El caudal mínimo (CM) estará conformado pro un caudal de rebose (CR) en el punto de toma, más el caudal aportado (CA) por los efluentes aguas debajo de la presa, hasta el punto de desfogue del proyecto. Este caudal aportado aguas abajo estará condicionado a la distancia respecto a la derivación de aguas del proyecto, y será proporcional a esta distancia; de acuerdo al resultado de la sumatoria del producto del caudal promedio anual aportado por cada afluente (qi); y la distancia (li) medida del punto de desfogue y al sitio de descarga del aporte, entre la distancia total desde el punto de toma al punto de desfogue del proyecto.

 

                        CM = CR + CA

Donde:

a. CM: Caudal Mínimo, CM = 10 % del Qa

b. CR: Caudal Rebose

c. CA: Caudal Aportado

CA = Sumatoria (qi x li / Lt)

Donde:

d. qi: Caudal promedio anual aportado por el efluente

e. li: Distancia medida del desfogue al sitio de descarga del efluente.

f. Lt: Distancia medida de la toma al desfogue.

4. Condiciones del 10 % del Caudal Promedio Anual (Qa):

a) Si la sumatoria de los aportes (CA) es mayor o igual a 5% de Qa; el caudal de rebose (CR) en la toma que deberá dejarse será el 5 % del Qa. Así:

                                CR = 0.05 (Qa)

b) Si la sumatoria de los aportes (CA) es menor al 5 % del Qa; el caudal de rebose (CR) en la toma deberá dejarse será la diferencia necesaria para obtener 10 % del Qa. Así :

                                CR = 0.10 (Qa)

5. Si el agua para el desarrollo hidroeléctrico no regresa a las fuentes o micro cuenca de origen, deberá revisarse cada caso en forma separada, calcular el caudal para usos comunes y el caudal autorizados a concesionarios anteriores para así definir el valor porcentual de cada caudal promedio mensual que debe permanecer en la fuente. Para este análisis se aplicarán los mismos conceptos esbozados líneas arriba. La decisión debe razonarse y justificarse ampliamente en el informe técnico.

6. Para determinar la potencia, se calculará el potencial hídrico de la fuente o potencia teórica. Mediante la fórmula:

P (kw) = (Q) x (H) x 9.81

i.1000

Donde:

b. P: Potencia en Kw

c. Q: Caudal promedio en litros por segundo

d. H: Diferencia de elevación en metros entre el punto de toma y el desfogue.

e. 9.81 : Constante de la aceleración de la gravedad

 

7. Imponer la condición que el caudal de rebose en la presa debe ser calibrado y que si tal requisito no se cumple satisfactoriamente ese hecho es causal de caducidad de la concesión.

 

Términos importantes:

Punto de toma:

Derivación de las aguas del río

Punto de desfogue:

Descarga de agua turbinadas

Caudal Mínimo (CM):

Es el caudal que deberá correr

aguas abajo del punto de toma,

hasta el de desfogue.

Caudal de rebose (CR):

Es el agua necesaria para abastecer

el CM, que deberá dejarse escurrir

o descargar en la toma hacia aguas

abajo, dentro del cauce.

Caudal aportado (CA):

Es el caudal descargado por los

efluentes, en el cauce aguas abajo

entre el punto de toma y el de

desfogue.

1.8 Dotaciones para usos Turísticos

1.8.1 Hotelería y Clubes:

Fuente: AyA

400.00 L/persona/día.

1.8.2 Parques de Diversiones, Recreación y Restaurantes:

Fuente: WWW.imta.mx

150.00 L/persona/día.

1.8.3 Piscinas:

1.8.3.2 Sin Recirculación:          Volumen/8 horas.

1.8.3.2 Con Recirculación: 40.00          L/persona/día.

1.8.4   Doméstica:          Volumen/24 horas.