UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMÍA ÁREA TECNOLÓGICA SUBÁREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUA LAB. CONSERVACIÓN DEL SUELO Y AGUA AUX: P. Agr. CESAR TORRES

Practica No. 3

MÉTODOS PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LA EROSIÓN DEL SU ELO LA ECUACIÓN UNIVERSAL DE PERDIDAS DE SUELO (USLE)

I. INTRODUCCIÓN El problema que representa la erosión hídrica depende de la manera en que se combinen los factores que intervienen en el proceso. Si bien es importante la caracterización y levantamiento de los suelos afectados por erosión hídrica. Es quizás más importante conocer el riesgo de erosión hídrica potencial, de modo de conocer el o los factores que inciden en este riesgo y poder tomar las medidas preventivas para controlar el proceso. En el diagnóstico del riesgo de erosión hídrica juegan un papel fundamental los modelos que sirven para predecir a futuro la orientación del proceso bajo diferentes condiciones. Aún cuando existe una gama de modelos de erosión, quizás el más ampliamente utilizado en el ámbito mundial es la Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo USLE), enorme base de datos que los sustenta y por su valor práctico en el diagnóstico del riesgo de erosión.

II. OBJETIVO

� Dar a conocer al estudiante cada uno de los factores de la Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo.

� Conocer otras metodologías para la cuantificación de la erosión del suelo.

III. REVISIÓN DE LITERATURA LA ECUACIÓN UNIVERSAL DE PÉRDIDAS DE SUELO Desarrollada por Wischmeier y Smith (1978) es un modelo, basado en relaciones estadísticas entre pérdidas de suelo y los factores de erosión. El modelo permite predecir las pérdidas de suelo y los factores de erosión. El modelo permite predecir las perdidas de suelo por erosión hídrica laminar y en surquillos bajo diferentes combinaciones de uso y manejo bajo condiciones específicas de los factores físicos: precipitación, suelo y topografía de una unidad de tierra particular. Por ello el modelo es ampliamente utilizado en la mayoría de los países en el diagnóstico de la erosión y como herramienta en la planificación conservacionista de la tierra. La ecuación agrupa numerosos parámetros físicos y de manejo, que en forma interrelacionada influyen sobre la erosión, bajo seis factores principales. Estos factores pueden ser expresados numéricamente y tiene valores diferentes para cada sitio particular. La expresión matemática del modelo es:

A = R * K * L * S * C * P Donde: A = pérdida media anual de suelo. R = factor de erosividad de la lluvia. Índice numérico que expresa la capacidad de la lluvia de erosionar el

suelo de un terreno sin cobertura, y labrado en sentido de la pendiente. Puede incluir la escorrentía, cuando ésta es importante. K = factor de erodabilidad del suelo. Expresa la susceptibilidad del suelo a la erosión. Es la relación entre la tasa de pérdida de suelo por unidad de índice de erosividad, que se espera obtener en una parcela estándar. L = factor longitud de la pendiente. Es la relación entre las pérdidas de suelo esperadas en una unidad de tierra con una longitud de pendiente dada y las esperadas en dicha unidad bajo condiciones idénticas pero con una longitud estándar de 22m de longitud. Por definición es adimensional. S = factor gradiente de la pendiente. Es la relación entre las pérdidas de suelo esperadas en una unidad de tierra con un gradiente dado y las esperadas en una dicha unidad bajo condiciones idénticas pero con un gradiente de 9%, establecido arbitrariamente. Por definición es adimensional. C = factor cobertura y manejo. Es la relación esperada entre las pérdidas de suelo en un terreno cultivado bajo condiciones específicas de cobertura y manejo y las correspondientes que obtendrían en iguales condiciones de precipitación, suelo y pendiente pero en condiciones de barbecho desnudo. Por definición es adimensional. P = factor prácticas de conservación. Es la relación esperada entre las pérdidas de suelo en un terreno con una práctica conservacionista dada y

las correspondientes que se obtendrían en iguales condiciones de precipitación, suelo, pendiente y uso pero trabajando en sentido de la pendiente. Por definición es adimensional. ALCANCES DEL MODELO

� Representa una metodología sencilla para evaluar el riesgo de erosión hídrica laminar y en surquillos en diferentes condiciones.

� Permite estimar el requerimiento de conservación de tipos específicos de utilización de la tierra, en unidades de tierra con diferentes características físicas o atributos.

� Constituye una herramienta útil para generar especificaciones de diseño de diferentes prácticas de conservación.

� Ofrece un marco de referencia para el estudio científico de los factores que intervienen en la erosión.

FACTORES DEL MODELO Erosividad de la Lluvia (factor R) La erosividad de la lluvia refleja el potencial de la lluvia de causar erosión. Se ha demostrado que cuando los otros factores son constantes, las pérdidas de suelo obtenidas en una localidad son directamente proporcionales a un índice denominado EI30, que se calcula para cada tormenta individual por su intensidad máxima en 30 minutos. El total anual promedio de los valores EI30 de las tormentas

erosivas del año es el índice de erosividad anual (factor R) Erodabilidad del Suelo (factor K) La erodabilidad del suelo expresa la susceptibilidad del suelo a ser erosionado, refleja las diferencias en tasas de erosión atribuidas a las propiedades intrínsecas del suelo. Sin embargo un suelo con alta erodabilidad natural puede mostrar muy poca erosión en el campo bajo condiciones de pendientes suaves, longitudes cortas o muy buena cobertura y de igual forma al contrario en condiciones opuestas. El factor K es un valor cuantitativo determinado experimentalmente. Para un suelo particular representa la tasa de pérdidas de suelo por unidad de índice de erosión medida sobre una parcela estándar. En estas condiciones los factores L, S, C y P son iguales a la unidad, siendo el K igual a las pérdidas de suelo obtenidas en dicha parcela y el R el responsable de dichas pérdidas. Longitud de la pendiente (factor L) Este factor expresa la relación matemática entre la pérdida de suelo que se espera que sea obtenida con una longitud de la pendiente en un lote dado y la que se esperaría en la condición arbitrariamente elegida de 22m. Gradiente de la pendiente (factor S) Este factor expresa la relación matemática entre la perdida de suelo que se esperaría obtener con un gradiente determinado por la que se esperaría en la condición

arbitrariamente elegida de 9% de pendiente. Siendo la expresión matemática del factor LS:

LS = (10.8 sen u + 0.03) (x/22.13)m pendiente < 9%

LS = (16.8 sen u – 0.5) (x/22.13)m

pendiente > 9%

x = longitud que abarca la pendiente (Distancia Horizontal)

u = ángulo de la pendiente en grados

m = B / 1 + B B = (sen u / 0.0896) / 3(sen u)0.8 + 0.56

DH = DI * Cos

Cobertura y Manejo de la tierra (factor C) Los efectos de la cobertura y el manejo de la tierra no pueden ser evaluados independientemente debido a su efecto combinado e interrelaciones significativas. El efecto de un cultivo depende no solo de las características de su cobertura sino también de su sistema de labranza y del efecto residual del tratamiento anterior de la tierra. La protección que brinda al cultivo contra la erosión, depende de la magnitud de la carga erosiva recibida en los períodos de menor protección del cultivo. La evaluación de C en una zona resulta de la interacción de los factores C de cada etapa por las respectivas cargas erosivas recibidas. El valor de C es usualmente dado en términos de su valor anual promedio para una

combinación particular de cultivos, manejo y patrón de lluvia. La relación de pérdidas de suelo bajo diferentes coberturas y manejos refleja que este es el producto de muchas variables, Wischmeier y Smith reconocen cinco subfactores de C para sistemas de cultivos anuales mecanizables que son: a) la arquitectura del follaje, b) los residuos en superficie, c) los residuos incorporados, d) la labranza y e) el efecto residual del uso de la tierra. Prácticas de conservación (factor P) Las prácticas de soporte persiguen disminuir el agua de escurrimiento y por tanto el transporte de suelo. Las prácticas de conservación mas importantes en las tierras arables son: la labranza en contorno, las franjas en contorno, las barreras vegetativas, los muretes de piedra, los camellones en contorno y los sistemas de terrazas. Por otra parte los drenajes estabilizados para la eliminación de los excesos de agua son parte necesaria de cada una de éstas prácticas. Por definición el factor P es adimensional y se define como la relación de pérdidas de suelo con una práctica de soporte específica a la pérdida de suelo correspondiente con el suelo trabajando en sentido de la pendiente.

OTROS MÉTODOS DE CUANTIFICACIÓN Copas De Salpicadura

Metodología utilizada para

evaluar el mecanismo de salpique. Son recipientes suficientemente pequeños (5 a 10cm de diámetro y 5cm de profundidad) para que el material separado no retorne. De utilidad en evaluaciones de separabilidad, capacidad de separación de la lluvia y factores separación o eficiencia de acondicionadores de suelo, tasas de residuos, tamaño de agregados y/o terrones, entre otros. Método Altimétrico (estacas y rondanas)

Basado en la medición de la

altura o lámina de suelo perdido, mediante reglillas graduadas distribuidas en el terreno. Se utiliza en grandes áreas, bajo diferentes usos y manejos que no impliquen variaciones de la superficie del terreno. Proporciona una estimación grosera del proceso pero es relativamente económico. Conociendo la densidad aparente del suelo se puede estimar la masa de suelo perdida. Parcelas De Erosión

Se utilizan en el campo para

evaluar el proceso en su conjunto en condiciones “in situ”, se emplean para cuantificar los factores de la erosión hídrica. Pueden ser móviles o fijas, bajo lluvias naturales o simuladas. Pueden variar desde 1m2 hasta varias hectáreas, recomendadas para

evaluar el efecto de sistemas de labranza. En el caso de lluvias simuladas no exceden los 10m de longitud, aun cuando utilizando generadores de escorrentía en la parte superior de la parcela pueden simularse longitudes de 140m o más, siempre que la parcela tenga al menos 5m de longitud. Diques-Parcelas

Este método es una combinación del método de las parcelas de erosión con el método altimétrico, consiste en parcelas de erosión cerradas en su parte inferior por un dique de malla, permeable al agua pero no a los sedimentos que quedan atrapados aguas arriba del dique. La altura de los sedimentos es cuantificada por medio de una batería de reglillas dispuestas a los largo del dique. De este modo se puede obtener una estimación gruesa de la erosión. Es un método económico de gran utilidad en tierras de cuencas altas en terrenos de difícil acceso. Medición de Sedimentos en Estaciones de Aforo

Permite cuantificar la

generación de sedimentos en grandes unidades hidrológicas. Técnicas Radioactivas

Con elementos radiactivos

marcados artificialmente o en forma natural se sigue el curso del transporte de los sedimentos en las cuencas. El cesio es uno de los elementos más comúnmente empleado.

IV. BIBLIOGRAFÍA MOTTA FRANCO, E.L 1999. Estudio

de la erosión hídrica del suelo, microcuenca del río Itzapa, Chimaltenango, de 1994 a 1996. Tesis Ing. Agr. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Agronomía. 98 p. 33 ref.