Erosión y desertificación

Problemas medioambientales. Salinificación suelos. Erosividad hidrológica. Meteorización. Distribución desiertos en España

  • Enviado por: Nico
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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Erosión y desertificación.

Profesor:

Despacho:

Prácticas:

Bibliografía: - Kirby y morgan (94) “Erosión de suelos”.

  • Porta, López y Roquero (99) “Edafología”. (Repaso de edafología).

  • Gutiérrez (2001) “Geomorfología climática” (Trata de desertificación).

Temario: Primera parte: Erosión (T.2 al T.9).

Segunda parte: Desertificación (T.9 al T.15).

Exámenes: 5 Febrero en el aula 10 y 15.

10 Febrero en el aula 10 y 20.

Calificación: Examen escrito: 10 preguntas cortas (75%).

Actividades prácticas (25 %).

Tema 1._ Introducción.

1. Erosión.

La erosión sólo es una cuestión de balance, lo que quiere decir que sale más sedimento que el que entra: Balance negativo => EROSIÓN.

Es un problema grave que provoca pérdidas económicas de ahí su interés de estudio. Desde los años 40 se conoce los principios que los rigen. El problema es político y económico => medidas impopulares y económicas, por lo que es difícil de corregir.

Pero hay que adoptar medidas porque la erosión afecta a distintos hábitats. Por ejemplo: la erosión de una ladera produce sedimentos que llegan a las rías, etc.

2. Desertificación.

Es un problema muy antiguo, aparece hace unas 2100 años en el creciente fértil.

TIGRIS

CRECIENTE FÉRTIL donde se asientan las primeras

poblaciones urbanas como Mesopotamia y Persia.

EUFRATES

Se produce un problema de salinización de suelos => DESERTIFICACIÓN.

Ejemplo: Durante la época romana la deforestación de la cuenca mediterránea.

Así sucesivamente hasta hoy día que afecta a 65 millones de hectáreas y 800 millones de habitantes.

3. Medio Natural.

Un área próxima a un desierto es una zona semidesierta. Por lo que las medias semiáridas son las más susceptibles al problema.

¿Cómo se comportan? Lo explicamos con un ejemplo. Tenemos una ladera frente a una lluvia torrencial:

Fluctuación = Lluvia

= Estados semiáridos

= Otro sistema.

Tiempo.

Los semiáridos son las más hábiles y susceptibles a cambiar.

Meteorización.

Procesos que producen Dinámica de laderas. Hídricas positivas.

Erosión y desertificación Dinámica fluvial.

Dinámica lacustre.

Dinámica eólica.

Magnitud y frecuencia de fenómenos: Son inversamente proporcionales.

1._Tiempo de recurrencia: También se llama “periodo de recurrencia” que se define como:

PR = N+1 / M

Donde: N= Número de años de registro.

M = Número de eventos de determinada magnitud.

PR sería la frecuencia con la que se da el fenómeno 1 de cada 10 años, 10% de pi. De que se de).

2._Los eventos energéticamente se liberan a saltos, por lo que son más energéticas tardan más en darse. Esto se conoce como equilibrio dinámico. El equilibrio dinámico se rompe cuando el fenómeno es muy energético y se da varias veces en poco tiempo, el sistema no se recupera => pérdida irreversible. Si el evento supera el umbral de resistencia en evento produce pérdidas y el sistema cambia. (cada sistema tiene un umbral distinto y en cada ambiente también es distinto). Es importante conocer y controlar estos umbrales.

Los umbrales son de 3 tipos (manifestaciones):

1._ El agente es muy energético => EROSIVIDAD.

2._ La capacidad de recuperación del suelo disminuya => EROSIONABILIDAD (ERODIBILIDAD).

3._ La evaluación temporal del sistema lleva a uno de los dos anteriores => EVOLUCIÓN TEMPORAL.

Los sistemas semiáridos son aquellos en que:

  • Se supera el umbral.

  • Periodo de recurrencia es mayor.

Cambio

Estabilización (3)

Periodo de ajuste ( 2)

Evento (1)

A _

Tiempo

Estas 3 etapas de la fluctuación van a variar según el tipo de sistema, sobre todo en el periodo de ajuste. Si se da otro evento en la etapa 2: cambio irreversible. (Porque el periodo de ajuste es muy grande).

Tema 2._ Erosividad Hidrológica.

1. Definición.

Se define como la capacidad potencial de la lluvia para producir erosión en un suelo. Es función [f(x)] de las siguientes características:

__

  • Cantidad anual de lluvia (pluviometría X anual).

  • Nº de días de lluvia.

  • Distribución a lo largo del año.

  • Variabilidad temporal (interanual) y espacial.

También depende de otras características especifícas (meteorológicas):

  • Intensidad temporal (tamaño de las gotas de lluvia).

  • Velocidad terminal => energía cinética de gotas.

  • Cantidad de lluvia caída.

Intensidad de lluvia: Es la cantidad de agua caída por unidad de superficie y por unidad de tiempo (L/m²/hora).

Se mide con pluviometrías y/o pluviógrafos (el registro que se obtiene es un hidrograma).

10 _ 9 20

HIETOGRAMA

5_

0 _ Nuevo Chaparrón.

La lluvia erosiva es la que supera los 30mm/hora, para otras las de 50mm/hora. Para Wischmeier y Smith (1978), observaron que las lluvias más erosivas son las que duran más o menos 40 minutos. Se establece por tanto una unidad de medida => Intensidad caída en 30 minutos: I30.

Cálculo de: I30 en hietograma => que tenemos que buscar el segmento de mayor pendiente, para ver cuántos minutos u horas de lluvia (Se mira en 1 hora).

2.5

1.5/2 (porque divide en 1 hora)

1.5/2 = 0.75 mm/ 30 minutos x 2 (porque la inten-

sidad se mide en horas).

1

I30 = 1.5 mm/hora.

Gráfico para el cálculo de intensidades:

I30

(mm/h)

100

75

50

I30 -------------------------------- 27

67' Tiempo.

Ejemplo: 27mm en 67 minutos => periodo corto la curva correspondiente y saco I30.

Tamaño de gotas de lluvia: Junto a la velocidad determinan la energía cinética del agua. Tienen un diámetro mínimo de 0.5 mm. A mayor intensidad, aumenta el tamaño de las gotas de lluvia.

Disdrómetro: es una membrana transparente de papel conectada a un piezómetro (traduce vibraciones en impulsos eléctricos).

También se puede calcular por experiencias empíricas; Zares y Parsans (1943):

0.182

D50= 1.25 x I30 NO HAY QUE ESTUDIARSE LAS

FÓRMULAS.

D50 = tamaño medio.

El diámetro máximo es de 5mm (0'5 cm), de lo contrario se dividen en otras más pequeñas.

% volumen de Gota de lluvia

lluvia caída.

- - - - - - - - - - - - - - - -- -

D(mm)

0.5 D50 5

Existe una relación entre el número de gotas y la intensidad (I):

N gotas = 1.54 " I ( nº/ m² / seg)

(10.10.02)

El tamaño influye en la energía cinética de la lluvia, por lo que se define la velocidad terminal (Vc) como la velocidad constante que alcanzan las gotas conforme van cayendo. Es la velocidad que tiene la gota al impactar con el suelo (velocidad que se alcanza cuando la fuerza de la que se compensa con el aumento de la fricción del aire). Esta velocidad se alcanza a los 10 metros de caída, por lo que no todos los suelos están protegidos por estar debajo de árboles. Oscila entre 1-9 m/s.

Existe una relación entre la velocidad total y el tamaño, la velocidad total aumenta con el tamaño de la gota de lluvia:

900_

VT (cm/sg)

3 4 D(mm)

La relación entre la VT y D: Wang (1972) y Parket (1983):

( w - a ) g . D

Vc = ---------------------- (m /seg)

1.8

w = densidad del agua.

a = densidad del aire.

g = gravedad.

D = diámetro gota.

A partir de la velocidad terminal se obtiene la energía cinética de la gota cuando cae: Ec =1/2 m VT ² ; pero es difícil calcular la masa a partir de la intensidad (I) mediante relaciones empíricas:

Ec = 9.81 + 11.25 log I

Cantidad de lluvia caída => que existe una relación universal entre la intensidad y el área en la que cae.

Intensidad

Área

El problema es calcular una I media para un área extensa, porque los datos de partida son puntuales de las estaciones meteorológicas. Existen distintos métodos para éste cálculo:

  • Media aritmética de todas las estaciones meteorológicas ! pero es poco representativa por los distintos relieves q existen.

  • Media ponderada de estaciones ! cuando la distribución de estaciones es irregular para ajustar datos.

  • Método de zonas homogéneas ! cuando el relieve es distinto se divide la zona en áreas topográficamente homogéneas y dentro de cada zona se calcula la media.

  • Entonces en cada zona se hace:

    _ " Ai . Ii Ai: area homogénea

    I = Ii: int. En dicha zona

    AT

    _

    4. Polígonos de chiessen ! se calcula la I para cada polígono.

    A B

    _ _

    IA IB

    _

    IC C

    5. Mapa de isoyetas ! curvas que unen puntos de igual pluviometría. Esto es difícil para zonas pequeñas, pero para zonas amplias es todo lo contrario. Se calcula el área entre cada 2 curvas consecutivas y calculamos su I media.

    2. EROSIVIDAD PLUVIAL

    La erosividad de la lluvia R, se calcula mediante:

    R = EC · I30 (MJ· mm /ha· h· año)

    Para calcularla lo más sencillo es recurrir a datos y a mapas ya existentes. Pero si quiero calcular R para una zona más restringida, se recomienda:

    • Tener la precipitación máxima de 24 horas.

    • Se divide por un número según la zona en que estemos:

    % Norte de España ! entre 5 - 6 h.

    % Mediterráneo o levante ! 2 h. o menos.

    % Interior ! 4 horas.

    - A partir de esta duración, con el ábaco se calcula la I30.

    I30

    t

    - Para cada aguacero se calcula EC· I30

    - Luego se suman ! R = "EC· I30

    De esta forma tenemos calculado R en zonas más pequeñas. También se pueden recurrir a tablas de I 30 que ya están tabuladas.

    3. REGÍMENES PLUVIOMÉTRICOS

    La R de los regímenes pluviométricos está en función del tipo de clima. El tipo de clima impone nuevas condicionantes. Estudiaremos dos situaciones muy distintas:

    1) Templado: 2) Tropical:

    4 ºC 4 ºC

    % Acumulado % Acumulado

    0 ºC 0 ºC

    25 50 75 100 25 50 75 100 I (mm/h)

    Si la lluvia erosiva es la que tiene I > 25mm/h:

    - El % de lluvia erosiva en ambientes templados es del 5% y además es una lluvia modesta. Ej: 750 mm/año

    !

    5% = 37.5 mm son lluvia erosiva.

    - En ambiente tropical la lluvia erosiva es de un 40% y encima llueve mucho. Ej: 1500 mm/año

    !

    40% = 600 mm son lluvia erosiva.

    - El potencial erosivo de la lluvia tropical es 16 veces superior al de la lluvia templada.

    4. DISTRIBUCIÓN ANUAL DE PRECIPITACIONES

    Existen 3 tipos de distribuciones:

    a) Uniforme

    b) Bimodal

    c) Unimodal.

    a) D. Uniforme ! de clima templado del centro de Europa y U.S.A. Favorece la explotación agrícola.

    I

    E F M A M J J A S O N D (meses)

    b) D. Bimodal ! régimen mediterráneo, de ambiente mediterráneo y subtropical. Favorecen la explotación agrícola.

    I

    E F M A M J J A S O N D (meses)

    c) D. Unimodal ! de climas tropicales, tiene una estación seca muy larga por lo que el suelo queda desprotegido ante la lluvia erosiva. Desfavorece la explotación agrícola.

    I

    E F M A M J J A S O N D (meses)

    Por último, habría que considerar el período de retorno de las lluvias extraordinarias ! por lo que se calcula la lluvia horaria de 10 años = a la máxima lluvia a caer en 1 h para los próximos 10 años.

    Tema 3. Erosionabilidad de suelos

    1. INTRODUCCIÓN

    Para conocer la erosión de un suelo se debe conocer:

    - Erosividad de la lluvia.

    - Erosionabilidad del suelo ! la cual disminuye su resistencia.

    Los factores que influyen en la disminución de la resistencia del suelo las estudiamos a continuación:

    2. FACTORES GENÉTICOS

    La mayoría se generan por meteorización de una roca preexistente, una vez formado, los procesos de meteorización continúan y van a influir en la erosión del suelo. Podemos distinguir entre dos tipos de meteorizaciones:

    METEORIZACIÓN FÍSICA

    Termoclastía ! es la dilatación diferencial de los componentes del suelo debido a la temperatura. Ya que si existen rangos de temperatura al cabo del día el suelo puede perder cohesión (rotura y disgregación). Se da en ambientes semiáridos en los cuales la temperatura diurna es muy alta y la nocturna es muy baja.

    Saturación por agua ! los suelos pueden tener arcillas expansivas, Los cationes de éstas se pueden hidratar por lo que aumentan volumen y cuando se secan producen agrietamiento profundo en superficie, y los fragmentos son fácilmente erosionables. Un mineral se la arcilla típico es la montmorillonita + illita. Las arcillas expansivas se forman en suelos de ambientes ricos en sílice, Fe y Mg. También son típicas de ambientes semiáridos por el poco drenaje. Un suelo es expansivo cuando el 80% de sus arcillas son hinchables (suelos vertisoles) son suelos que dan problemas de regadío, geotécnicos y de ingeniería.

    Crioclastía ! consiste en la rotura de partículas debido al paso del agua líquida a sólida. Típico de ambientes fríos, de montaña o altas latitudes. Para que se produzca este fenómeno todos o la mayoría de los poros deben estar llenos de agua cuando llega la noche para que al pasar a hielo aumenten su volumen y provoquen roturas.

    METEORIZACIÓN SALINA

    Afecta a suelos ricos en sales. Las sales originan procesos que podemos dividir en tres grupos:

    Expansión térmica ! Es importante para determinar sales, por lo que en climas semiáridos produce disgregación de suelos salinos. Ej: NaCl (dilatación).

    Crecimiento de cristales ! cuando tenemos flujos de agua cargados en sales, la sal precipita y entonces aumenta de volumen los cristales produciendo presiones que pueden llegar a romper la roca (HALOCLASTISMO). Se da en ambientes con estación seca. Ej: carbonato sódico, sulfato y nitrato sódico, cloruro cálcico. Este fenómeno tiene mucha mayor erosionabilidad que la crioclastía porque aumentan mucho más su volumen y en poco tiempo.

    Hidratación de sales ! Hay sales que al hidratarse aumentan de volumen y pueden producir disgregación. Ej:

    CaSO4 + H2O ! CaSO4· 2H2O

    Yeso ! Anhidrita

    Como podemos observar el paso de yeso a anihidrita produce un aumento de volumen que afecta a la resistencia. Se da en ambientes donde llueve. Los suelos con sal se deben mantener los más secos y fríos posibles. Además las sales reaccionan con el aumento y provocan otros fenómenos.

    METEORIZACIÓN QUÍMICA

    Son transformaciones espontáneas, lentas e irreversibles. La mayoría se dan por la existencia de agua y se ven favorecidas por una temperatura elevada. Por lo que se da en ambientes cálidos y semiáridos. Supone la transformación de minerales, lo que conlleva la pérdida de cationes.

    Ej: menos estables ! olivinos

    Más estables ! cuarzos.

    Las meteorizaciones químicas más habituales son:

    Disolución ! va a depender de cada mineral y del pH del ambiente. La sal es muy soluble a pH = 7, pero también los sulfatos y carbonatos.

    Hidratación ! afecta a otros minerales que no son sales, como los óxidos, que al hidratarse aumentan de volumen.

    Ej: oligisto ! limonita

    H2O

    Hidrólisis ! el mineral reacciona con el H2O para dar un ácido y una base, por lo que cambia el pH y el producto puede ser inestable (sigue reaccionando con el agua, es un proceso en cadena).

    Ej: - Medias confinadas (poco lavadas)

    Feldespato ! mica !illita

    Medias percolantes

    Feldespato ! vermiculita ! montmorillonita

    Medias bastantes percolantes

    Feldespato ! caolinita

    + Medias muy percolantes

    Feldespato ! gibsita

    Lavado

    El lavado produce lixiviación: pérdida de cationes por lavado. Estos minerales que surgen del feldespato tienen menor resistencia mecánica que el feldespato pero son más estables generalmente ante el aumento de erosión.

    Procesos de carbonatación ! supone que dentro del suelo se formen iones carbonatos:

    CaCO3 + H2O + CO2 ! Ca2++ 2HCO3 -

    A partir de la existencia de CaCO3 en suelos, se produce una pequeña presión de CO2 a pH bajo que implica que son solubles en agua.

    Por un lado un suelo rico en carbonatos por este proceso puede perder el bicarbonato implicando ello el aumento de porosidad por disolución. Además los iones bicarbonato reaccionan con minerales como feldespatos y originan minerales de la arcilla llevando a resultados similares que los que producen la hidrólisis pero más rápidos.

    Oxidación-Reducción ! Afecta a óxidos e hidróxidos de Fe, Mn o sulfuros que cambian de composición por oxidación o reducción. La oxidación implica un aumento

    de volumen y se produce por:

    - el contacto con el aire.

    - actuación de bacterias oxidantes aerobias pero también hay bacterias sulforeductoras anaerobias.

    Un cambio en el ambiente puede provocar una situación distinta en los estados de oxidación del sistema.

    Intercambio iónico ! Se refiere a la facilidad de un mineral para intercambiar cationes especialmente en la superficie (zona más expuesta). La poseen algunos minerales como los de la arcilla. Algunas veces son cationes que poseen distinto radio iónico y su introducción en la red cristalina provoca una desorganización de la estructura cristalina del mineral y por tanto, el colapso de dicha estructura llevando a la destrucción de la arcilla que se desmorona.

    Esto se cuantifica por medio de la capacidad de intercambio iónico (CIC) que se expresa como el número de moles de cationes absorbidos que pueden ser intercambiados por unidad de masa seca. Se expresa en centimoles de carga positiva entre Kg. (cmol+/Kg) = meq/100g.

    La arena no posee capacidad de cambio iónico porque está formada por cuarzo, al igual que las micas. Todos los minerales de la arcilla si lo poseen, la que posee un valor más bajo es la caolinita, los valores altos se encuentran en la vermiculita y en la Materia Orgánica. Esto se tiene en cuenta en cualquier suelo. En algunos ambientes especiales la capacidad de intercambio iónico se combinan por otros más típicos como:

    Ca2+>Mg2+>Na+>K+

    (Son bases de cambios donde el Ca se sustituye por Mg y así sucesivamente).

    En ambientes áridos y semiáridos a veces se emplea otro término como el % de saturación de bases (V):

    Ca2+ + Mg2+ + Na+ + K+

    V= · 100

    CIC

    En suelos calcáreos V=100 donde todo está limitado a estos 4 cationes (amb. semiáridos). En amb. húmedos donde hay elevada pluviometría, los cationes se sustituyen unos por otros y se pierden por lixiviación (percolación de aguas) implicando la acidificación del suelo. En este caso el CIC es igual a las bases de cambio más los cationes acidificantes:

    CIC= Ca2+ + Mg2+ + Na+ + K+ + V

    También hay que cambiar el valor de CIC para suelos ricos en Na porque el sodio es un elemento químico muy problemático y se utiliza por ello un índice que es el % de Na intercambiable (ESP):

    Na+

    ESP = · 100

    CIC

    El sodio es peligroso en suelos con arcillas hinchables porque la introducción de Na produce la dispersión de láminas de arcilla. Para valores de ESP > del 15% son suficientes para desestabilizar un suelo, esto conlleva consecuencias negativas en la erosividad de un suelo. El contenido en sodio implica la reducción en la micropermeabilidad de los suelos arcillosos, afectando a su estabilidad estructural.

    Complexación ! formación de compuestos químicos complejos normalmente organometálicos se llaman quelatos . Se forman en la base “gel” dentro del suelo en torno a las raíces por ejemplo y también la quelación es típica en la actividad de los líquenes que producen quelatos. Estos quelatos absorben bases del suelo y rompen el equilibrio químico de éste.

    METEORIZACIÓN BIOLÓGICA

    Es un mundo porque se refiere a todos los procesos de transferencia de un suelo por parte de los seres vivos tanto física como química.

    Disolución física de un suelo ! por medio de la acción de raíces, por el pisoteo de ganado,…todos influyen en la degradación de los suelos. La meteorización química asociada a la actividad biológica como la acidificación del suelo por los ácidos húmicos que reducen la estabilidad del suelo, también producen intercambio iónico las raíces, la oxidación y reducción por parte de la actividad bacteriana.

    3. RESISTENCIA MECÁNICA DEL SUELO

    Algunos parámetros que caracterizan la resistencia de un suelo son:

    Ángulo de fricción interna (ñ) ! nos indica la estabilidad mecánica de las partículas que componen un suelo. Se calcula en laboratorio, también en arenas porque también es el ángulo de reposo. A mayor ángulo de fricción interna más estabilidad del suelo y viceversa.

    La cohesión interna (C) ! Es el grado de unión entre partículas. Tiene que ver con el tamaño, las partículas grandes desarrollan enlaces débiles entre si, su cohesión interna es nula en comparación con el peso de la partícula, en cambio el limo o la arcilla si desarrollan enlaces fuertes entre moléculas. De esta forma podemos hablar de:

    a) Suelos cohesivos ! arcillosos

    b) Suelos no cohesivos ! arenosos

    c) Suelos intermedios ! limo-arenosos

    La resistencia mecánica de cualquier cuerpo cumple la llamada ecuación de Coulomb (1776):

    S = C + ñ tgñ

    Donde:

    S: resistencia mecánica de un suelo antes de romperse.

    C: cohesión interna del suelo.

    ñ: componente normal del esfuerzo.

    Tg ñ: ángulo de fricción interna.

    Para suelos no cohesivos C = 0 ! S = ñ tgñ

    Este comportamiento mecánico de los suelos depende de la cantidad de agua que tenga el suelo. El agua es el lubricante universal y es un componente esencial que puede ser muy negativo o muy positivo. Cuando el suelo está sólo húmedo en los poros el agua forma una película fina que no rellena el poro solo los cierra, teniendo así la partícula muy poca anchura y origina una fuerza electrostática de tensión negativa que hace que los granos se unan entre sí. Por ello los suelos húmedos tienen mayor cohesión que los secos.

    Si el suelo está relleno de agua porque el suelo está saturado, no existe tensión superficial del agua, por lo que cuando aplicamos un esfuerzo, el esfuerzo se pasa del grano al agua produciéndose una fuga que separa los granos entre sí. Así que a la ecuación de Coulomb se le añade dicha fuga y tenemos:

    S = C´ + (ñ - ) tgñ  : presión de flotación

    4. COMPORTAMIENTO DEL SUELO

    Una de las determinaciones que se hace en un suelo es ver como responde la mecánica en función de la cantidad de agua. Esto se hará por medio de unos parámetros:

    Suponemos un suelo cohesivo saturado en agua; fluye barro. Si le extraemos agua el suelo dejará de fluir y será un suelo plástico que no fluirá. El límite que separa el comportamiento fluido del plástico se llama Límite líquido (WL); que se expresa como el % de agua por unidad de muestra seca. Si quitamos todo el agua el suelo no presenta plasticidad y posee comportamiento frágil que si lo comprimimos se parte. El % de agua de muestra seca que delimita el comportamiento frágil del plástico se llama

    Límite plástico (WP). Con un comportamiento frágil si le quitamos la poca agua que le queda el suelo reduce su volumen hasta el momento que se hace cte; es lo que se llama Límite de expansión (WS). Estos tres límites se expresan como contenido entre agua, por ello es importante determinarlo para saber que rango de agua posee un suelo. Estos límites se llaman LÍMITES DE ATTERBERG.

    A partir de ellos se calculan muchos parámetros, el más importante es el Índice de plasticidad (IP):

    IP = WL - WP

    Los factores de los que depende es de la mineralogía de las arcillas más comunes como la montmorillonita que posee mayor índice de plasticidad, la illita también posee un elevado IP, la smectitas también. Existe una buena relación entre la CIC y el IP. Cuanto ! CIC ! ! IP. El contenido de sodio también influye en el IP, ya que ! Na ! ! IP. La manera de calcular los índices de Atterberg puede hacerse por datos empíricos, por relaciones empíricas conocidas, también de forma manual (Casagrande):

    Para calcular el IP tomamos un fragmento seco y se internta formar un churrito de 3 mm de diámetro. Si se deshace se echa agua hasta que no se deshaga, de manera que el contenido de agua que hemos echado es el IP.

    5. TIPOS DE COMPORTAMIENTOS MECÁNICOS PARTICULARES DE SUELOS

    1. Arcillas sensibles o sensitivas: son las arcillas que se han depositado en ambientes marinos (salinos) en su génesis. Esta arcilla muchas veces posee una estructura en castillo de naipes, donde entran sales, haluros que sirven de puente para los enlaces que hay entre unas láminas electrostáticas y otras. Una vez formadas son muy esponjosas y porosas pero poseen una cierta cohesión. El proceso de floculación origina el depósito de estas arcillas. Un lavado excesivo o compresión mecánica puede hacer que la estructura se desmorone, ya que las láminas se reordenan y se ponen paralelas unas a otras. El lavado elimina las sales y los enlaces electrostáticos y la compresión obliga a la reorganización en láminas compactas, este proceso se denomina proceso de floculación el cuál puede ser instantáneo y las arcillas se colapsan y se hunden.

    La capacidad de estas arcillas de reordenar su estructura se denomina sensibilidad que se expresa como:

    Resistencia sin reordenar

    Sensibilidad =

    Resistenc. tras la reordenac.

    Si no son capaces de reordenarse la sensibilidad es igual a 1, las arcillas normales poseen valores de sensibilidad = 5 - 10. Existen unas arcillas especiales que llegan a valores de 1000 de sensibilidad, donde es imposible construir nada. Para valores de sensibilidad > 16 ya son arcillas problemáticas que pueden cambiar y perder su estructura interna, se denominan arcillas rápidas (quick clays).

    2. Proceso de licuefacción ! Afecta a suelos arenosos, saturados en agua donde no existe compactación y que por tanto no posea resistencia mecánica, esto implica que el suelo fluidifica. Posee un comportamiento parecido a las arcillas rápidas, el límite son las arenas movilizadas donde el suelo está saturado mucho tiempo por lo que nunca se compactan y no poseen resistencia mecánica, el suelo se traga todo. Si está en laderas posee comportamiento fluidal.

    Las arcillas sensitivas que proceden de dunas dan procesos de licuefacción. También las arenas aluviales de origen fluvial son típicas de procesos de licuefacción donde los poros se saturan en agua.

    6. CARACTERÍST. INTRÍNSECA DE LOS SUELOS QUE AFECTAN A LA EROSIÓN

    1. Espesor ! Un suelo pequeño se erosiona fácilmente y si posee mucho espesor puede absorber el agua antes de que ésta sea agresiva.

    2. Textura ! Se refiere al grado de limo, arena y arcilla que posee un suelo. Tenemos: suelos franco arenosos, limosos, etc.… De acuerdo a esta proporción podemos ver:

    Suelos arenosos: absorbe agua

    Suelos arcillosos: impermeables, el agua queda en la superficie y erosiona.

    3. Permeabilidad ! Un suelo permeable toma agua de lluvia, luego se erosiona menos.

    4. Caract. Superficiales del suelo !

    a) Rugosidad: un suelo rugoso retiene agua en superficie y se puede evaporar, y si el suelo es liso: el agua circula y puede erosionar.

    b) Pedregosidad: El porcentaje de piedras sueltas que hay en superficie. Los suelos pedregosos son más permeables y menos erosionables.

    c) Encostramiento: El suelo puede formar una costra dura en la superficie que resiste bien los impactos de las gotas de lluvia. Reduce la permeabilidad del suelo.

    5. Drenaje ! Capacidad de un suelo a permitir el paso de agua a su través. Hay suelos porosos y permeables que permiten el paso de agua a su través y no son tan erosionados. Hay suelos mal drenantes que retienen el agua y son suelos ácidos y poseen coloraciones azules y verdosas, son ambientes reducidos que son denominados: suelos hidromorfos o gley.

    Todas estas características son importantes de cara a evaluar la erosionabilidad de un suelo. Entre los factores a tener en cuenta para cuantificar un suelo se reunen dentro de “factor de erosionabilidad” de un suelo que se cuantifica reuniendo todos estos factores.

    La más usada es la de Wischmeier & Smith que en los setenta calcularon el factor de erosionabilidad que se expresa con la letra “k”.

    6. Erosionabilidad de suelos ! La textura, permeabilidad, espesor del suelo se combinan para dar porosidad al suelo.

    a) Pendiente de la ladera: Otro factor a tener en cuenta es la pendiente (P). En principio se relaciona directamente con la erosión; interesa saber el ángulo y la longitud de la pendiente a muchas escalas. Ej: “Si impacta una gota de lluvia tenemos una salpicadura de un radio de acción corto; pero si se da en una pendiente se favorece el impacto de la gota, se ha llegado a estimar que el % de salpicadura ladera abajo es:

    % = 50 + pendiente (%)

    A escala de campo la pendiente también influye. Ej: el perfil de la ladera afecta a un suelo movilizado ! que la forma del perfil de la ladera también influye.

    > erosión

    porque > superficie

    La pendiente media de una zona es:

    Hm2

    Pm = donde! Hm: altura

    S S: superficie

    b) Longitud de la ladera: También se aplica un factor de la pendiente, longitud propuesta por Wischmeier & Smith (1958); calcularon la longitud y pendiente de una ladera:

    x

    LS = ( )m (0,065 + 0,045 + 0,00652 )

    22,14

    x = Longitud de la ladera media en proyección sobre un mapa (en la horizontal) (m)

    m = constante empírica que depende de la pendiente de la ladera.

    La pendiente de la ladera es  en porcentaje. Sólo necesitamos conocer “x” y “” que es la pendiente de la ladera.

     % m

    " 5 0,5

    3 - 5 0,4

    1 - 3 0,3

    < 1 0,2

    El coeficiente LS está ya tabulado; tenemos gráficos para laderas cortas y otras gráficas para laderas largas.

    c) Cobertera vegetal: Influye en la cantidad de suelo erosionado. Ej: Suelos con vegetación poseen menor erosión, poseen mayor porosidad y admiten más agua en circulación. Las plantas toman agua y reducen la cantidad de agua que circula por superficie. Las hojas que están en la superficie del suelo retienen agua; al igual que los troncos que también la retienen.

    La importancia de la vegetación es que previene al suelo de la erosión. Schumm(1977) dice que si la cobertera vegetal se reduce por debajo del 70%; la erosión aumenta considerablemente. Este porcentaje en torno al 70% caracteriza a climas con una precipitación media de 300 - 600 mm3 al año. Es un clima semiárido donde es fácil reducir la cobertera ! mayor capacidad de erosión, por ello existe un factor limitante de cobertera vegetal; este factor incluye la cantidad de superficie del terreno que posee cobertera, también influye el tipo de planta que haya.

    d) Tipo de clima: Son muy agresivos desde el punto de vista de la erosión. Hay una gran suceptibilidad de los suelos ante las condiciones del clima.

    Dos autores: Gerasimov y Glazovskaya (1960) , clasificaron los suelos con respecto a su capacidad de absorción en:

    1. Percolante: ( P>> ETP) ! clima húmedo (templado/tropical)

    2. No percolantes ( ETP> P) ! clima árido P=precipitación

    3. Ascensionales ( ETP>> P) ! climas desérticos ETP=evapotranspiración

    4. Hidromorfos o saturados ! no tienen definido un clima.

    e) Precipitación: Si llueve mucho el suelo se erosiona más y a mayor pluviometría ! mayor cobertera vegetal. Estos dos factores contrarios se resumen en:

    % suelo Tasa de transporte

    erosionado sedimentario

    ( ) ( )

    Curva de

    transporte

    ( )

    Árido Semiárido Húmedo

    PLUVIOMETRÍA

    El tamaño de gota de lluvia es mayor en clima semiárido lo que implica mayor erosión.

    Tema 4: Procesos de erosión hídrica

    El proceso de erosión hídrica se produce porque cae agua que mueve partículas. Hay que mirar que cantidad circula por superficie.

    1. HIDROLOGIA DE LAS LADERAS

    Es el comportamiento del agua en laderas depende de si hay plantas, etc...

    1. Cae la gota, si hay vegetación, cae sobre la planta, luego hablamos de “agua de intercepción” la cual no cae al suelo y queda en la planta u hoja de un árbol.

    2. Cuando la hoja se satura en agua, cae al suelo entonces se llama “agua de goteo”( troughfall).

    3. Otra parte del agua resbala por el tallo y se añade a la circulación superficial, se llama “agua de resbalamiento”.

    4. Otra parte del agua que está en las hojas o tallos se evaporará, se llama “agua de evaporación”.

    El efecto erosivo es muy diferente; el agua de goteo y el agua de resbalamiento producen erosión.

    5. Cuando el agua está en el suelo se puede infiltrar y se llama “agua de infiltración “.

    6. Una parte del agua infiltrada pasa al sustrato rocoso, que si es permeable pasa a un acuífero y se llama “agua subterránea”.

    7. El agua infiltrada puede llegar a un nivel poco permeable y se queda retenida en el suelo, como estamos en una ladera el agua circulará a favor de la pendiente de la ladera pero en el interior del suelo se llama “flujo vadoso”.

    8. El agua que no se infiltra queda en superficie y comienza a circular. Si la ladera esta labrada; el agua queda en surcos estancada, se denomina “agua residual”.

    9. Lo que queda circulando y erosionando se denomina “agua de escorrentía”.

    El flujo vadoso y el agua de escorrentía pueden generar erosión. El balance final hidrológico de una ladera es:

    P = Escorrentía + flujo vadoso +agua subterránea + ETR + cambios en (retención superficial, humedad del suelo que afecta al flujo vadoso y biomasa que afecta al agua retenida en las plantas)

    2. INFILTRACIÓN DE AGUA

    Infiltración (I). Cuando la pluviometria es menor que la I el agua se infiltra. Dentro del suelo permeable el agua va hacia el fondo. Si el agua se infiltra y llega a una capa impermeable; el suelo se satura en agua y parte del agua no se infiltra y comienza a circular en superficie en forma de escorrentía. Por tanto, la precipitación es :

    P = I + E

    Donde ! P: precipitación E: agua de escorrentía

    Es lo mismo que decir que: E= P - I

    1. Infiltración acumulada: Cantidad de agua infiltrada en el suelo por unidad de superficie por unidad de tiempo; se expresa en L/m2 = mm

    La cantidad de I en función del tiempo, es decir, la infiltración acumulada, al principio crece rápidamente pero disminuye con el tiempo porque la velocidad de absorción del agua disminuye hasta que se hace constante.

    I (t)

    T

    2. Velocidad de I: Es la tasa o el ritmo al que entra el agua en el suelo, se mide en mm/h y es función del tiempo.

    V

    T

    La velocidad de I es muy alta al principio pero cuando el suelo se satura se hace constante o cero.

    3. Velocidad de I media: Es la cantidad acumulada por unidad de superficie al cabo de un tiempo. Es el sumatorio de la velocidad de I. Se expresa como:

    Q I (t)

    Vm = " " t =

    A T

    Donde ! Q : caudal infiltrado

    A : área o superficie

    T : tiempo t

    4. Velocidad de I básica o final: Velocidad que se alcanza cuando el sistema está estabilizado. Puede ser cero o constante. (El que sea constante no implica que sea cero)

    Lim Vm = Vf

    t ! "

    Hay muchos factores que afectan a la infiltración. Hay un gran problema cuando hay que calcular la capacidad de infiltración de un suelo. En una lluvia que es intensa se alcanza la velocidad final pronto en 10 minutos.

    2. ESCORRENTÍA

    Toda aquella agua que no se infiltra y se define como:

    E = P - I

    E

    Escorrentía relativa es ! e = · 100 (%)

    P

    El coeficiente de escorrentía se denota con la letra “c” y se define como:

    I

    c = 1 -

    P

    Si “c” aumenta la escorrentía es mayor.

    1. Escorrentía en una ladera:

    1. Una ladera con mucha cobertera general y un suelo importante; de ambiente húmedo y latitudes bajas o media.

    ¿Cómo funciona la escorrentía?

    El agua que cae se infiltra en el suelo y cuando se infiltra funciona como flujo vadoso. Otra parte del agua circulará por superficie. Se satura antes la parte de abajo y el sobrante que no se infiltra formará parte de la escorrentía de manera que el suelo tendrá cotas mayores y la escorrentía circulará también a cotas más altas. Esto se llama: régimen de saturación; y comienza a darse laderas abajo. Típico de países tropicales.

    2. Tenemos una ladera sin vegetación, ni suelo. Es una ladera desnuda (cerro)

    El modelo de circulación es el más característico de ambientes áridos o semiáridos. Se dan flujos hortonianos

    1

    2

    3

    4

    5

    Desde el principio hay erosión. A lo Largo de la ladera los procesos son distintos. En la zona alta de la ladera 1 sólo hay erosión por parte de las gotas de lluvia. Al cabo de una distancia todo el agua caída comienza a circular por la ladera y se da una zona de flujo laminar en 2; donde la velocidad del agua es lenta. Al cabo de una distancia, el agua toma fuerza y se da el flujo turbulento 3.

    A partir de aquí se excavan surcos y acanaladuras en la ladera que se van haciendo más grandes y en la parte baja de la ladera tenemos flujos concentrados en canales 4 que arrastran sedimentos.

    En la parte baja de la ladera 5 se da la acumulación de materiales. Son zonas buenas para el cultivo porque se van renovando continuamente debido a las lluvias.

    a) Elementos del flujo hortoniano.

    1. Impacto de las gotas de lluvia: No es un fenómeno restringido a la zona alta sino que afecta a toda la ladera: en las cumbres se da la mayor erosión. El efecto principal es la formación de cráteres milimétricos y las partículas salen despedidas:

    Si el suelo posee arcillas, el impacto puede movilizar láminas arcillosas y romperlas; de manera que las láminas circulen en la horizontal y taponan poros de las arcillas que tienen al lado ! se reduce la infiltración. A la vez el suelo se endurece. Es un efecto negativo y aumenta mucho la escorrentía al principio. En suelo pedregoso que posee cantos grandes, más grano de arena y limo, el impacto continuado hace que las partículas finas se compacten y la superficie se va rebajando y se forman pedestales, entre ellos los huecos son debido a las gotas de lluvia.

    Pedestales

    Si la superficie del suelo es plana; los pedestales no evolucionan más pero si el suelo posee pendiente, los cantos ruedan hacia abajo.

    Sólo por el efecto de caída de las gotas; las partículas no se mueven mucho. Lo máximo que se desplazan por el impacto de una gota es 150mm de diámetro. Cuando el suelo posee pendiente, con los impactos de lluvia se dan movimientos de subida y bajada y se da un cierto transporte por saltos. Las partículas se mueven ladera abajo.

    Lo máximo que puede movilizar una gota de lluvia son 50mm. Todo esto produce un movimiento de partículas y se produce erosión, se le denomina “splash erosión “. “Rainplash” es como se denomina a las gotas de lluvia que erosionan. Cuando aumenta la pendiente de 5 a 25 grados la cantidad de partículas removilizadas por la gota de lluvia se multiplica por 6 y el 95% de las partículas se mueven laderas abajo sólo por este efecto. En el resto de la ladera, las gotas de lluvia aumentan la turbulencia y la capacidad erosiva del agua en movimiento; se pasa de flujo laminar a flujo turbulento.

    Una vez que el agua se concentra en las laderas, está empieza a circular a una cierta velocidad; capaz de arrastrar partículas.

    3. TRANSPORTE DE PARTÍCULAS POR UN FLUJO EN MOVIMIENTO.

    La erosión se produce porque hay una fuerza que origina un flujo de agua, el cual conlleva una fuerza sobre el suelo. Las fuerzas contrarias a los del flujo son las fuerzas de resistencia que se compone de:

    - Peso - Cohesión y fricción.

    La fuerza de flujo es función de la gravedad y de la pendiente de la ladera:

    Flujo " g · sen

    Donde! g:gravedad

    : Pendiente de la ladera

    La velocidad del flujo (u* ) que se llama: velocidad friccional y es la velocidad que mueve partículas y se expresa como:

    u* = " (/)

    donde!: fuerza del flujo

    : Densidad del fluido.

    El valor de  es variable dependiendo del flujo. Hay flujo laminar y turbulento.

    El flujo laminar se da cuando el fluido se mueve en láminas y a diferente profundidades toma diferentes valores. En el flujo laminar  vale:

    dv

     =  : viscosidad del fluido

    dz

    Hay que ver cuanto vale  en el lecho que es donde el flujo posee una velocidad mínima. La viscosidad (  ) no es constante; a mayor cantidad de partículas, mayor viscosidad. La viscosidad varía mucho cuando el agua va por la ladera.

    El flujo turbulento es desordenado; origina remolinos y el valor de  es distinto:

     = ( + ) dv/dz : viscosidad dinámica (turbulenta)

    La diferencia de que haya un flujo u otro; depende de la velocidad y de la densidad de agua. Así aparece el número de Reynolds que nos dice si el régimen de flujo es laminar o turbulento. El nº de Reynolds es un nº adimensional:

    ·v·D : densidad del agua

    Re = = vd /c D: diámetro del canal

     d: espesor del agua en superficies abiertas

    v: velocidad

    - Cuando R < 1500 ! flujo laminar.

    - Cuando R > 6000 ! flujo turbulento.

    - Cuando 1500 < R < 6000 ! flujo transicional.

    Dada la velocidad y la densidad del agua podemos saber que régimen es y así calcular la velocidad friccional. En las partes altas de la ladera es un régimen laminar, también en canales fluviales con velocidad lenta. En el resto de las situaciones el flujo es turbulento. En el flujo turbulento podemos encontrar que sea muy erosivo o poco. Lo podemos calcular con un parámetro que es el nº de Fraude:

    F< 1 ! flujo tranquilo

    Fe = v/"(gd) F=1 ! flujo crítico

    F>1! flujo rápido

    v= velocidad del flujo

    "(gd)= velocidad de caída de las particulas

    A lo largo de una ladera el flujo puede variar de rápido a tranquilo. En el flujo crítico las partículas se mueven pero no se transportan. En un canal se pasa de flujo lento a rápido cuando se estrecha el canal. Pasamos de un flujo rápido a lento cuando el agua llega a un lago o embalse. La capacidad de transporte de partículas en una ladera depende de sus irregularidades topográficas.

    A parte de la fuerza de flujo; también hay un componente importante que es la “velocidad del fluido “; cuando la velocidad es pequeña, implica que es el espesor de agua es grande y por tanto el flujo es menor y no erosiona.

    La fuerza de arrastre es la que se imprime horizontalmente a la partícula. Por otro lado las diferencias de velocidad en la horizontal origina una “fuerza de ascenso vertical “; dicha fuerza aumenta si aumenta la velocidad del fluido. (fig. 9.4)

    Cuando la velocidad que rodea a la partícula es alta origina una fuerza de succión de la partícula; que aumenta con la velocidad. Cuando hay muchas diferencias de velocidades, la fuerza de ascenso es mayor y por tanto todas las partículas quedaran en suspensión. Para que las partículas se muevan necesitan una velocidad mínima. Se mueven pegadas al lecho en forma de saltos, rodando o por tracción. Hay una relación entre la velocidad de caída, que depende de la densidad de grano y de la densidad de flujo; se denota con “vs “ a la velocidad de caída; así podemos deducir que:

    6> vs/* >2 ! Rodamiento - deslizamiento

    2> vs/* >0.7! Saltación

    vs/* 0.7> vs/* ! Suspensión

    *: velocidad del flujo

    vs : velocidad de caída (fig. 9.7)

    Cuando las partículas son cohesivas tenemos una fuerza de fricción mayor. Tenemos un diagrama que nos dice la velocidad mínima que necesitan las partículas para romper los enlaces que hay entre ellas. Tenemos dos conceptos:

    * Capacidad de transporte ! Se refiere a la cantidad máxima transportable de un tamaño dado.

    * Competencia de transporte ! Es el tamaño máximo de grano que podemos transportar.

    4. ¿ CÓMO ACTUA EL AGUA EN UNA LADERA ?

    Se da en primer lugar el proceso de escorrentía o arroyada (runeff). Normalmente la arroyada posee una profundidad pequeña, pocas veces superior a un centímetro; aunque varía con la pendiente y la topografía. Ladera abajo el espesor va creciendo y aumenta la velocidad y por tanto el caudal de agua; el aumento de caudal se produce por aumento del espesor de la lámina de agua. La velocidad típica es:

    1. Laderas desnudas es de 200-300 m/h

    2. Si la superficie de la ladera es lisa entonces se forma una capa homogénea de agua en movimiento por toda la ladera y se llama: arroyada en manto (sheet flor ó sheet wash ), que es característica de ambientes semiáridos.

    3. Sobre la lámina caen gotas de agua si sigue lloviendo. Si no caen gotas de agua, el es laminar, pero si caen el flujo es turbulento. La arroyada laminar no posee mucho poder erosivo, pero al ser turbulenta el poder erosivo aumenta. La máxima capacidad erosiva de la arroyada en el manto se produce cuando el espesor de la lámina de agua iguala al diámetro de la gota de lluvia.

    La fuerza de fricción de esa arroyada ( ) vale:

    : densidad de H2O

     = ·d·sen·cos : pendiente de la ladera

    d: espesor de la lámina de H2O

    “d “ aumenta conforme bajamos en la ladera; lo que implica que  también aumenta ladera abajo hasta que  iguala la fuerza de fricción entre las partículas; a partir de aquí es cuando comienza la erosión de las partículas.

    A partir de este momento las partículas se movilizan en el sentido de la máxima pendiente y por tanto el flujo comienza a excavar (si lleva partículas) y aumenta , por tanto se excava más porque aumenta la velocidad al comenzar la erosión. Laderas abajo se favorece en aumento de  y excava canalillos que se erosionan en profundidad. Entre un canalillo y otro se produce también movimiento de partículas.

    La erosión por arroyada es más eficaz con tormentas pequeñas que con tormentas duraderas. Si no aparecen canalillos podemos ver la erosión y el lavado de la ladera porque en el pie de la ladera podemos ver acumulos de materiales arrastrados.

    Si se acumulan materiales al pie de la ladera; disminuye la pendiente (  ) y por tanto también  porque se produce un frenado de la velocidad y no hay una salida rápida en el pie de la ladera.

    !  ! 

    Los canalillos o surcos que se forman se denominan: regueros (rill). En los regueros cuando se empiezan a formar son bastantes inestables debido a las irregularidades topográficas (sobre todo cuando disminuye la pendiente, que casi desaparecen). Los regueros no son permanentes. El espaciado entre los regueros es muy homogéneo porque se establece una pequeña cuenca receptora en la cabecera y sólo sobreviven aquellos capaces de mantener su cuenca de cabecera y no son captados por un reguero continuo.

    La reguerización es el proceso de formación de regueros. Los podemos encontrar en casi todo tipo de suelos, se excavan fácilmente en suelos arenosos o en suelos con arcillas expansivas. La morfología cóncava de la ladera favorece la concentración y formación de regueros ! pérdida de suelos para la agricultura. Cuando los regueros se unen pueden formar canales importantes. El reguero se auto alimenta y se desarrollan dando lugar a canales profundos denominados: barrancos (gully), estos son permanentes y se alimentan de regueros, que si son profundos también son permanentes. El barranco también se denomina: quebrada (en montañas); torrentes, hoyos y también arroyos.

    Las estimaciones mínimas para hablar de barranco deben poseer una incisión vertical mayor de 60cm y anchura horizontal mayor de 30cm. Los regueros dan paredes muy verticales. Si poseen un lato contenido en sodio, el suelo se deshace más fácilmente. El espesor de suelo es mínimo. Las ramblas son canales secos de paredes verticales. Antes de la formación de torrentes, hay veces que el suelo es tan erosionable que se producen muchos regueros y se habla de un paisaje o forma erosiva denominada: cárcava (badland); en ella hay una alta densidad de regueros y su densidad de drenaje va entre 125-350 Km. de canales /Km2 que es entre 10 y 20 veces superior al drenaje normal de zonas templadas.

    Los arroyos y cárcavas se forman cuando la velocidad del flujo del agua supera los 30 cm./seg. Las cárcavas se forman cuando la pendiente es elevada y el poder erosivo aumenta mucho ladera abajo. Por otro lado no debe haber nada de cobertera vegetal y que el material que aflore (suelo) sea fácilmente erosionable. El suelo es arenoso, arcilloso o margoso. Las cárcavas aparecen en grandes extensiones y se llaman: campos de cárcavas; que representan la mayor erosión que puede sufrir el suelo. Los campos de cárcavas son suelos que ya no se pueden usar.

    La pérdida de suelos es máxima por unidad de superficie. Las pendientes son elevadas desde la cabecera; lo que implica que los flujos son erosionables desde el principio, son flujos muy viscosos y están cargados de muchos sedimentos (500.000ppm), pueden transportar cantos muy grandes que se deslizan por el fondo de los arroyos. La pendiente de las cárcavas es de entre 40º-50º; lo que hace que las divisorias entre los surcos sean muy altas. No obstante hay 2 tipos de cárcavas según el tipo de suelo y/o material erosionable:

    1. Cárcavas con crestas agudas: Que se caracterizan porque la pendiente es mayor de 45º. Posee regueros paralelos y el proceso que abunda es la arroyada y el lavado superficial.

    2. Cárcavas con crestas redondeadas: Las pendientes son menores de 20º-25º. Hay menor densidad de regueros y las crestas son más redondeadas.

    En este caso las cárcavas con crestas redondeadas surgen de los suelos ricos en arcillas expansivas. Como están muy agrietados los suelos hay mucha infiltración y menor erosión por parte del agua. La forma redondeada surge del impacto de las gotas de agua sobre las arcillas y porque a lo largo de la ladera se dan movimiento de coladas de barro.

    Estas cárcavas dan relieves muy irregulares donde la jerarquización hídrica no está determinada. El proceso de carcavamiento es un proceso muy acelerado y debido a un pastoreo se disminuye la vegetación y se origina una rápida formación de campos de cárcavas.

    5. EROSIÓN DE LADERAS

    A) Piping:

    Nivel de > permeabilidad

    El agua que se infiltra en la vertical en una ladera puede encontrar dentro del suelo algún nivel especialmente permeable ( arenas ) donde el agua circula a mayor rapidez dentro del suelo a favor de la ladera. Si la ladera acaba abruptamente; el flujo sale a la superficie mediante un manantial. Este proceso es tranquilo y sólo provoca erosión cuando:

    - El gradiente hidráulico es importante.

    - El suelo en superficie esté agrietado

    - El material del suelo sea fácilmente transportable en el interior del suelo.

    El arrastre del material, si el nivel del suelo es permeable se transporta totalmente y se produce un tubo o conducto llamado “PIPE”. EL proceso de piping se ha llamado en español: sufosión, tubificación, erosión superficial o Pot- hole erosión.

    Estrato menos

    Pipe permeable

    Hay factores que favorecen los procesos de formación de piping:

    1. Porosidad del suelo: A mayor porosidad; mayor circulación del suelo; que está asociada al tipo de material que forma el suelo. Hay animales que producen conductos en el suelo lo que implica que el agua circule más rápido.

    2. Ornitóporos: Producen la infiltración vertical y es por donde sale el agua infiltrada.

    3. Cambios texturales: Estos provocan la generación de conductos (pipe).

    4. El agrietamiento: El cual es más efectivo en suelos arcillosos; con arcillas hinchables y arcillas sensibles que producen un agrietamiento profundo en el suelo.

    Cuando el contenido en sodio intercambiable es mayor del 15% se dan procesos de piping dentro del suelo.

    El piping no es exclusivo de ambientes semiáridos; también se dan en ambientes húmedos. En el proceso de piping distinguimos conductos verticales y horizontales (que aprovechan los niveles del suelo y los verticales aprovechan las grietas del suelo). El proceso de erosión puede ser muy rápido. Cuando se forma un conducto; el poder erosivo del agua es mayor y el conducto aumenta en dimensión. La mayor erosión se produce en el punto de salida del agua y a partir de aquí se propaga por el interior del suelo a gran velocidad. (v " 45 Km./h)

    Es muy típico que los conductos verticales aparezcan en las paredes de barrancos; debido a que el flujo basal excava los laterales del canal y produce un desplome del barranco, de manera que el barranco se amplia en anchura.

    En ocasiones la proliferación de conductos horizontales producen el colapso/derrumbe de la bóveda de tal manera que en superficie encontramos socavones de origen natural aspecto parecido a las dolinas). A este proceso se le ha denominado pseudokarst. Si se derrumban dos dolinas se puede originar un puente natural (h" 2m).

    Una cosa importante del piping es que favorece la formación de arroyos y torrentes; algunos piensan que es el paso más importante para la formación de arroyos, laderas, etc… El proceso de piping es importante porque se da en el interior del suelo y de repente podemos encontrar un colapso del suelo. Lo único que hay que hacer es cuidar los declives laterales (en el caso de cultivos) y ver que no tengan conductos laterales. Sí encontramos un colapso; hay que rellenarlo de arena prensada para que no se produzca circulación del agua y así reducimos la permeabilidad; lo mismo si encontramos grietas importantes.

    Si el campo no es de cultivo hay que tener vegetación para que se impida la infiltración. Si hay sospechas de procesos de piping hay que hacer un análisis de la arcilla; para ver si posee gran porcentaje en sodio y si es grande hay que reducir el sodio; por ejemplo encalando el suelo que reduce los efectos negativos del sodio intercambiable.

    B) Disolución:

    Es más importante en la perdida de material en una ladera, pero es más difícil de ver y de cuantificar las pérdidas. Además los solutos que desaparecen del suelo; desaparecen con el agua de escorrentía cada vez que llueve. El que los solutos desaparezcan se debe al piping y al agua de lluvia. También es difícil medirlo; se mide a la salida de regueros en ppm. Medimos el contenido del soluto.

    Esto posee problemas para medir el contenido de solutos porque hay veces que los solutos se unen a las partículas y forman coloides que poseen gran cantidad de solutos e infravaloramos la cantidad real de soluto. La disolución no es homogénea a lo largo del año. En primavera es mayor la disolución porque la cantidad de bicarbonato en el suelo aumenta; los ácidos húmicos reducen el ph del suelo y en otoño es menor la disolución.

    Los suelos más permeables y drenantes sufren más procesos de disolución que los suelos hidromorfos. Cuando hay un flujo hortoniano se encunentran las perdidas de arriba en la parte baja de la ladera; ya sea por vía mecánica o química.

    C) Movimiento de masas:

    El agua ayuda a los movimientos de masas con ayuda de la gravedad. El desencadenante del movimiento es muy variado:

    - Por descalce! producido por un río o por una carretera. El descalce es basal.

    - Por un sobrepeso! por la construcción de viviendas.

    - Por saturación en agua! que provoca q el comportamiento del suelo cambie de frágil a plástico o de plástico a líquido.

    - Por un temblor! ocasionado por un terremoto; por vehículos que provocan vibraciones.

    Cualquier proceso que cambie la composición del suelo provoca el movimiento del suelo.

    6. PROCESOS DE MOVIMIENTOS DE MASAS

    1. El movimiento de reptación (creep) produce movimientos en ambientes de montaña. Sólo afecta a la parte superior del suelo y así lo desestabiliza y es más fácil erosionar por el agua de escorrentía. Son movimientos muy lentos.

    2. Solifluxión El suelo fluye. Posee comportamiento más plástico debido a que posee arcillas se deforma más que otros tipos de suelo.

    3. Deslizamientos (slide) Supone un movimiento de grandes masa que se mueve una cierta distancia, despegándose del sustrato. Tiene implicaciones en la erosión hídrica porque en la zona de cicatriz no hay vegetación por lo que es más fácilmente erosionable. La masa desliza en su frente de avance, sufre muchas deformaciones y el material pierde consistencia por lo que es fácil de erosionar.

    Algunos deslizamientos son múltiples de manera que un solo deslizamiento (deslizamientos rotacionales) se desencadena y se propaga en forma de otros a lo largo de la ladera.

    También donde hay deslizamientos se producen regueros. Un deslizamiento puede movilizar volúmenes que los procesos de erosión hídrica tardarían en movilizar unos 25-50 años.

    7. EQUILIBRIO CON LOS PERFILES DE LADERAS

    Los procesos de erosión originan cambios en la morfología de una ladera; lo que implica que el perfil de una ladera está en equilibrio con la erosión. Un elemento fundamental es la estabilidad de su nivel de base que es cualquier zona plana. El desnivel y la pendiente marcan el perfil hídrico y la erosión. Si el nivel de base es estable los procesos actúan sobre la ladera hasta que llegue el equilibrio. (fig 9.7)

    Si el nivel de base no es estable y cambia desplazándose en la horizontal o vertical, la ladera se desequilibra y cambia su morfología.

    Variaciones en la horizontal:

    acumulación

    nivel original

    erosión

    Un descenso en el nivel de base desencadena la erosión debido a que el gradiente aumenta debido a que también aumenta la velocidad de los flujos. Si el nivel de base sube por acumulación de sedimentos; la pendiente disminuye y el perfil de la ladera también hasta ser un perfil estable.

    Variaciones en la horizontal:

    acumulación

    nivel original

    erosión

    Si se desplaza el nivel de base hacia la ladera se produce el mismo efecto que si el nivel de base desciende. Si se desplaza lejos de la ladera ocurre lo mismo q si el nivel de base sube. Supongamos que el nivel de base es estable; el perfil de la ladera depende de los procesos dominantes. La evolución natural de una ladera es (fig 9.7) en un ambiente templado a partir de un escarpe inicial, la ladera tiende a evolucionar acumulando sedimentos en la parte baja de la ladera. Inicialmente funcionan procesos gravitacionales; donde tenemos pendiente de reposo. Son pendientes que duran mucho tiempo y se llaman perfil de Ritchter ; donde hay un equilibrio entre los fragmentos que caen y los que se depositan.

    La única manera de que cambie el perfil de la ladera es cuando en la cabecera se dan procesos hídricos o procesos rotacionales lentos; con el tiempo la cabecera se puede redondear. Lo normal es que el nivel no sea estable y q la ladera sufra procesos de arroyada o rotacionales.

    Retrocesos paralelos: (fig 6.9) Tenemos retrocesos paralelos donde retrocede la pendiente. Típico de ambientes semiáridos donde predominan los movimientos de masas. Pendientes elevadas en ambientes hídricos donde hay procesos hídricos; la pendiente disminuye y los procesos hídricos con el tiempo pierden importancia.

    Dominancia de un proceso sobre los demás: (fig 6.10) Cuando hay un proceso que predomine sobre los demás el perfil de la ladera también evolucionará. Puede darse un creep en la cabecera y un desmantelamiento por arroyada superficial en la parte media de la ladera. (ver fotocopias donde hay seis tipos de laderas)

    Cambios climáticos: (fig 15) Desencadenan cambios en las laderas aunque el nivel de base sea estable. En ambientes semiáridos tenemos este tipo de laderas, en primer lugar hay procesos de arroyada y los materiales se distribuyen a lo largo del perfil de la ladera; los cuales se fijan por la vegetación. Se produce un retroceso paralelo cuando hay arroyada y no hay vegetación.

    Si pasamos a una fase más húmeda, vuelve la vegetación y los residuos se quedan en la ladera. De momento que en las laderas podemos encontrar residuos de otras épocas climáticas que se denominan facetas triangulares de vertiente. Es muy importante localizarla en ambientes semiáridos porque podemos saber como retrocede la ladera. Los eventos Heinrich son pequeñas pulsaciones climáticas que originaban cambios dentro de la ladera. Son breves y dejan restos de laderas antiguas.

    TEMA 5: PROCESOS DE EROSIÓN EN CANALES Y CUENCAS

    La energía que tiene un flujo que se mueve dentro de un canal, tiene tres componentes expresados en el Trinomio de Bernouilli:

    V2 p

    Et= + + z

    2g 

    Et : Energía total

    V2 : velocidad de flujo

    P: presión hidrostática

    : peso específico del agua

    z: altura del lecho del canal con respecto a una superficie de referencia

    V2/2g superf. agua

    Lecho

    dcos 

    z

    n.referenc

     " dcos

    En los canales el cos " 1, y por ello sustituyendo:

    Es = V2/2g + d

    Es: Energía específica referida al lecho

    d: profundidad

    Es decir considerando pendientes suaves, se simplifica la ecuación: velocidad, gravedad y profundidad son las variables que definen un canal. Se define caudal de un canal como:

    Q = A·V

    Q: caudal

    A: sección del canal

    V: velocidad flujo (m/s) todo ello se expresa en m3/s

    Sustituyendo Es , de :

    Q2

    Es = + d

    2gA2

    Si reducimos el caudal por unidad de anchura, el área se reduce a “d”, porque utilizamos el área por unidad de anchura. w

    Q= v·d

    d

    Así:

    Q2 q2 w: anchura

    Es = + d = + d

    2gA2 2gd2

    Considerando todas estas ecuaciones:

    d E Línea critica

    Es

    Distinguimos dos posibilidades(en caudales):

    1. Situaciones de alta energía y poca profundidad (la energía depende del caudal)

    2. Situaciones de baja energía y mucha profundidad (la energía no depende del caudal)

    La línea crítica es la que divide una situación tranquila, (donde existe baja energía y el flujo no erosiona el canal), de una situación de alta energía.

    Esta línea crítica nos permite prever cuando habrá erosión. La línea crítica cuando el nº de Fraude es igual a 1:

    F = 1

    v v2 gd v2 d

    F = = 1 ; v2 = gd ; = ; =

    "(gd) 2 2 2d 2

    Para: F<1 (! E)

    F >1(! E)

    La línea crítica se alcanza cuando la energía cinética del flujo vale la mitad de la profundidad, por ello a esa profundidad se le llama profundidad crítica (Yc), por ello la profundidad crítica es:

    Yc = v2/g

    Otras expresiones que indican erosión en el canal son:

    Q2

    Yc = ó Q2 = YcgA2

    gA2

    Existe un equilibrio dinámico entre la forma del canal y el caudal que se lleva. El equilibrio estable se alcanza cuando para una profundidad determinada tenemos un caudal mínimo o para un caudal determinado tenemos una profundidad máxima (proposición se Chang 1980).

    La realidad es diferente y por ello hay que tener en cuenta otro tipo de factores, el comportamiento dinámico de canales naturales se implica en la ecuación de Manning, que es:

    (en función de la velocidad) (en función del caudal)

    1 A

    v = 3"R2 "S Q= 3"R2 "S

    n n

    donde n: coeficiente de rugosidad de Manning

    R: radio hidráulico R=A/P(perímetro mojado)

    S: pendiente longitudinal del lecho

    Lo difícil es cuantificar la rugosidad de cada componente en el caudal. A partir de muchas observaciones les dio valores Manning y los tabuló (tabla 5.4). Por ello esta ecuación también nos sirve para crear canales artificiales en la naturaleza.

    w

    d

    R= A/P = A/(2d + w)

    Si la profundidad es mucho menor que la anchura:

    A d· w

    R= = " d

    P 2d + w

    Lo que dice la ecuación de Manning es que:

    Mayor rugosidad! menor velocidad y menor caudal

    Mayor pendiente! mayor velocidad y mayor caudal

    Cuando una de las variables cambia, todas las demás también. EJ: En verano el canal se seca y crecen plantas que implican más rugosidad por lo que se propician desbordamientos, avulsiones e inundaciones.(avulsión: posibilidad de que un canal desborde por un punto y excave otro canal que puede volver al original o ir hacia otro lado)

    Si es menor la rugosidad porque limpiamos el canal, aumenta la velocidad y el caudal por ello se admitirá más agua sin que se desborde pero si aumenta la velocidad también puede excavar el fondo e implica erosión. Un gully (canal original) cuando pasa de canal a reguero, inicialmente, el reguero es muy rugoso y esto significa que habrá menor velocidad y por ello disminuye la pendiente. Cuando las paredes del canal son muy abruptas en esta situación la ampliación del canal se hace por socabamiento en la base que provocan desplomes de paredes que aumentan la sección del canal manteniendo las paredes verticales.

    El fenómeno de erosión remontante hace que conforme un canal va aumentando de dimensiones, con el tiempo puede absorver otros canales próximos, esto se llama captura o piracy . Al final coexisten canales de tamaños similares, hay un equilibrio dando lugar a un espacio donde el agua circula jerarquizada, a esto se le llama cuenca de drenaje . La erosión se da individualmente (en cada canal) y según la distribución de canales que ocurre en un espacio de terreno (erosión en cuenca) que es mucho más importante que la individual que requieres otro enfoque.

    2. DINÁMICA DE CUENCAS

    El agua circula por muchos canales a la vez. Cuando llueve el agua circula por canales y cuando deja de llover también por lo que el tiempo de escorrentía es mayor que el tiempo de lluvia. Es interesante conocer el tiempo que le cuesta al agua para llegar al desagüe.

    Q tiempo q cuesta a una gota de lluvia, de llegar desde el pto más

    t alejado, en alcanzar la salida de la cuenca.

    t

    El caudal de salida aumenta hasta que se hace constante. Como vemos en el gráfico y definimos el tiempo de concentración (Tk) y depende mucho de la forma de la red de drenaje, de ahí la importancia de los mapas de red de drenaje.

    A

    B

    El ministerio de agricultura de estados unidos (USDA) dio una fórmula para calcular Tk:

    Para A<1250 ha

    Tk = 0,0195 L0,77 · 5-0,385 (en minutos)

    L: longitud (m)

    S: pendiente de la cuenca (m)

    A

    H

    B

    L

    S= H/L (m) (tabla 5.4) K=3,3 L"S K: parámetro geométrico de la cuenca

    También es importante conocer la cantidad de agua de lluvia que circula por los canales, el llamado agua útil. Para conocer esta se utiliza el coeficiente de escorrentía de una cuenca:

    Qmáx

    c = (adimensional)

    Imáx · A

    Donde

    c: coeficiente de escorrentía

    Imáx: intensidad máxima

    Qmáx: caudal máximo de salida de la cuenca

    A: área de la cuenca

    Esta ecuación de otra forma:

    Qmáx = c · Imáx · A

    Qmáx = c · I30 · A

    La evolución de una cuenca de drenajes se inicia con la unión de muchos canales pequeños y termina con muy pocos canales y grandes. La fase de equilibrio o integración ,(que es cuando se llega a pocos canales y grandes), depende de:

    - Cobertera vegetal.

    - Erosionabilidad del suelo.

    - Pendiente media de las laderas.

    Parámetros que se miden en cuencas:

    Las confluencias entre canales, inicialmente el ángulo de confluencia suele ser alto y depende de la endiente de los diferentes canales.

    caudal  caudal tg Sp

    ppal tributario cos =

    tgSt

    Sp : pendiente del principal

    St : pendiente del tributario

    Con la evolución de las cuencas  tiende a disminuir.

    Hay erosión en la zona de avance y sedimentación en la zona de confluencia. Si medimos el valor medio del ángulo de confluencia en una cuenca podemos tener una idea del grado de madurez de esa cuenca.

    3. DENSIDAD DE DRENAJE

    "L D: densidad de drenaje

    D = (Km. /Km2) L: longitud de canales de la cuenca

    A

    La densidad de drenaje H es indicativo del grado de madurez. A menor densidad mayor madurez de la cuenca. Algunos autores utilizan la inversa:

    A 1

    Cm = = (m2/m) Schumm(1956)

    "L D

    Cm : cte de moviendo de un canal (área mínima necesaria para mantener un canal)

    Canales de orden 1 ! vienen de la ladera.

    Canales de orden 2 ! se unen 2 de orden 1.

    Canales de orden 3 ! se unen 2 de orden 2.

    (Tabla 2.1) Si se suman uno de orden 1 y otro de orden 2, sigue siendo de 2, no aumenta, para aumentar tendría que ser también de orden 2.

    Canales de orden bajo ! menor longitud

    Canales de orden alto ! mayor longitud

    Cuando una cuenca en desequilibrio tiene un menor nº de canales de orden “x” del que tendría que tener pues fluctuará a favor de conseguir más canales de ese orden y alcanzar el equilibrio. Otra relación es A y L, a mayor A mayor longitud.

    Existe una relación entre densidad de drenaje y tipo de clima (fig 10).

    - Ambientes áridos ! menor densidad de drenaje.

    - Ambientes semiáridos ! mayor densidad de drenaje (la máxima densidad se alcanza aquí)

    - Ambientes húmedos ! menor densidad de drenaje (es la mínima que se alcanza)

    - Ambientes tropicales ! mayor densidad de drenaje.

    Entre los 600-700ml existe un umbral que viene dado por el grado de cobertera vegetal que dan procesos de erosión encadenados en las cuencas (si existe deforestación).

    4. PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS A ESCALA DE CUENCA

    Es el flujo total de sedimentos que se exportan de una cuenca por unidad de tiempo. Una parte de los suelos erosionados en las laderas se queda en la propia cuenca y, depositándose en diferentes lugares (regueros, canales,…) es decir, el flujo de sedimento puede ser homogéneo mientras que en otro lugar puede existir mucha erosión. Se hacen estimaciones para cada cuenca que se acompañan de mediciones “in situ” de algunos procesos. El valor general que le demos a la cuenca no es representativo debido a las diferentes pendientes, suelos, etc… Es difícil llegar a una estimación del valor medio. Pero se pueden sacar estimaciones comparativas, así en cuencas más grandes hay una menor perdida de suelos por unidad de superficie. También las áreas de cabecera (zonas altas) son las que producen mayor cantidad de sedimento y las zonas bajas lo contrario ( menos de 1/3 de la cantidad total perdidad en la cuenca).

    Las cárcavas son zonas de alta producción de sedimento aunque tiene un límite que es una excesiva producción de sedimentos que pueden rellenar regueros que dejan así de producir. También existe un límite espacial, cuando se hacen muy grandes.

    Cuando es una cuenca hay alta y excesiva producción de sedimentos llega el momento en que se acumulan en la cuenca generalmente en canales principales en forma de barras y el lecho de los canales se va rellenando y por tanto el agua eleva su cota, es un proceso de agradación.

    Cuando lo canales se rellenan la erosión disminuye al cabo del tiempo en la cuenca debido a que la sedimentación progresa aguas arriba y se produce un nuevo equilibrio en la cuenca.

    Nueva sedimentación

    Antiguo lecho

    Por tanto vemos que hay un límite en la producción de sedimentos que viene dirigido por las fases de agradación. También un cambio climático a condiciones húmedas implica que crezcan vegetales que inhiben la erosión, en este caso las partes altas de los canales se obturan, es una fase de agradación pero tarda más que la otra.

    Un cambio climático a fases secas o una deforestación producirá una excavación de canales que se llama fase de incisión. Los climas semiáridos y húmedos pasan muy fácilmente de fases de agradación a otros de incisión y viceversa.(fig 11)

    CAUSAS QUE LLEVAN A LOS CAMBIOS DE FASES DE AGRADACIÓN.

    Se agrupan en tres grupos:

    1.Causas climáticas:

    Fases de agradación! incisión.

    Fases de agradación! climas húmedos.

    Fases de agradación! climas secos.

    Alternancia de épocas secas y húmedas provocan f. agradación, aquí se conservan rasgos morfológicos en los que se registran cambios climáticos históricos de dichas fases. Las fases de aluviamiento, las primeras fases son de tamaño de grano grande y conforme vamos subiendo es menor, (los rellenos aluviales son granodecrecientes y finalizan en un suelo donde no se pierde material), así esto se da a una evolución hacia coberteras vegetales. Si se cambian a clima seco hay lavado y erosión por lo que desaparece la cobertera (p. de incisión) y así sucesivamente.

    Episodios climáticos que han dado f.incisión

    - Holoceno:(1ª etapa):

    - F. agradación hasta hace 6000-4000 años

    - F.Fría 2000 años

    - Optimo climático holoceno: episodio cálido y seco desarrollado a mediados del holoceno.

    - S.XV - S.XVIII (pequeña edad del hielo):

    Nota: no todas las cuencas tienen el mismo tipo de cambio ante fluctuaciones diversas.

    cálido

    (seco)

    óptimo climático

    Cálido medieval

    younger

    dryas

    frío

    (húmedo)

    -1000 -5000 -3000 -1400 -1200 0

    2. Causas antrópicas: - La deforestación

    - Sobrepastoreo

    - Incendios

    - Rotulación de tierras

    - Urbanización

    3. Causas dinámicas: Referidas a variaciones aleatorias en procesos de formación de cuencas y también cambios en las propiedades del suelo que inciden en su resistencia.

    Nota: El pase de agradación a incisión es rápido, y viceversa es más lento.

    Los procesos de incisión son muy rápidos al principio, después son más lentos. Además las cuencas tienen un cierto retraso a la respuesta erosiva que plantea un cambio climático. En las dos últimas décadas se ha desarrollado la paleohidrología que estudia las variaciones históricas en los procesos fluviales y las causas que desencadenan esas variaciones. Los paleohidrólogos calculan paleocaudales de canales aplicando modelos relativamente sencillos como por ejemplo: propuso Drury (1976)

    Q = (w/2,99)1.81

    Q= (/32,86)1,81

    Q= 0,83 A1,09 

    W: anchura del lecho

    : longitud de onda de los meandros

    A: antigua sección del canal

    : pendiente actual

    TEMA 6: MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA EROSIÓN HÍDRICA.

    Los estudios pioneros se dieron a partir de 1915 en Estados Unidos. En los años 50 se reprodujeron en laboratorios canales, laderas y suelos sometidos a corrientes de agua, además se plantearon las dos líneas principales en estudio de erosión de suelos:

    1. Estimación potencial de la perdida de suelo a partir de modelos predictivos ( surgió la USLE)

    2. Métodos de cuantificación 2in situ” de procesos concretos. Hay que contrastar dichas técnicas para obtener datos fiables.

    1. ESTIMACIÓN POTENCIAL DE PERDIDA DE SUELO (USLE)

    Surge la ecuación universal de perdida de suelo (EUPS). La USLE surge a través del servicio forestal de EE.UU. La USLE mide la perdida potencial anual media del suelo debida a erosión laminar y arroyada en parcelas agrícolas. La USLE tiene en cuenta diversas variables que afectan a la erosión y representarlas por un nº (su efecto), multiplicando todos esos números aparece una cantidad final que es equivalente aproximadamente a la cantidad de suelo perdido. La ecuación se denominó universal porque no tienen en cuenta cambios climáticos, aun así la USLE solo se basa en datos medidos en el centro y este de EE.UU bajo un clima seco-subhúmedo. Cuando la USLE se aplica a las zonas no cultivadas deja de tener validez.

    Además de los datos utilizados para hacer la USLE se utilizaron datos de percelas normalizadas, se utilizaron parcelas estándar de 22,13m y pendiente del 9% y además sin cultivar (en barbecho) al menos durante 2 años.

    Por esto la USLE no se puede aplicar a áreas de vegetación diferente, a cuencas, etc… Aún así se le ha dado un mal uso porque es la única que existe.

    Factores que se tienen en cuenta en la USLE son:

    - Precipitación (medida con la erosionabilidad del suelo)

    - Erosionabilidad del suelo

    - Relieve de la zona (longitud “L” y pendiente “S”)

    - Uso del suelo. Como cubierta vegetal o agrícola (C) o con prácticas de conservación (P).

    Estos factores se multiplican y obtenemos un nº:

    R· K· L· S· C· P = nº expresado en toneladas/año·hectárea

    El factor R dado por ICONA es:

    R= 2,375(PD2) + 0,513(PMex) - 94,4 - 81Z1 + 37Z3 + 89Z4

    Z1 = grazalema

    Z2 = sur y SE

    Z3 = resto mediterráneo

    Z4 = pirineo oriental

    PD2 = precipitación máx diaria con un período de retorno de 2 años

    PMex = es el valor medio interanual de la precipitación del mes mas lluvioso del año.

    Luego hubo otra ecuación más fácil de aplicar:

    R = 2,56 (2 /p)1,065 · 0,56 Z2 · 1,66Z4 (diseñada para el Norte y Sur del Mediterráneo)

     = precipitación media del mes más lluvioso

    p = precipitación media anual

    ! valores de R (de 250)! Grazalema, Cuenca del Guadarranque, Pirineo oriental)

    ! valores de R (de 45) ! Valle del Ebro

    Los factores K, L y S ya sabemos como calcularlo.

    Factor de cultivo (c)

    Es un factor de comparación entre nuestra parcela y un cultivo experimental, y las perdidas que tendría se estuviera en barbecho (desprovisto de vegetación) implica esto que la energía y las perdidas son máximas. Es difícil cuantificar el papel protector de la cobertera vegetal porque en parcelas cultivadas la cantidad de cobertera varia a lo largo del año. Actualmente el ministerio de medio ambiente propone medir “c” para las distintas épocas del año, y hacer una medida ponderada.

    Calculo de C

    Para ello se aplican unas tablas, (tabla 8.1), propuestas por W&S en las que se tienen en cuenta dos características de las plantas:

    Eficacia: como protectoras del suelo, “capacidad de recubrimiento del suelo”. Se refiere a un solo individuo. Se mide el porcentaje de recubrimiento. No protege igual una rama de maíz que una de pino.

    Densidad de recubrimiento: cantidad de parcela cubierta por la vegetación. Es el porcentaje de tierra cubierta. Por ejemplo un campo de cereal aumenta el porcentaje de tierra cubierta aunque tenga un menor porcentaje de recubrimiento cada uno de ellos.

    Otros parámetros de la tabla:

    G: cubierta superficial de gramíneas, planta silvestre con poco residuo vegetal. Típico de suelos mediterráneos.

    W: cobertera formada por plantas herbáceas, de hoja ancha típica de bosques templados, zona de montaña, latitudes y altitudes elevadas.

    Para hallar la C total, se calcula 1º el porcentaje de la cuenca cubierta por cada tipo de vegetal. Se calcula C de cada uno de ellos y se multiplica ese C por el porcentaje, al final sumamos todos los C ponderados y obtenemos el valor final. Cuando no existe nada de cobertera vegetal, C =1. Los valores de la tabla son <1, tanto menor cuanto más eficaz sea la protección.

    W&S proponen otros cuadros alternativos cuando por ejemplo predomina matorral en un monte sin cultivar. (8.2) Para bosques (8.3), para zonas sometidas a pastoreo W&S diseñaron cuadros a partir de vegetación del centro de EEUU. ICONA propuso un cuadro para simplificar el cálculo del valor de C para suelo español. (8.5).

    Factor de prácticas de conservación (P)

    Se consideran tres medidas de protección:

    • cultivo a nivel

    • cultivo en fajas

    • terrazas y bancales

    Si una parte de los cultivos está protegida de alguna manera, calcularemos su porcentaje respecto al total de la cuenca y le hayamos el factor P. Sumamos los distintos P. No existen prácticas de conservación P =1.

    Para lo que es útil, si se aplica bien, es para comparar datos entre distintas cuencas. Según W&S se puede comparar la USLE también con:

    Tolerancia de perdida de suelo

    Valor máximo de pérdida de suelo admisible para que un cultivo se pueda mantener.

    Tolerancia en Tn/ha/año

    Profund. Raíces(cm) Sustrato favorable Sus.desfavorable

    0-25 2.2 2.2

    25-50 4.5 2.2

    50-100 6.7 4.5

    100-150 9.0 6.7

    >150 11.2 11.2

    Sustrato favorable! se puede recuperar de algún modo.

    Sustrato desfavorable! difícil de recuperar (sustrato rocoso)

    Laderas !sustrato desfavorable

    En cuencas

    Fondo de cuenca(valles)! sustrato favorable

    El valor máximo tolerable = 12,5 Tn/ha/año

    Es necesario siempre para hacer un buen estudio, comparar datos también con medidas en el terreno.

    2. Métodos de cuantificación de la energía hídrica

    Los más comunes son:

    Velocidad de infiltración

    Existen varios métodos para ello:

  • Infiltrómetro de doble anillo: consiste en un doble anillo metálico normalizado que se clava en el suelo y entre los dos anillos se mete agua, con un cronómetro medimos lo que tarda el agua en infiltrar.

  • Q i = coeficiente de inflitración

    i = Q = caudal vertido

    A·t A = área/2 anillos

    t = tiempo que tarda en infiltrar

    2. Simulador de lluvia. Placa perforada elevada respecto del suelo con h regulable y entrada de agua en la placa también regulable, bajo la placa se situa una parcela experimental con una salida y un colector. Podemos regular:

    - La cantidad de agua de lluvia (manómetro)

    - Tamaño de las gotas (tamaño de orificios)

    - Ec de las gotas (subiendo o bajando la altura de la placa).

    Erosión por salpicadura

    1. Se usa la taza de Splash de Morgan.

    En el segundo anillo, el central es más pequeño. Se entierra la estructura hasta que queda a ras del suelo el pequeño. Tras la lluvia se mide la cantidad de suelo perdido del anillo pequeño que ha pasado por salpicadura hacia el anillo grande.

  • Microperfiladores

  • Se colocan unos niveles a ambos lados del canal y se unen por una barra metálica. En esa barra se colocan muchas varillas de igual longitud que reproducen en una placa la morfología del canal a través de la medida de la profundidad en los distintos puntos del canal. Tras una tormenta se registran las variaciones.

    Placa metálica

    nivel

    varillas

    canal

  • Clavos de erosión

  • Varillas metálicas que se clavan hasta enrasar, tras la tormenta se mide cuanto se ha perdio.

  • Parcelas experimentales con captadores de energía

  • Se llaman “cajas Gerlach” y miden desde la parte baja de la ladera el sedimento que se ha perdido por ésta.

    Movimiento de Masas

    También se puede cuantificar la perdida de suelo por movimiento de masas. Para ello se ubica en el volumen de masa deslizada. Se hacen secciones a distintas alturas y se asimilan a figuras geométricas a partir de las cuales se calcula el volumen. Se puede calcular el espesor de la masa deslizada:

    • Excavando zanjas y clavando unas placas flexibles, unidas unas a otras verticalmente y se deja que el deslizamiento continúe un tiempo, luego se observa el desplazamiento respecto a la vertical, de ese modo se cuantifica el espesor de suelo deslizado.

    • Sondeos poco profundos, se coloca en el fondo del agujero un espejo. Periódicamente alumbro con la linterna, si no se refleja es que ha habido movimiento, introduzco una plomada con luz hasta que se refleja y mido la desviación.

    Tema 7. TÉCNICAS DE MITIGACIÓN DE LA EROSIÓN HÍDRICA

    Las técnicas se dividen en dos grupos:

  • técnicas de Protección de suelos. Actuaciones directas sobre el suel.

  • Técnicas Preventivas. Cambian la planificación de usos de una cuenca teniendo en cuenta la energía hídrica para minimizarla.

  • TÉCNICAS DE PROTECCIÓN SE SUELOS. TÉCNICAS AGRONÓMICAS Y MECÁNICAS.

  • Presentan una serie de problemas.

  • Problemas sociológicos o tradicionales

  • - Los agricultores por tradición tienden a cavar los surcos en el sentido longitudinal de la parcela para economizar la cantidad de surcos a realizar. En ocasiones esos surcos siguen líneas paralelas a la de máxima pendiente lo cual supone un aumento del riesgo de energía al proporcionar caminos preferenciales al agua con mayor poder erosivo en esa pendiente.

    MAL BIEN

    - En general las parcelas más fértiles están al pie de la ladera. Si tiene lugar el reparto del terreno por ejemplo en una herencia, para repartir con mayor calidad se tenderá a dividir la ladera en dirección a la máxima pendiente, para que todos los herederos tengan una parcela con alta fertilidad. Esa división, al igual que en el caso anterior, favorece la energía hídrica.

    - Los bancales constituyen una técnica habitual en agricultura y muy eficaz para combatir la energía hídrica. Con la llegada de la agricultura intensiva y extensiva esos bancales se han ido abandonando favoreciendo así la energía hídrica en bancales abandonados.

    Problemas de concienciación del agricultor

    Debido a que la energía es un riesgo natural poco catastrófico a corto plazo, las destrucciones tras una lluvia por ejemplo se suelen achacar por parte de los agricultores a esta y no a sus malas prácticas. Al no percibirlo es difícil convencerlos de la realidad. No queda más remedio para proteger el suelo en zonas cultivadas que la administración intervenga económicamente porque seguramente el agricultor no lo hará. Esta técnica además de económica debe de ser de fácil mantenimiento.

    Objetivo de las técnicas

    Buscan reducir la removilización del suelo por impacto de las gotas de lluvia y parar la arroyada.

    Tipos de técnicas

    • Técnicas generales de cultivo

    • Técnicas especiales de cultivo

    • Técnicas mecánicas

    1. Técnicas generales de cultivo

    - Fertilización sin abuso

    - Rotación de cultivos adecuada para no agotar las reservas del suelo.

    - Mantener el nivel de materia orgánica. (humificar)

    - Controlar el sobrepastoreo y pisoteo por ganado y demás animales.

    - Maquinaria agrícola adecuada al tipo de suelo, topografía y morfología de éste.

    - Riego no excesivo (para evitar la escorrentía) y si es riego por aspersión, evitar que sea a elevada altura para evitar impacto excesivo de las gotas.

    - No abusar de la quema de rastrojos. Las ventajas: elimina plagas, facilita laboreo, enriquecimiento del suelo en cationes de cambio (Ca, K, Mg). Los inconvenientes: Impide la humificación al eliminar materia orgánica, reduce la infiltración y el suelo quemado se endurece aumentando la erosionabilidad.

    - Incorporación de paja y rastrojos de cosecha pasada antes de la nueva siembra, para que sea asimilada por el suelo, aumentando así la materia orgánica. Es mejor que quemarla o eliminarla. También mejora la estructura del suelo (disminuye la escorrentía y aumenta la infiltración).

    2. Técnicas especiales de cultivo

    Son especiales porque hay que planificarlas antes de introducir un cultivo y además requieren mantenimiento. Muchas veces reducen la superficie de tierra cultivada además son muy laboriosas por lo que es difícil convencer a los agricultores para que las lleven a cabo.

    • Mantener la cubierta vegetal a lo largo del año. Esto es difícil en zonas mediterráneas por la estacionalidad del clima. En todo caso hacerlo en la medida de lo posible.

    • Laboreo a nivel. Consiste en cultivar los campos en el sentido de las curvas de nivel no en el de la máxima pendiente, ni oblicuos.

    0.5m

    • Cultivo en fajas alternantes. A lo largo de la ladera (con cierta pendiente), se cultivan unas zonas mientras que otras se dejan en barbecho o bien se cultivan especies vegetales distintas en fajas paralelas a las curvas de nivel. Las fajas actúan de filtro y retienen el sedimento, disminuye la escorrentía y cortan la longitud de la ladra homogéneamente al dividirla en segmentos de comportamiento distinto. Los especialistas recomiendan una anchura de faja proporcional a la pendiente del terreno.

    B(%) Anchura (m)

      • 45

      • 10

    • 30

    18 13

    • Instalación de barreras vegetales, arbustivas u otras con elevada capacidad de retención de sedimento. (por ejemplo el maíz disminuye la escorrentía)

    Estas medidas se pueden combinar con repoblaciones forestales, arados pequeños (laboreo mínimo para no remover mucho el suelo).

    3. Técnicas mecánicas de cultivo: consiste en la movilización de técnicas para cambiar la forma del campo y que suponen una inversión económica importante:

      • Terrazas: consisten en cambiar la morfología del campo mediante la formación de un surco y un lomo. El lomo favorece la infiltración y el surco favorece el desagüe, paralelamente a las curvas de nivel.

    lomo

    surco

    Se recomienda para pendientes longitudinales >10º. Hay muchos diseños:

    Perfil triangular y Perfil americano

    %

    Anchura (m) (entre 1 surco y el siguiente)

    3

    63,5

    5

    47

    10

    30

    20

    19

    Los arbustos que se recomiendan plantar aquí son para retener el agua de la lluvia y que no pase al canal y se evita así la escorrentía superficial, se retienen sedimentos y se retiene la propia estructura.

      • Nivelaciones: consiste en disminuir la pendiente a cero (aplanar el campo). Hay que tener cuidado con el material que queda al aire libre (cuando se quita el material de arriba), y también con el material que hemos quitado de un sitio para ponerlo en otro.

      • Rediseñar la forma de la parcela: que se adapte a las exigencias del terreno. Evitar que las zonas donde rellenamos quede relativamente alta con respecto a otras estructuras y que se generen procesos de piping en las proximidades de los canales.

    Hoy en día, para nivelar el campo, se utiliza la técnica del láser: sobre todo en campo de agricultura intensiva.

      • Bancales: escalonamiento de la ladera

    Bancal de

    talud

    El triángulo excavado = triángulo relleno.

    También se puede hacer otros bancales, mediante muros de contención (que son bloques unidos sin cementar).

    Bancal de pared, de muro o

    de piedra seca.

    Es costosa esta técnica, pero se ha usado desde siempre, por ello la construcción y el mantenimiento de bancales se ha ido abandonado, además, porque la superficie entre bancal y bancal es pequeña y actualmente las explotaciones son intensivas y extensivas y necesitan mucha superficie.

    En Canarias abundan los bancales.

      • Defensa y corrección de cárcavas y barrancos. Se actúa sobre las cárcavas, por ejemplo, rociando su superficie con gunita (mezcla diluida de cemento, agua y arena, que se rocía con mangueras y cementa casi instantáneamente). La gunita es una técnica barata, que se utiliza para proteger las superficies inestables.

    En los barrancos se intentan reforzar las paredes para evitar desplomes. Se represa el fondo (baja la pendiente longitudinal del lecho) y se escalona el fondo.

    Pero tras el gunitado, ese suelo no se vuelve a recuperar.

      • Concentración parcelaria. Tiene beneficios económicos y funcionales para el agricultor por disminuir la longitud de caminos y permite un mayor aprovechamiento de la superficie del terreno.

      • Otras obras de ingeniería que deberían tener en cuenta el proceso de erosión hídrica.

    Por ejemplo, cuando se construye una ladera, normalmente se transforma el perfil natural en otro artificial: se genera un relleno artificial con mayor pendiente que el originario, por lo que ahí se produce erosión. También en el talud excavado tiene una pendiente excesiva y sufre erosión.

    Talud de

    excavación

    carretera cuneta

    Talud de relleno

    Habría que evitar que las cuentas sean excesivamente impermeables para que haya infiltración. Además, si el lecho de la cuneta es plano, el flujo se acelera y a la salida de la cuneta se generan cárcavas, regueros o barrancos.

    Esto se puede evitar haciendo a las cunetas permeables y con cierta rugosidad para disminuir la velocidad del flujo y construir un elevado número de desagües por debajo de la carretera hacia la salida para impedir la concentración de flujos.

    Hay que intentar que la erosión de los taludes excavados y artificiales fuera mínima: plantando vegetación, introduciendo drenes o tubos: para que se vacíe la ladera y permita más infiltración.

    Técnicas para prevenir la erosión hídrica en cuencas fluviales

    Hay dos grupos generales de medidas:

  • Actúan sobre las causas que producen la erosión

    • Para poder actuar sobre las causas, primero hay que saber cuáles son estas causas: Estudio previo.

    Dentro de aquí, las técnicas más habituales son una reordenación de los usos de la cuenca, lo cual es complicado. Generalmente, cuando la erosión está avanzada, la técnica usada es:

    • La reforestación: el problema es qué plantar y dónde. Por ejemplo, en zonas semiáridas, es difícil plantar cerca de arroyos y barrancos porque es complicado que se asiente la vegetación porque en verano hay sequía y en invierno suele haber elevado Q. Habría que tratar mejor las laderas que nutren a los arroyos.

    Existen técnicas de colonización artificial de laderas, que utilizan determinadas plantas muy variadas. A veces para forzar la implantación de estos elementos, se introducen en la ladera, tubos de PVC y se deja que arraiguen las plantas.

    La reforestación a veces se ha hecho de forma extraña: se rellena el reguero y se replanta vegetación ahí. Todas éstas son técnicas blandas. Las técnicas que menos impactan sobre la dinámica de la cuenca.

    Si no hay más remedio, actúan los ingenieros, con:

  • Medidas estructurales. Por ejemplo:

    • pequeños diques o represas de gaviones (son bloques de rocas colocados de manera particular para que asienten bien el suelo y para que no se desmoronen se rodean de una valla metálica tensada). Los gaviones son bloques sueltos que no cementan y en ellos queda retenido el sedimento porque el agua pasa a través de ellos. Una vez que queda totalmente relleno, se planta encima. Se utiliza mucho en la cabecera (en zonas de montaña): abundan en Cazorla y en el Pirineo.

    El problema es que no sirven cuando se rellenan totalmente de sedimentos, y son un peligro en caso de lluvias torrenciales catastróficas.

    • Otra técnica es el escalonamiento o abancalamiento del lecho, con troncos bien ordenados. Las presas también pueden retener a los sedimentos, aunque no se suelen construir para ese fin.

    Las cuencas reguladas son aquéllas que tienen una proliferación importante de embalses. Pero tienen problemas: Fig 6.16 (pág 18).

    (*) el nivel de base del río sube y aumenta el gradiente y aguas abajo, aumenta la erosión: para todo tipo de represamientos. Hay que prever esta erosión aguas abajo e intentar disminuirla.

    • En los canales también se actúa construyendo diques laterales para disminuir la sinuosidad del canal y estabilizar el canal (rectificándolo). Fig 6.17

    El problema aquí es que cuando se desborda el río (el canal) por tormenta, hay inundación entre el dique y la ladera.

    Existen técnicas de diseño de canales artificiales que intentan facilitar la recolonización animal.

    Esquema pág 18. Las presas tienen multitud de problemas alrededor de las cuencas:

      • Efectos hidrológicos (por ejemplo, se pierde agua debido a la evaporación en los embalses)

      • Problemas edáficos: producen salinización, hidromorfismos...

      • Problemas geomorfológicos: desencadenan terremotos; se favorece la rotura de rocas porque ésta está húmeda; erosión costera acelerada; se cambia el nivel de base; hay deslizamiento en las laderas del embalse por el efecto del llenado (se empapa el suelo de agua) y el vaciado de los embalses y puede llevar a la rotura de la presa porque la ladera deslizada cae sobre el agua del embalse y se forman olas que pueden superar a la presa y llegar incluso a romperla.

      • Generan cambios climáticos locales.

      • Generan efectos ecológicos (flora y fauna).

    TEMA 8. EROSIÓN EÓLICA. PROCESOS

    Es un proceso que se da menos en nuestro país, pero es más importante en Sitios donde se da la desertificación.

    Pág 19 de fotocopias. Fig 14.1 Perfil de velocidades de las partículas debido al aire. Hay una capa limitante donde disminuye exponencialmente la velocidad y una capa balsa, donde se da el flujo lento turbulento. No hay flujo laminar debido a la baja densidad del aire.

    1. Veloc. viento 2. veloc. viento

    flujo f.tranq

    tranquilo

    f. turbulento f.turb

    gradiente eólico grad. Eólico sobre

    sobre superficie lisa superficie rugosa

    La rugosidad de la superficie influye mucho porque el flujo del viento sigue la ecuación de Bernouilli:

    v2/2 + P +  = cte

    que dice que el efecto de la velocidad y de la presión son constantes. Si aumenta una, disminuye la otra y de aquí se deriva el efecto de la flotación.

    Cuando aumenta la velocidad del flujo, disminuye la presión y hay fuerza de flotación. Cuando disminuye la velocidad del flujo, aumenta l presión y se impide que se eleven las partículas.

    La rugosidad del terreno es muy importante en la suspensión de las partículas.

    Fig 14.2 Mecanismos de transporte:

    • Rodamiento (creep)

    • Saltación: más importante debido a la alta diferencia de densidad entre las partículas y el aire, por ello saltan más las partículas en el aire que en el agua.

    • Suspensión

    Fig 14.3: trayectoria de las partículas.

    El impacto, normalmente rompe los enlaces mecánicos entre las partículas del suelo y entonces las partículas saltan con más facilidad y el impacto de una sola partícula puede provocar la saltación de muchas partículas, y éstas provocan la saltación de otras, y así sucesivamente, por eso la velocidad mínima necesaria del viento para mover las partículas, va a variar.

    Si hay saltación, la velocidad necesaria para mantener el traslado es menor.

    12-12-02

    Transparencias: terrazas en el Valle del Rhin (Alemania).

    A menor pendiente, mayor anchura del bancal.

    Pág 19. Gráfica (*) Con vientos intermedios se produce mayor erosión eólica, con velocidade=10-15m/s, porque aunque no transportan grandes cantidades de arena, son los más frecuentes.

    1. TORMENTAS DE POLVO

    Es una de las manifestaciones más directas de la erosión eólica y nos puede indicar la magnitud de la erosión. Estas tormentas consisten en masas de partículas de tamaño muy pequeño (tipo limo y arcilla: 2-50) que tienen grandes dimensiones (las tormentas), y afectan a todos los continentes.

    Generalmente, siguen trayectorias bastantes constantes y están ligadas a vientos fuertes cálidos y secos.

    Ejemplo de trayectorias más habituales: pág 19 Fig 50

    Las más importantes parten de los principales desiertos (del Sáhara, del Gobi...). Forman grandes nubes que pueden tener anchuras de 500-600Km y longitudes de hasta 2500Km y alturas de 5-7 Km.

    Estas nubes de polvo se forman a partir de la erosión eólica de suelos desprotegidos y su frecuencia ha aumentado en el siglo XX, sobre todo en la segunda mitad.

    Las zonas más afectadas son las que rodean perimetralmente a las áreas desérticas.

    Supone un transporte importante de partículas. La cantidad anual de polvo del Sáhara que se exporta al Atlántico se estima en 260 millones de toneladas. Se conoce como Simun en el Sáhara.

    Estas nubes dan problemas de visibilidad , de toxicidad, de asfixia... Así, Egipto se ve afectado por una media de 10 tormentas al año.

    Es una consecuencia de la mala gestión y prácticas agrícolas del suelo.

    El caso más conocido de generación de tormentas de polvo debido a una mala gestión agrícola fue en EE.UU. en la primera mitad del siglo XX. Ha pasado a la historia como el Dust bowl. Afectó al centro del país. Se produjo como consecuencia de una sobreexplotación agrícola por cultivo abusivo del algodón y al llegar la primera sequía importante produjo esta tormenta de polvo.

    Este fenómeno se ha repetido en EE.UU. con las siguientes sequías.

    Como consecuencia, el polvo aterra estructuras, puede caer en embalses, puede cubrir otros cultivos, y si el polvo es salino (normal en ambientes subdesérticos), puede afectar a las construcciones, produce contaminación, problemas sanitarios...

    El único efecto positivo es que la composición química del limo y arcilla de la tormenta es rica en nitrógeno y en fósforo (procedente de la deflacción del horizonte A del suelo) y al decantar, pueden fertilizar otros suelos.

    En España son las islas Canarias las que sufren más las tormentas de polvo, debido a su proximidad a las costas de África. También el SE de la península se ve afectado y Sicilia.

    2. DETRUSIÓN

    Asociado a la erosión eólica.

    Consiste en el pulimentado del suelo por deflacción. Las partículas se evacuan por acción del viento y las partículas pequeñas rellenas pequeños huecos intersticiales, y las otras se evacuan y el suelo queda plano, con menor rugosidad y aumento de la velocidad del viento, ya que depende de la rugosidad.

    Este aumento de la velocidad hace que sigan puliéndose el suelo. El proceso se retroalimenta.

    En suelos con poco espesor, lo que tenemos al final es un afloramiento del sustrato rocoso (desaparece el suelo).

    Esta superficie del suelo pulido, donde aflora la roca se llama hamada.

    Si el suelo tiene más espesor, compuesto por partículas de distintos tamaños, la acción del viento exportará las partículas pequeñas y la detrusión consiste en esta evacuación de partículas pequeñas y enriquecimiento en partículas grandes y formando lo que se conoce como pavimento o reg (se obtiene al final un suelo pedregoso). Inservible para cultivo.

    En zonas desérticas, los cantos que se quedan suelen ser cantos afacetados con caras planas, debido a la erosión eólica. Se llaman ventifactos.

    Yardang: afloramiento rocoso en forma de quillas, orientados según la dirección del viento.

    3. Factores de erosividad eólica

    Se agrupan en dos factores principales:

  • Flujo o intensidad del viento( r ):

  • i= dirección del viento

    r= proporcional a  y f en cada una de las direcciones en que sopla el viento

    = velocidad media

    f= frecuencia

    Para un mes, por ejemplo, lo que se hace es la suma de las magnitudes para cada dirección y nos da una idea media de la capacidad del viento para producir deflacción sobre el suelo.

    Para que la medida del suelo sea normalizada, el anemómetro debe situarse a una altura de 30 cm del suelo. El problema es que el cálculo de “r” no tiene en cuenta factores climáticos, como la humedad, ya que los vientos más erosivos son los más secos.

  • Aspereza o rugosidad superficial: es un factor inherente al suelo, pero de la aspereza depende la velocidad del viento. Es un factor intermedio entre erosividad y erosionabilidad.

  • Factores que controlan la rugosidad superficial:

      • Vegetación: a mayor vegetación, mayor rugosidad, menor velocidad del viento. Es más eficaz la cobertera de vegetación no leñosa que no se tumbe con el viento. Las coberteras vegetales más eficaces son los pastos (por su alta densidad), las leguminosas, y los residuos de cultivos no recogidos.

      • Formación de terrones: bloques de suelos arcilloso, típico de campos de cultivo. Estos terrones son fracciones no erosionables. Lo que se erosiona es lo que hay entre un terrón y el otro. A mayor tamaño de terrones, mayor rugosidad.

      • Existencia de montículos y pequeñas elevaciones de material no erosionable: protegen al suelo viento abajo. No interesa que los montículos sean mayores a 0,5-1m, porque si no, se puede acelerar al viento.

      • Cinturones de protección de hileras de árboles, de setos. También protegen al suelo antes y después de la llegada del viento, lo frena. La zona protegida es directamente proporcional a la altura del obstáculo. Esta hilera debe ser continua, sin huecos para evitar que el viento pase por el hueco y aumenta su velocidad.

      • Cambios en la topografía: en zonas elevadas (lomas), la velocidad del viento es máxima en la cima de los montes. Además, las cimas de los cerros son las más secas, por ello, junto con el aumento de velocidad del viento, sufren más erosión.

    4. FACTORES DE EROSIONABILIDAD EÓLICA DE LOS SUELOS

    La estabilidad de un suelo depende cuatro factores:

  • Agua: es un aglomerante. Facilita la cohesión de arcillas. Con un 2 ó 3% de humedad, se necesita una velocidad de viento elevada para poder erosionar, así que se reduce la erosionabilidad. Hay que recordar a las costras superficiales (generadas por el impacto de gota de lluvia), que lo exponen más a la erosión eólica.

  • Textura: relacionada con la capacidad de retención de agua. A mayor cantidad de arcilla y limo, hay mayor cohesión en el suelo, mayor retención de agua, mayor cantidad de terrones y mayor tamaño de terrones, y por tanto, menor erosionabilidad. Lo contrario ocurre con los suelos arenosos. Si hay exceso de arcilla, los terrones se agrietan fácilmente y no es aconsejable. Lo correcto es un suelo franco.

  • Cementación: los suelos con más materia orgánica, son suelos más cementados y producen terrones más estables. Así para proteger a los suelos, lo que se hace es humificar al suelo.

  • Procesos disgregantes en el suelo: factor negativo. Por ejemplo, adición de cal o carbonato cálcico, debilita al suelo y aumenta su erosionabilidad eólica, excepto si son suelos arenosos. La adición de carbonato cálcico puede actuar un poco como cementante. El excesivo barbecho de un suelo disminuye los terrones y el suelo se hace más erosionable. En áreas frías, no muy elevadas, el proceso de hielo y deshielo genera roturas en el suelo.

  • Loess: acúmulo de partículas limosas arrastradas por el viento en ambientes fríos.

    En la península Ibérica, no encontramos, pero de Alemania para arriba sí, en Canadá, Norte de EE.UU. y Eurasia.

    5. INDICADORES DE EROSIÓN EÓLICA

    Son 5 básicamente:

  • Cambio en la textura y en la fertilidad de un suelo: Pérdida de partículas finas del horizonte superficial del suelo. A veces, en superficie se ven morfologías que recuerdan a los ripples: son áreas residuales donde no se ha llevado el viento y áreas de evacuación.

  • Desaparición del horizonte A: y llega a aflorar el horizonte B

  • Aparición de suelos escaldados: son suelos pulidos y secos, con una superficie endurecida por la acción del viento. En estos casos, las plantas no suelen arraigar en el suelo. Hay déficit hídrico, déficit de oxígeno y al cabo del tiempo, la planta muere.

  • Afloramiento de raíces: exposición subaérea de raíces en pequeños taludes. Es también indicador de erosión hídrica.

  • Sombras de arena: acumulaciones de arenas a sombra de setos, vallas... de cualquier objeto.

  • Nebkha: sombras de arena de cierto tamaño, formadas a sombra de vegetación.

    Si la erosión eólica es muy importante, también se muestra en paredes: acanaladuras o surcos en paredes, o socavamiento y descalce de postes.

    TEMA 9. MÉTODOS DE ESTUDIO Y MITIGACIÓN DE LA EROSIÓN EÓLICA

    Hay poco escrito sobre la erosión eólica.

    Las aproximaciones que se han hecho son similares a las que se hicieron en la erosión hídrica:

    -Métodos estimativos: se calcula de forma teórica la erosión potencial.

    -Métodos de medición in-situ.

    1. ESTIMACIÓN DE LA EORSIÓN EÓLICA POTENCIAL

    Existen aproximaciones mediante modelos matemáticos, que derivan de técnicas de laboratorio. Estos modelos predicen la cantidad de partículas transportadas por un determinado viento.

    Los modelos parten de una ecuación propuesta por Bagnold (1941), el cual propuso:

    que predice la cantidad de partículas transportadas por el viento en una sección unitaria en una unidad de tiempo.

    C: constante empírica que depende de cada sitio y que depende de la distribución horizontal de tamaño de grano (de la textura).

    d: tamaño medio de grano

    D: constante. Tamaño estándar de la arena =0'25mm

    u*'= velocidad friccional del viento sobre una superficie que ya está en erosión (ya funciona la saltación).

    El problema está en C. Así que hay autores que proponen algo similar a la USLE.

    En 1965, Shepil estableció 1 ecuación similar a la USLE y tuvo en cuenta a estos factores: E=f(I,k,C,V,L): la cantidad de erosión potencial de un suelo medida en T/acre.año es función de T,k,C,L,V.

    I: índice de erosionabilidad del suelo

    K: aspereza superficial

    C: factor climático

    L: fetch: superficie lisa máxima

    V: cobertera vegetal

    Esta ecuación es mucho más compleja que la USLE, y por ello no ha tenido mucho éxito.

    En España, ICONA estableció tablas y según los indicadores de erosión, se puede ver si la erosión es severa, moderada o débil.

    2. TÉCNICAS DE CUANTIFIACIÓN IN-SITU DE LA EROSIÓN EÓLICA

    Son similares a los métodos de cuantificación de la erosión hídrica:

  • Se clavan clavos y se mide la velocidad a la que se reduce el suelo

  • La cantidad de partículas arrastradas. Para ello se utiliza un tubo que se entierra en el suelo y en él caen partículas arrastradas por el viento por saltación

  • Otro aparato muy caro es el Psamógrafo.

    El problema es que estos aparatos, de por sí, inciden sobre la dirección del viento, y por ello se propone que se ajusten previamente en túneles de viento.

    Se utilizan mucho en Fuerteventura y Lanzarote (los únicos desiertos de España).

  • Cartografía de zonas deflaccionadas y de zonas de acumulación de arenas, para ver la dirección del viento. Se suelen usar fotos aéreas en color.

  • 3. TÉCNICAS DE MITIGACIÓN DE LA EROSIÓN EÓLICA

    Supone un problema porque las partículas arrastradas se acumulan en lugares no deseados.

    • Plantar cultivos adecuados resistentes al viento.

    • Mantener el humus (humificar) y la humedad del suelo (humidificar).

    • Rotación de cultivos.

    • Plantar los cultivos bajo superficie y así se evita la deflacción de semillas y que cuando la planta nazca, ya tenga cierta resistencia al viento.

    • Cubrir el suelo con una capa protectora que es mezcla de agua, fertilizantes y materia orgánica.

    El sur del Sáhara es el más afectado por la desertificación.

    Métodos para frenar el avance de las dunas:

    • Empalizadas de maderas, que deben permitir el paso del viento y se produce acumulación de arena antes y después de la empalizada.

    • Mimbreras: aunque es ineficaz.

    • Vegetación: se puede intentar plantar barreras de vegetación.

    • Los surcos del arado de los cultivos: se hacen perpendicularmente a la dirección del viento.

    • Cuando hay dunas muy móviles: se llegan a cubrir con piedras, con mezcla de agua y sal que endurezca al perfil.

    TEMA 10

    No es fácil delimitar las características climáticas en los desiertos por dos razones principales:

    - No se disponen de datos climatológicos suficientes y fiables ya que se necesitan series prolongadas de datos en lugares donde apenas vive nadie.

    - Los criterios de delimitación son dispares de modo que existen multitud de propuestas para la caracterización climática de propuestas de las zonas desérticas(20.1, 20.2). Estas clasificaciones tienen el problema de que las áreas semiáridas quedan pobremente definidas.(20.3) Este índice concentra su atención en las áreas de transición.

    La UNEP(1992) en uno de sus informes sobre desertificación, propuso 1 índice . P P: precipitación media nual

    I= ETP: evapotranspiración potencial

    ETP

    Zona hiperárida! I<0.005

    Zona árida! 0.05<I<0,20 ! clasificación en función del índice I

    Zona semiárida!0.20<I<0.5

    Zona subhúmeda seca!0.5<I<0.6

    Según el criterio de GROVE (1997) el cual solo tiene en cuaenta la precipitación anual, se clasifican las zonas desérticas en:

    Zonas semiáridas: 200-500 mm

    Zonas áridas: 25-20 mm

    Zonas hiperáridas: 12 meses sin lluvia.

    El clima no es para nada un determinante de las zonas desérticas solo es un factor más. Otros factores que influyen mucho en la desertificación de una zona son:

    - régimen de vientos.

    - régimen hídrico

    - cobertera vegetal

    - acción humana.

    1. CAUSAS DE LA DISTRIBUCIÓN DE ÁREAS DESÉRTICAS EN EL MUNDO

    Esta distribución responde básicamente a cuatro factores:

    1. Factor zonal: Zonabilidad climática (el clima es el principal factor que explica la desertificación en determinadas zonas). Células de convección establecidas por latitudes. En determinadas latitudes en las que convergen células no se producen precipitaciones áreas desérticas.

    Estos son los llamados “ Desiertos zonales” se caracterizan por ser áreas muy extensas en las que predomina durante todo el año las condiciones anticlimáticas. Ej. De desiertos zonales:

    Sáhara

    Península arábica !hemisferio Norte

    Australiano

    Kalahary ! hemisferio Sur

    2.Continentalidad: Referida a áreas muy alejadas de la costa. Los frentes descargan su humedad conforme entran en áreas continentales hasta ciertas zonas en las que los frentes están secos en esas áreas muy continentales y alejadas de la costa donde no precipitan.

    Los “desiertos continentales” solo se dan en grandes continentes. Se caracterizan por una variable extrema muy alta temperatura de día y muy bajha de noche, y en invierno incluso nieva. No son tan extremadamente desérticos como los zonales ya que tienen reducidas zonas hiperáridas y amplias zonas semiáridas. Ej. Centro de Asia.

    3.Orografía: Son áreas localizadas a sombra pluviométrica de frentes meteorológicos al pie de sistemas montañosos costeros pero hacía el interior.

    Desiertos de sombra

    pluviométrica

    4.Efectos climáticos locales: Dan lugar a condiciones meteorológicas particulares:

    Los de menor extensión son: Venezuela, Brasil y Madagascar

    Los desiertos costeros están en: Perú, Bolivia y Chile, que con los que están en África (Namibia y Angola). Se deben más bien a procesos oceanográficos. El ascenso de agua fría desde el talud hacia la costa, hace que exista menor evaporación, además por su latitud no suelen verse afectados por grandes frentes meteorológicos. Pueden formarse ciertas nieblas y rocíos, pero no masas nubosas.

    Otro factor climático local es el ALBEDO ( reflexión de rayos solares desde la superficie atmosférica). El color del suelo en los desiertos influye en la Tª y Q. Los desiertos rocosos tienen tonos más oscuros, son más cálidos que los desiertos arenosos de tonos más claros, oscuros! absorve radiación y no refleja a alta temperatura.

    2. CAUSAS DE LA DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA DE DESIERTOS EN ESPAÑA

    Fundamentalmente existen tres áreas desérticas en España que coinciden con las de Europa porque no existe otro país con desiertos en este continente.

    CANARIAS

    Debido a su proximidad al Sahara y a su latitud. Las islas más áridas son las orientales (Lanzarote y Fuerteventura). Estas islas son bajas altitudinalmente lo cual unido a su escasa orografía impiden la condensación de aguas en sus cumbres y por tanto precipitación. Además reciben los vientos cálidos y secos del Sahara.

    En el resto de las islas hay un gradiente progresivo hacia el oeste. La Gomera y el Hierro son las más húmedas. En las más centrales: La Palma, Tenerife y Gran Canaria existe un claro gradiente no solo E-O sino N-S.

    El archipiélago esta afectado principalmente por los vientos alisios provenientes del N-O muy húmedos los cuales originan corrientes litorales dirigidas hacia el sur q dan lugar a sedimentación de arene en zonas meridionales y dan lugar a grandes playas.

    En las zonas N se produce el efecto FOHEM que provoca que las zonas meridionales se sitúen a sombra pluviométrica de los vientos húmedos.

    BANDA ALMERIA-MURCIA.

    Se extiende con mucha intensidad hacía Alicante por el N y hacia Granada y Málaga por el oeste. La acidez, en este caso, viene dada por la lejanía a los frentes meteorológicos atlánticos. Además se encuentran a la sombra pluviométrica de la cordillera Bética y Sierra Morena. Todo esto unido a la proximidad al Norte de África hace que a veces reciban vientos cálidos y secos.

    Características:

    Pluviométría media = 200-230 mm

    Mayor fluctuación térmica a lo largo del año

    Tª máxima (1/2 del mes) = agosto 26 º C

    Tª mínima (1/2 del mes) = enero 12º C

    Más de medio año hay déficit hídrico permanente. Los desiertos no son extremos. Son las principales zonas semiáridas de la península. Ej. Desierto de Tabernas.

    OTRAS ZONAS CON CARÁCTER SEMIÁRIDO

  • depresión del Duero ( Valladolid)

  • Cuenca del Tajo ( Toledo y oeste de Cuenca)

  • Cuenca del Guadiana ( Ciudad Real- Albacete)

  • Cuenca del Guadalquivir ( Sevilla-Huelva)

  • Depresiones interiores ( Guadix y Catalayud-Teruel).

  • CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LOS DESIERTOS.

  • Desde el punto de vista climático se distinguen dos tipos de desiertos:

  • D. Fríos.

  • D. Cálidos

  • (el límite entre ambos viene dado por la Tª media del mes de mas frío)

    CARACTERÍSTICAS DE LOS DESIERTOS FRÍOS

  • Típicamente continentales.

  • Latitudes medias

  • Gran oscilación térmica

  • Precipitación muy condicionada por la topografía al ser desiertos principalmente montañosos. Son comunes las nevadas.

  • En invierno la evaporación es mínima, baja temperatura, precipitación baja y fuertes vientos que dan lugar a desecación.

  • CARACTERÍSTICAS DE LOS DESIERTOS CÁLIDOS

  • Tª elevada, provocada por la fuerte insolación po la inexistencia de nubes debido al carácter anticiclónico de estas zonas. El aire ronda los 58º, de noche se irradia

  • Temperatura elevada, provocada por la fuerte insolación por la inexistencia de nubes debido al carácter anticiclónico de esta zona. El aire ronda los 58 ºC, de noche se iradia el calor acumulado durante el día. Por lo que la temperatura muy baja de lugar a amplitudes térmicas acusadas menores a 20 ºC. Alta latitud y por tanto existe cierta estacionalidad en la temperatura que no es constante durante el año.

  • La máxima temperatura registrada en la superficie del suelo fue en la ribera del mar rojo, igual a 83,5 ºC. En desiertos costeros, las oscilaciones térmicas son menores, oscilaciones menores a 10 ºC.

  • Precipitaciones bajas. Estas tienen un comportamiento irregular. La lluvia son debidas a fenómenos convectivos y suelen ser tormentosas, impredecibles, breves aunque intensas. Una sola tormenta puede superar el valor de la precipitación total de años anteriores. Se han registrado períodos de hasta 10 y 14 años sin lluvia. Los desiertos costeros suavizan las situaciones pluviométricas extremas.

  • Vientos fuertes. Asociados a diferentes aportes de temperatura y presión entre las áreas extensas. En superficies secas dan lugar a tormentas de polvo. Generalmente se dirigen desde zonas centrales de los desiertos, hasta zonas marginales. Nombres comunes de estos vientos son: alisios, simon…

  • Evapotranspiración alta.

  • TEMA 11. CARÁCTERÍSTICAS DINÁMICAS DE LOS DESIERTOS

    1. CLASIFICACIÓN GEOLÓGICA DE LOS DESIERTOS

    Se distinguen dos tipos básicos de desiertos:

    a)Desiertos de escudo y plataforma, también llamados cratones. Presentan superficies amplias y planas aunque con un ligero abombamiento central. Están formados sobre materiales muy antiguos,(ej: Africa, Australia…) Orográficamente se caracteriza por una inmensa plenitud, levemente interrumpida por pequeños relieves de origen volcánico (Sahara,…), en ocasiones se encuentran zonas deprimidas localizadas por ejemplo en África, en los valles de Rifft, en Kenia. Se caracterizan también amplios complejos dunares: Erg y Reg. También es posible la localización de Yardangs.

    En las zonas marginales de elevada planitud, la escasa pluviometría impide la consolidación de una red fluvial, por lo que el agua se acumula en amplios lagos deserticos (depresiones lacustres), de bajo espesor y tiempo de vida, ya que rápidamente se evaporan.

    b)Desiertos de montaña y depresiones. Son característicos de zonas tectónicamente activas, con relieves elevados que dan lugar a fallas y depresiones alternantes. Los relieves en altitud se ven sometidos a una intensa denudación y desgaste mecánico por energía principalmente hídrica. Los productos se acumulan en las depresiones y dan lugar a la formación de abanicos aluviales, glacis o pedimentos, etc. Es típica la formación de lagos en las áreas encerradas entre los abanicos aluviales. Son lagos deserticos llamados playa lakes.

    El viento no tiene mucha importancia en estos desiertos ya que los relieves elevados lo frenan, ejemplo Asia central.

    2. PROCESOS DE METEORIZACIÓN DE LOS SUSTRATOS ROCOSOS EN AMBIENTES DESERTICOS

    1.Física:

    - Insolación

    - Humectación y secado en zonas periféricas

    - Crioplastia o gelifracción

    - Descamación de rocas, tafonización

    2. Química:

    - Disolución

    - Eflorescencias salinas: debido a las lluvias torrenciales en rocas porosas, las rocas se empapan de agua y una vez que ya no llueve, esta agua se evapora transportando sales, y éstas quedan en la superficie en forma de costrones. Se da también en suelos arcillosos.

    - Caliches: en suelos encostrados donde el material arenoso queda cementado o endurecido por precipitaciones de sales o calcita.

    Todos estos suelos son raquíticos, de bajo espesor y mala ordenación interna. Los suelos típicos de ambientes áridos son aridisoles, en los que se reconocen algunos horizontes y los entisoles en los que no se reconocen. La acción del viento da lugar a la formación de hamadas (superficies escaldadas y arrasadas por el viento que dan lugar a regiones con cantos afacetados y dunas: longitudinales, serpenteantes, bajanes).

    Los lagos salinos Sabkha que al desecarse forman costras salinas que el viento rompe y redistribuye (tormentas salinas).

    La acción del agua sólo tiene lugar durante tormentas torrenciales, lo más característico de esta morfología son los glacis. A los ríos efímeros se les denomina Gladis.

    TEMA 12. EL CONCEPTO DE DESERTIFICACIÓN

    Hay un crecimiento de la población en las zonas degradadas o en peligro de degradación.

    La concienciación de la desertificación se da a partir de una sequía que hubo a finales de los años 60 en el Sahel, con consecuencias catastróficas que atrajo la atención de todo el mundo.

    El hombre es la principal causa de los procesos de desertización. En los años 70 se dieron muchos planes de actuación y han ido disminuyendo desde entonces.

    La UNESCO, en 1951, dedicó una investigación de zonas áridas: AZPR, publicándose los resultados de esta investigación.

    En 1977, la UNESCO publicó un mapa de distribución mundial de zonas áridas. En Nairobi se celebró la UNCOD (I Conferencia Internacional sobre la desertificación), donde se definió a la desertificación como la principal causa de degradación del suelo.

    Esta Conferencia fue el punto de partida para el desarrollo de grupos de trabajo, de planes de actuación... se inició un programa para la mitigación de la desertificación: PACD a finales de los años 70, que consistió en repartir cuestionarios a la población de 91 países, para obtener un estado actualizado de la desertificación en el mundo. Se publicaron los resultados en 1984 (GAP'84). Este primer informe fue un fracaso y los resultados eran muy subjetivos.

    Se hizo otro GAP, el GAP II que se concluyó en 1992.

    Los resultados del cuestionario se combinaron con otros que tenía la UNESCO y se publicaron en la UNCED'92. Este informe (UNCED'92) sí constituye el documento básico más actualizado sobre la desertificación de la Tierra.

    Estos resultados se van publicando en forma de artículos, de informes...

    1. DEFINICIONES

    • Desertización: es sinónimo de despoblación.

    • Desertificación: degradación de tierras en áreas áridas, semiáridas y secas-subhúmedas, como resultado, fundamentalmente, de un impacto humano adverso.

    • Degradación de tierras: deterioro de un terreno por las causas que sean y en el clima que sea.

    • Aridificación: concepto más bien climático, que se refiere al aumento de la aridez (falta de agua necesaria para los seres vivos) y tiene un carácter permanente. Puede ser sinónimo de desecación.

    • Sequía (drought): corresponde también a una falta de agua, pero esta falta es temporal e inesperada. Es un mínimo hidrológico dentro de un registro.

    Hay varios tipos de sequía:

        • Sequía meteorológica: cuando hay déficit hidrológico excesivamente prolongado en el tiempo. También distinguimos entre:

          • Local

          • Regional

          • Subcontinental

        • Sequía hidrológica: se refiere a un periodo prolongado de descenso de niveles de los ríos, lagos, embalses, pozos... Está también relacionada con la sobreexplotación de recursos hídricos.

        • Sequía agrícola: período en el que escasea el agua necesaria para mantener las prácticas agrícolas habituales. Muchas veces se mide como el déficit hídrico del suelo durante la estación de crecimiento de la planta. Depende del tipo de planta usada...

    TEMA 13.CAUSAS Y MECANISMOS GRAVES DE LA DESERTIFICACIÓN

    Las causas son muy variadas: de tipo social, históricas, políticas, geológicas (por ejemplo, la erosión), químicas (por ejemplo, la disolución)...

    Las más importantes las dividimos en 3 temas. En este veremos:

    1. Causas históricas, sociales, económicas y políticas

    • Históricamente, son las zonas semiáridas las que dieron lugar a las principales civilizaciones: Mesopotamia, Egipto...

    Hace 5000 años tuvo lugar el llamado Óptimo Climático Holoceno: período de calentamiento atmosférico, que en las zonas semiáridas aumentó las sequías y esta aridificación sirvió de estímulo a estas civilizaciones para desarrollar técnicas avanzadas de producción de alimentos. Fundamentalmente dos técnicas: uso del arado y sistema de riego, y tiene lugar la revolución agrícola o neolítica y se pasó del nomadismo al sedentarismo. Esta revolución agrícola vino acompañada paralelamente a la invención de la rueda, en torno al Creciente Fértil y sirvió para la comunicación con otras áreas limítrofes, de tal forma que los conocimientos sobre explotación agrícola en zonas áridas se extendieron hacia el Norte de la India y hacia Europa.

    El sedentarismo dio lugar a la aparición de las primeras ciudades. Esta situación se mantuvo durante toda la Edad Media. En la Edad Moderna hay un nuevo cambio cultural y tecnológico ligado a la evolución médica y a la revolución industrial (hacia finales del siglo XIX), aumentando la población de forma dramática en el siglo XX, lo que supone un problema, que lleva a la superpoblación del planeta a un crecimiento de 100 millones de habitantes al año. En las dos últimas décadas ha decrecido ligeramente. Todo ello supone una explotación de los recursos en los entornos de las ciudades.

    • Causas sociales: son dos fundamentalmente:

      • La insuficiente educación, que lleva al uso de una tecnología inapropiada en la explotación de recursos, que lleva a la contaminación, produce explosión demográfica.

      • Comportamiento de explotación inmediata del recurso para la subsistencia (se explota porque no hay otro remedio) y por lo tanto, estas regiones no son consientes de la degradación de los suelos, no se presta a la pérdida de superficie por sobreexplotación de recursos y todo esto es una barrera frente a la implantación de medidas de mitigación.

    • Causas económicas. Destacamos 3

      • En los países subdesarrollados hay carencias de recursos económicos, tanto para la implantación de medidas de mitigación como para su mantenimiento.

      • La explosión demográfica necesita una sobreexplotación de los recursos alimenticios e hídricos (se necesitan más terrenos para cultivar, sobrepastoreo...).

      • Economía global: la explotación de recursos en estos países subdesarrollados se suele hacer para beneficios de multinacionales o de países desarrollados, y generalmente esa explotación deja poco margen para la inversión en medidas de mitigación.

    • Causas políticas: hay 5 principales causas:

      • Guerras e inestabilidad civil; características de estos países con escasez de recursos.

      • Herencias del colonialismo: especialmente el británico.

      • Economía global que lleva a la sobreexplotación de los recursos y que produce un aumento de la deuda externa.

      • Fuerza política de las compañías petrolíferas, que llevan a un aumento continuo de la producción de crudo, presionan para un incremento de la producción de vehículos, y con todo ello, un incremento del calentamiento global y de la sequía en los países subdesérticos.

      • Orgullo de los países en vías de desarrollo que lleva a buscar una autosuficiencia alimentaria en una independencia de la explotación de los recursos.

    2. Actividades urbanas e industriales

    El desarrollo de grandes ciudades suponen un problema en zonas desérticas, ya que se sustituye el suelo y la vegetación por el asfalto, que es impermeable e impide la infiltración, aumentando la escorrentía y en ciudades que están sobre laderas, esto va a producir graves problemas de erosión. Ejemplo, Barrio de Fabelas en Brasil.

    También en las ciudades hay más circulación de vehículos que generan compactación del suelo y disminuyen la infiltración.

    Por otro lado, las ciudades generan residuos urbanos que favorecen la salinización y la contaminación de suelos.

    En cuanto a las actividades industriales, podemos hablar de las explotaciones mineras, que también generan contaminación, impacto paisajístico, erosión hídrica en las laderas de las explotaciones abiertas...

    Generalmente, se toman medidas de restauración de los suelos de una mina abandonada. Normalmente el suelo de una mina está acidificado y habría que encalarlo para aumentar el pH.

    Las explotaciones de petróleo, generalmente, están en países subdesarrollados y en zonas subdesérticas.

    La polución atmosférica que genera lluvia ácida que produce desfoliación, calentamiento global....

    Fig 1. Ejemplo de cómo se produce la acidificación de suelos por actividades industriales, ¿donde se produce la pérdida de productos acidificantes?

    ! ganancias

    !pérdidas

    Matriz de impacto de las explotaciones de recursos minerales (es una matriz de Leopold).

    Fig 4: ideas para minimizar el impacto visual

    Fig 7.4: lluvia ácida. Esta emisión de gases (SO2) a la atmósfera, ha aumentado en el siglo XX.

    Fig 7.16: lluvia ácida

    Fig 7.18

    Fig 11.8: (gráfica) descarga de ríos. A mayor urbanización, el período de retorno de las avenidas es menor.

    TEMA 14. PROCESOS DE DESERTIFICACIÓN I:

    SOBREPASTOREO, DEFORESTACIÓN, CULTIVO ABUSIVO

  • SOBREPASTOREO

  • El sobrepastoreo es un fenómeno exclusivo del siglo XX. El tipo de explotaciones ganaderas también ha cambiado. Ahora se ha establecido el tipo americano de rancho. Este estilo sedentario y rentable económicamente, ha sustituido al nomadismo en otras zonas como en África o Asia. Esto da degradación de suelos importante en muchas zonas alrededor de las granjas o ranchos.

    Los principales efectos negativos de las granjas o ranchos son 5:

  • Esquilmación de la vegetación, ya que estas concentraciones de ganado en un punto concreto desequilibra la carga ganadera sostenible (capacidad de carga ganadera del territorio) y el numero de cabezas del ganado. Incluso se ha llegado a sustituir la vegetación natural por la vegetación palatable o vegetación que come el ganado. Esto conlleva cambios en el suelo y en la hidrología del suelo.

  • Los pastos degradados por el ganado son colonizados por otras especies vegetales, que muchas veces se han visto que son tóxicas para el ganado o bien tienen poco valor forrajero, por lo tanto, disminuye la capacidad de carga del territorio. Ejemplo, los matorrales invaden rápidamente pastos degradados y además, el ganado no lo come y además, tampoco arde.

  • Por otro lado, en ocasiones se producen quemas controladas para favorecer el rebrote de plantas forrajeras. Tradicionalmente se hacen en momentos críticos, coincidiendo con la época de lluvia (erosiva en estos ambientes semiáridos).

  • Pisoteo del ganado: produce una compactación del suelo y el suelo se hace más vulnerable porque disminuye la infiltración y aumenta la escorrentía y esta vulnerabilidad también crece si el pisoteo se produce cuando el suelo está húmedo.

  • También se incluye aquí el paso de vehículos. Esto llega a tener gran importancia en grandes explotaciones ganaderas.

  • Sobreexplotación de acuíferos y sobreexcavación de pozos para abrevaderos.

  • Efectos negativos de orden bioquímico: contaminación que acompaña a las explotaciones ganaderas (sobre todo intensiva); producción de patógenos a través del orín y excrementos; contaminación por los pesticidas que se introducen en los pastos...

  • La baja rentabilidad de las explotaciones ganaderas hace que se lleven a cabo medidas de corrección del suelo y de medidas de disminución de la erosión.

    Técnicas preventivas de los efectos negativos del sobrepastoreo

  • Mantener un número de reses sostenible (sostener la capacidad de carga). Pero esto es muy teórico porque cada ganado y cultivo sostiene una capacidad de carga distinta. Es difícil de evaluar. Como regla general no habría que superarla.

  • Si enumeramos algunas técnicas adecuadas en líneas generales:

          • Hacer un buen uso del estiércol como fertilizante natural de los suelos.

          • Habría que tener una buena reserva de pienso como sustituyente o recurso alternativo del forraje natural.

          • Los pastizales deberían ser planos, sin pendiente y deberían tener un buen desarrollo de suelo.

          • No excavar pozos indiscriminadamente, sino racionalizar el uso de los recursos hídricos. La explotación de recursos hídricos debería adaptarse a la explotación de agua regional (explotación de agua para ganado y explotación para otros usos).

          • Volver al nomadismo o transhumancia. Son prácticas que deberían recuperarse en zonas semiáridas. Aunque debe evitarse en zonas muy áridas, porque la poca vegetación que exista puede ser desbastada por el ganado.

          • Evitar un excesivo pastoreo de los residuos de cultivo, al menos durante la estación seca, lo cual es complicado. Hay que buscar una explotación de campo de forma rotatoria (entre ganado y cultivo) en sistemas limítrofes entre áreas ganaderas y áreas agrícolas.

          • Sustituir especies de pastos anuales por especies perennes, porque estas últimas permiten rebrotes tras haber sido consumida por el ganado. Se recomienda mezclar y rotar varios tipos de plantas. Arbustos anuales se podrían compensar con hierbas.

          • Probar con otros animales.

    Zonas afectadas por sobrepastoreo:

            • Grandes pastizales. Centro y norte de EE.UU.

            • Chile

            • Pampa y Patagonia argentina

            • Suráfrica y Sagel

            • Límites de desiertos africanos y asiáticos

            • La India

            • Norte de China (limite con el desierto de Mongolia)

            • Australia

            • En Europa: en el tercio norte de la Península Ibérica (cuenca del Ebro y Duero), sur de Francia y centro de Italia

  • DEFORESTACIÓN

  • La deforestación es la pérdida de masa forestal. Tiene lugar de muchas maneras: incendios; tala mecanizada (supone un clareo selectivo de algunas zonas); en la roturación de una zona se tala de manera burda, se quema y luego se planta.

    La deforestación en la mayoría de las ocasiones, tiene como objetivo la roturación de tierra y extensión de cultivos.

    En ocasiones se deforesta para conseguir nuevos pastos, aunque casi está en desuso.

    Lo que más se da ahora es la deforestación con fines urbanísticos. En países pobres africanos (en zonas semiáridas) se usan árboles como combustible y también para la construcción.

    En las zonas semiáridas, como el Sagel, el problema de la deforestación es tan grave que permite hablar de crisis maderera en algunos países. En el Sagel, la leña supone el 90% del combustible.

    Esta crisis se relaciona con la explosión demográfica en esas zonas, también con la migración a las ciudades (aumento de concentración en núcleos aislados). En estos países se empieza a cortar madera viva, que impide la regeneración.

    Impacto de la deforestación (efectos negativos)

    Son 7:

  • Desprotección del suelo frente al impacto de las gotas de lluvia.

  • Se disminuye la evapotranspiración (ETP), por lo tanto, aumenta la cantidad de agua de escorrentía. Suele aumentar en un 50% el agua de escorrentía tras la deforestación.

  • Se elimina la hojarasca y el humus (Horizonte A) y la materia orgánica.

  • Aumenta, en unas 15 veces, la concentración de solutos en las aguas superficiales (de escorrentía). Hace disminuir la calidad de las aguas.

  • Si se eliminan las raíces en la deforestación, el suelo pierde cohesión. Si se dejan las raíces muertas, la materia orgánica se pudre, pero deja poros y huecos por lo que se infiltra el agua.

  • Si la deforestación se hace por incendio, el suelo quemado forma una costra que disminuye la infiltración y aumenta la escorrentía.

  • La construcción de caminos forestales (de acero), concentra los procesos erosivos en puntos concretos.

  • En la actualidad, la deforestación ha alcanzado problemas dramáticos. Es muy importante en Etiopía.

    Las zonas más afectadas por la deforestación son el norte de las Rocosas, cuenca amazónica, suereste asiática, India, centro de África, Europa (países del Este y en general, la cuenca del Mediterráneo, Turquía, Grecia y este y sureste de España).

    Se puede arreglar:

                • Deforestando donde no había bosque

                • Reforestando donde había y se perdió: es una práctica que no está equilibrada con las prácticas de deforestación. Actualmente se deforestan 12.000Ha y se reforestan 1000Ha. La reforestación también tiene problemas. Se hacen reforestaciones con monocultivos y esto supone problemas en el caso de enfermedades, porque se pierde todo el bosque. Además, los bosques monocultivos también se incendian con mayor facilidad que los bosques naturales, son más delicados, necesitan más dinero en plaguicidas.

    También hay que hablar de los bosques monocultivos reforestados explotados para maderas. En ellos, el suelo se va empobreciendo en nutrientes (se enriquece en algunos, pero se empobrece en otros). A esto se le añade el problema de la introducción de especies exóticas para explotación maderera. Por ejemplo, el eucalipto en España, que es una especie australiana. Su problema es que empobrece el suelo y dificulta la implantación de otras especies arbóreas. Además, no genera suelo.

    En España, la erosión de suelos debido a deforestación es un problema gravísimo, la causa de ello es histórica.

    Repaso histórico a la deforestación en España (no entra en examen)

    España en la época romana tenía gran cantidad de masa forestal, pero a la vez había una gran industria maderera. La etapa romana fue la primera etapa de la deforestación (sobre todo para su uso como combustible e industria maderera).

    Más de 1000 millones de toneladas de suelo se pierden en España por erosión y en algunas zonas se pierden más de 500toneladas/Ha.año

    Fig 1 (mapa de España), donde se ve el alcance relativo de la erosión, por comunidades autónomas.

    La erosión grave es más importante en Andalucía y Murcia, seguido de Madrid, Extremadura y Castilla la Mancha.

    Fig 7 (mapa de España): información del Instituto Geológico. Es grave en Castilla-León y Baleares.

    Fig 7.38: Estimación de ICONA: Sur y Este: zonas más afectadas. Aunque este mapa no es muy fiable ya que han puesto a Cádiz como una de las provincias de Andalucía con más erosión, cosa que no es cierta.

    Desde un punto de vista económico, en España la erosión produce pérdidas, que para el período de 1986-2016, se estiman en 0'87 billones de pesetas (más de 5000 millones de euros). En algunas zonas se han llegado a superar las pérdidas de 3.000 euros/Ha.

    Según los datos del Instituto Geológico, más del 30% del territorio español sufre erosión grave y el otro 45% sufre erosión que se puede acentuar.

    Un problema añadido es que las partículas y los suelos arrastrados están aterrando los embalses, de forma que estos embalses se inutilizan y además, se eutrofizan porque el suelo arrastrado lleva materia orgánica. Esta es la causa principal de desertificación en España.

    Fig 3 (mapa de España). Zonas susceptibles de sufrir desertificación: depresión del Ebro, Este de la cuenca del Tajo y Huelva.

    Mapa de zonas áridas de España (a la izquierda y arriba de la fotocopia).

    Fig 7.36 Ejemplo de cómo tras la deforestación aumenta la escorrentía.

  • ROTURACIÓN Y CULTIVO ABUSIVO

  • La principal consecuencia de esto es el aumento de la erosionabilidad del suelo. La agricultura del arado aumenta la escorrentía; aumenta la densidad de drenaje unas 10 veces; desencadena procesos de piping, disminuye la ETP; acelera la evacuación de agua (y por lo tanto, nutrientes), del suelo. Por todo esto, se suele hablar de la erosión agrícola.

    Muchas plantas cultivadas tienen menos biomasa que las plantas naturales, por lo tanto, la agricultura supone una pérdida de materia orgánica del suelo, y con ello, pierde cohesión, estabilidad.

    En los cultivos extensivos (que abarcan amplias zonas), se suele dar un abuso de fertilizantes químicos (que se evacuan rápidamente porque el suelo tiene menor capacidad de infiltración y porque hay exceso de agua por el riego) y van a parar a cuencas fluviales y son fuente de contaminación.

    El suelo se compacta, sobre todo cuando usamos maquinaria pesada, y el suelo se hace poco drenante, pudiéndose a llegar a procesos de hidromorfismo.

    Otra práctica que tiene a veces efectos negativos es la quema de rastrojos, que destruye la materia orgánica, deshidrata el suelo y también destruye la microestructura del suelo.

    La explotación abusiva tiende a ocupar áreas más marginales, por ejemplo, con mayor pendiente que hace que aumente la erosión.

    La recuperación natural de tierras que han sido roturadas previamente, es muy complicada porque el suelo ha perdido su estructura original.

    Zonas extensivas de cultivo del mundo: Patagonia y sur de Brasil, suertes asiático, este de EE.UU., centro de África, Sagel y norte de África, y prácticamente toda Europa.

    Prácticas preventivas de los efectos negativos

    • Habría que implantar o sembrar inmediatamente después de la roturación. Si se implantara inmediatamente después, las pérdidas de suelo se reducirían en un 90%.

    • El laboreo debería ser mínimo y para ello se debe usar maquinaria pequeña y ligera para que no se apelmace el suelo.

    • Hacer los surcos según las curvas de nivel

    • Cuando se rotura una zona que antes estaba vegetada, la roturación debería ser progresiva, poco a poco.

    • Los restos de esta tala no deben destruirse, sino utilizarse (se puede distribuir por encima de la finca hasta que se cultive).

    • Después de la recolección, la paja no debería quemarse, sino que se debería picar y si no, distribuir de nuevo en el campo, o bien empacar y dejar el empacado un tiempo sobre el campo, para que una parte de los minerales con la lluvia vuelvan al suelo.

    • El barbecho es una buena práctica, pero casi está en desuso, y debería durar un tiempo suficiente para que el suelo se recuperara.

    Agricultura intensiva en España

    Se instaló en los años 50 y 60 y dio lugar a la roturación y explotación intensiva de amplias áreas en zonas semiáridas. Por ejemplo, el Plan Badajoz; el Plan del Ebro y en la costa tropical de Granda y en Almería.

    En estas zonas del sureste, la agricultura es de invernaderos. Esta agricultura de invernadero se implanta en zonas no adecuadas (donde no hay suelo), por ejemplo, zona de Dalia; y como no existe suelo, éste se implanta: se cubre la superficie del terreno con 3 capas para conseguir cierto sustrato edáfico. Estas 3 capas son de: arena (10-20 cm), estiércol (2 cm) y tierra (30 cm). A estos cultivos también se les llama enarenados.

    La arena fina actúa de filtro y recoge las lluvias que pueden caer. Estos suelos consumen mucha arena, que cuando se saca de los ríos (generalmente), genera un gran impacto y supone un problema en la dinámica fluvial porque se cambia su comportamiento hidráulico.

    Otros problemas son los propios plásticos, que tienen una vida efímera, que se pudren al cabo de uno o dos años y hay que cambiarlos. Algunas veces se reciclan, pero normalmente se queman y generan gases contaminantes. Aparte, los plásticos viejos se rompen con facilidad y con el viento se vuelan y contaminan otros suelos.

    Otro problema de estas explotaciones (de zonas de cereal), es el monocultivo (que no es tan grave en el sureste de España), porque el suelo se empobrece más rápidamente en determinados minerales, y estos suelos son más susceptibles a las plagas y es ahí donde viene el problema: el uso de plaguicidas y fertilizantes (que son contaminantes cuando pasan al ciclo hidrológico).

    Es conveniente usar el control biológico de plagas.

    La capa de estiércol hay que vigilarla ya que su alta salinidad y su composición química puede ser perjudicial para las plantas.

    TEMA 15.PROCESOS DE DESERTIFICACIÓN II:

    SOBREEXPLOTACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS

    El problema del regadío es tan grave que se considera como una de las causas principales de la desertificación.

    Hoy en día, más de la mitad del agua consumida por el hombre es para el riego.

    La tasa actual de crecimiento anual de riego es del 2%.

    1. PROBLEMAS

  • Sobreexplotación de recursos hídricos por derivación (trasvase de una cuenca a otra).

  • El trasvase supone siempre la reducción del caudal de una cuenca fluvial, ya que no se desplaza esa agua hacia otro río, sino que se pierden en la zona de riego. Si estos ríos desembocan en el mar, no pasa nada, pero si desembocan en un lago, supone un problema porque puede llegar a desecarse ese lago.

    Fig 5.14 (pág 22 fotocopias).

    Fig 19.20 (pág 22): roturación de las cuencas de los ríos que alimentan al Mar Caspio y al Mar Aral hace que el nivel de estos mares haya disminuido.

    Fig 7.10 (pág 23)

    Fig 5.15 (pág 22)

    La consecuencia sobre el Mar Aral es que el nivel ha bajado de forma importante. La pesca también ha disminuido gravemente (hasta cero). La vida ha desaparecido. Las aguas que sirven de riego de estos campos se han contaminado con pesticidas y ha aumentado la salinidad. Por todo esto y más, la ONU considera que este es el mayor impacto del hombre en el siglo XX.

    Fig 5.16 (pág 22). Mar de Azov.

    Otro ejemplo dramático es el Mar Muerto en Israel (zona semiárida). Fig 276. En este Mar (el más salado del mundo), la precipitación de sales en las orillas es tal que se explota industrialmente. Además, ha desparecido todo tipo de vida.

    Fig 7.10 (pág 23). Proyecto de creación de canales para regar los campos de Siberia.

    Fig 19.33 (pág 23): salinización total de la cuenca del río Casamonte.

    Fig 7.11 última fotocopia. Plan Hidrológico Nacional. La cuenca del Ebro sería lo que más sufriría en este trasvase hasta la costa levantina y Almería. Este proyecto es inviable porque no se han tenido en cuenta los cambios climáticos que han provocado cambios en el caudal del río en estos últimos años.

    Los embalses suelen ser un freno a la circulación de agua y al transporte, pierde velocidad y hay sedimentación, por lo que el embalse se aterra y ya no sirve para nada, por lo que el tiempo de vida es de 20-30 años. Aguas abajo del embalse, hay más erosión. Un problema añadido a las embalses es el que este sedimento que queda retenido por las presas, ya no llega a las costas y se da una erosión costera.

    Ejemplo, el río Segura, que ya no lleva sedimento y está muy seco.

    Se piensa que los embalses son la principal causa de la erosión costera en la mayoría de los países industrializados.

    Ejemplo: entre Salúcar y Rota.

    El Guadalquivir, en comparación con el Ebro y el Tajo, tiene pocos embalses (en torno a 200).

    Aparte de la explotación por derivación tenemos:

  • Sobreexplotación de acuíferos

  • Uno de los efectos de esto es la subsidencia inducida. El nivel freático desciende en torno al punto de explotación y se genera un cono de depresión (donde va a disminuir el nivel del acuífero), conforme nos alejamos del punto de explotación, el nivel se recupera poco a poco.

    Hay una ley que regula la explotación de aguas subterráneas, donde afirma que los conos de depresión no deben enlazar con el cono de otra explotación. Está relacionado con la capacidad de bombeo de cada pozo y de su ubicación. Para que la administración pública los controle, deberían declararse cada pozo, a lo que también obliga la ley.

    Un problema de la sobreexplotación de acuíferos es la subsidencia inducida: si el acuífero es detrítico (lo más normal), el agua ocupa esos poros y ejerce una presión sobre las partículas. En el momento en que se extrae el agua, se pierde la presión y el poro se vacía y las partículas del suelo se reordenan y ocupan menos espacio. Se produce una compresión vertical del estrato. No todos los materiales responden igual a este fenómeno. Las arcillas tienen compresibilidad muy elevada y reducen mucho su espesor al pasar de una situación a otra, por ello la sobreexplotación de acuíferos arcillosos provoca una disminución de la superficie (se hunde la superficie: subsidencia).

    Table 6.4 (pág 24)

    Figure 4.11 (pág 24)

    En México el hundimiento es muy importante. También en Londres, Venecia, Bangkok y Japón se da este problema de hundimiento.

  • Riego en áreas reducidas

  • Da lugar a 4 problemas principales:

  • Hidrocompactación: típico de sobrerriego en zonas áridas. Las partículas de un suelo en seco mantienen cierta resistencia mecánica entre ellas. Un suelo que nunca se ha humedecido, si se humedece mucho por primera vez, sufre reordenación de las partículas y se produce compactación, por sobrerriego. Se produce también asentamiento pero local (es puntual). Esta compactación en algunos casos ha producido la rotura de cañerías o acequias.

  • Water logging o hidromorfismo: es un conjunto de fenómenos que afectan a suelos totalmente empapados en agua. Se da en el SE de España.

  • Fundamentalmente los procesos que constituyen el water logging son:

        • Disminución, o incluso desaparición de la vida aerobia del suelo (de bacterias que son importantes en la degradación de materia orgánica), lo que provoca pérdida de humus y de mineralización.

        • Tiene lugar una acidificación generalmente por lixiviado de las sales solubles. Los suelos muy encharcados suelen ser ácidos. Esto disminuye el pH y si llega a ser inferior a 4'5, el suelo sería totalmente tóxico para cualquier vegetación (por alto contenido en aluminio).

        • El agua del suelo disuelve las sales que están en él y por evaporación el agua asciende a la superficie. Conforme el agua se evapora, la sal se concentra y la superficie se saliniza. Uno de los problemas más importantes es el de la salinización. El Water logging se da en zonas no homogéneas. Por ejemplo, donde hay ciertos desniveles.

  • Lixiviación: lavado de cationes y de bases en el horizonte superior del suelo hacia horizontes inferiores, en los cuales se acumula. (traslocación).

  • Consecuencias: se empobrece el horizonte superior y la precipitación o acumulación en el horizonte inferior hace que disminuya su permeabilidad y se endurezca, limitando la penetración de las raíces y puedan darse condiciones hidromorfas e incluso, se ha llegado a dar en el horizonte inferior concreciones de hierro.

  • Salinización y alcalinización: la salinización es un problema en áreas de regadío. Consiste en la alta acumulación de sales solubles en el horizontes superior del suelo (de sodio, calcio, magnesio, cloruros, sulfatos y carbonatos).

  • Alcalinización: enriquecimiento excesivo de sodio. Un suelo empieza a ser salino (según la FAO), cuando la proporción de sales en el horizonte superior es del orden 1 ó 2 %.

    El problema de las sales en las plantas es importante porque las sales aumentan la presión osmótica del suelo (el agua pasa de la planta al suelo y la planta muere por desecación).

    El sodio también es negativo en las plantas porque dispersa a las arcillas y el suelo pierde consistencia. El sodio solubiliza a la materia orgánica y además favorece el sellado de los horizontes superiores, y disminuye la permeabilidad.

    Cuantificación del contenido de suelos: se utilizan distintos parámetros, como: la conductividad eléctrica, medida en mmhos/cm (pág 24, gráfica); el porcentaje de sodio intercambiable (ESP); o por la Relación de Adsorción de Sodio (SAR). El SAR se utiliza para evaluar la calidad del agua para riego.

    Un valor de SAR>4, o bien un valor >15% de ESP, ya son indicativos de la salinización.

    Las prácticas de regadío, en general, tienden a dar salinización, porque las sales del agua de regadío se acumulan en el suelo y además, el agua se evapora y las sales se concentran en la parte superficial.

    Tabla 19-3 (pág 24).

    Un suelo salinizado es un suelo menos poroso, más impermeable. Va a verse afectado por procesos de meteorización salina. Estos procesos se agravan más en aguas costeras, donde la explotación de acuíferos puede provocar la entrada de agua salada desde el mar y es salinización inducida de los suelos.

    Fig 7.32 (última pág)

    Fig 19.32 (última pág)

    En Cádiz, en Chipiona hay entrada de agua desde el mar, debido a la sobreexplotación de acuíferos para regar.

    Tolerancia relativa de una planta a la salinidad: capacidad de una planta para soportar los efectos negativos de un exceso de sales. Se expresa en términos de productividad:

    y= objetivos alcanzados con salinidad . 100

    objetivos alcanzados sin salinidad

    Cuando y<50%: no suele ser aceptable en términos de rentabilidad de una explotación agrícola.

    Pág 22.

    A mayor salinidad, menor rendimiento de la explotación.

    La tabla indica que no todas las plantas toleran la misma salinidad.

    En todas las plantas existe un momento crítico que es la germinación, en que son menos tolerantes, por eso se recomienda sembrar semillas pregerminadas (ya están preparadas) para evitar el problema.

    Cuando la planta crece, ya tolera mejor la salinidad: como la cebada, el trigo, el maíz y la remolacha.

    La temperatura también afecta a la tolerancia de las plantas. A mayor temperatura, efecto osmótico inverso que impide que la planta pueda tolerar esa salinidad.

    Salinización de suelos de regadíos en España

    En la depresión del Ebro ya hay afloramientos salinos en la superficie, y el agua de escorrentía ya tiene salinidad elevada, para ser agua natural, por lo tanto, la evaporación de campos de cultivos generan estos problemas graves de salinización.

    En la depresión del Ebro, en la actualidad, hay 1000 Km2 que ya no se pueden cultivar, y otros 1500 Km2 más requieren un control continuo del nivel de sales porque están en vías de salinización.

    Uno de los efectos más comunes son las eflorescencias de sales (precipitadas en la superficie) y se ven de color blanco.

    Las prácticas de regadío que deberían hacerse para disminuir este efecto sobre riego serían:

    • Usar plantas tolerantes a la sal

    • Evitar el sobrerriego. Regar con riego por aspersión es mejor, pero también tiene ciertos efectos erosivos, por el impacto de la gota de agua. El mejor método es el riego por goteo, aplicado en la base de la implantación. Así se evitan los problemas por sobrerriego y no se desperdicia el agua.

    • Se recomienda regar por la noche

    Erosión y desertificación.

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