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CAPÍTULO 2 - CONTAMINACIÓN PROVOCADA POR LOS SEDIMENTOS


Los sedimentos, en cuanto contaminantes físicos
Los sedimentos, en cuanto contaminantes químicos
Procesos básicos: precipitación y escorrentía
Conceptos básicos
Medición y previsión de las pérdidas de sedimentos
Recomendaciones


Aunque la agricultura contribuye en muchas formas a deteriorar la calidad del agua, la sedimentación y erosión antropogénica es un problema mundial que suele estar especialmente asociado a la agricultura. Si bien no hay cifras mundiales, es probable que la agricultura, en sentido amplio, sea la causante de gran parte del aporte mundial de sedimentos a los ríos, lagos, estuarios y, finalmente, a los océanos mundiales.

La contaminación provocada por los sedimentos tiene dos dimensiones principales.

La primera es la DIMENSIÓN FÍSICA: pérdida de la capa arable del suelo y la degradación de la tierra como consecuencia de la erosión laminar y por cárcavas, que dan lugar a niveles excesivos de turbidez en las aguas receptoras y a repercusiones ecológicas y físicas en lugares alejados, los lechos de ríos y lagos, en donde se produjo la deposición.

La segunda es la DIMENSIÓN QUÍMICA: la parte de los sedimentos constituida por limo y arcilla (< 63 m m) es transmisora primaria de productos químicos adsorbidos, especialmente fósforo, plaguicidas clorados y la mayor parte de los metales, que son transportados por los sedimentos al sistema acuático.

La erosión representa también un costo neto para la agricultura en cuanto que significa una pérdida de tierra productiva, así como de nutrientes y materia orgánica que deben sustituirse con fertilizantes, lo que obliga al agricultor a efectuar considerables desembolsos si desea mantener la productividad del suelo. El lector interesado en estos temas puede consultar Roose (FAO, 1994a), donde se analizan con detalle las consecuencias sociales, económicas y físicas de la erosión de la tierra agrícola, y las medidas que deberán adoptarse para combatir la erosión en diferentes tipos de aprovechamiento de la tierra, especialmente en los países en desarrollo. Roose se ocupa sobre todo de los efectos de la erosión en la agricultura, mientras que la presente publicación tiene como tema central la erosión agrícola desde la perspectiva de sus repercusiones sobre la calidad del agua aguas abajo.

La lucha contra la contaminación agrícola comienza normalmente con medidas encaminadas a combatir la erosión y la escorrentía de sedimentos. Por ello, en este capítulo se analizan los principales mecanismos que regulan los procesos de erosión y las medidas que se pueden adoptar para controlarla. Los procesos aquí examinados se aplican también a la escorrentía de fertilizantes y plaguicidas de que se habla en los siguientes capítulos.

Los sedimentos, en cuanto contaminantes físicos

Las estimaciones globales sobre la erosión y el transporte de sedimentos en los grandes ríos del mundo presentan enormes discrepancias, debido a la dificultad de obtener valores fiables de concentración y descarga de sedimentos en muchos países, a la adopción de supuestos diferentes por los distintos investigadores y a los diferentes efectos de una erosión acelerada debida a actividades humanas (deforestación, malas prácticas agrícolas, construcción de carreteras, etc.) con respecto al almacenamiento de sedimentos asociado a la construcción de presas. Milliman y Syvitski (1992) estiman que la carga mundial de sedimentos en los océanos en los años centrales del siglo XX fue de 20.000 millones de t/año, de las que aproximadamente el 30 por ciento procede de ríos de Asia meridional (en particular los ríos Yangtze y Amarillo, de China). Es significativo que, en su opinión, casi el 50 por ciento del total mundial procede de la erosión asociada a los altos relieves en las islas de Oceanía - fenómeno que no se ha valorado suficientemente en anteriores estimaciones de la producción mundial de sedimentos. Si bien la erosión en las islas montañosas y en las zonas altas de los ríos continentales es resultado de las influencias topográficas naturales, Milliman y Syvitski consideran que las influencias humanas en Oceanía y Asia meridional producen cargas de sedimentos desproporcionadamente elevadas en esas regiones.

Los sedimentos, en cuanto contaminantes físicos, producen en las aguas receptoras los siguientes efectos principales:

· Los altos niveles de turbidez limitan la penetración de la luz solar en la columna de agua, lo que limita o impide el crecimiento de las algas y de las plantas acuáticas enraizadas. En los ríos que son zonas de desove, los lechos de grava están cubiertos por sedimentos finos que impiden o dificultan el desove de los peces. En ambos casos, el resultado es la perturbación del ecosistema acuático debido a la destrucción del hábitat. A pesar de estos efectos nocivos, el estado hipertrófico (rico en nutrientes) de muchos lagos de aguas poco profundas, sobre todo en los países en desarrollo, daría lugar a un inmenso crecimiento de las algas y plantas enraizadas si no fuera por el efecto limitador de la extinción de la luz debido a la fuerte turbidez. En este sentido, la turbidez puede ser "beneficiosa" en los lagos muy eutróficos; no obstante, muchos países reconocen que esta situación es perjudicial por razones estéticas y económicas y están buscando los medios de reducir la turbidez y los niveles de nutrientes. En el Recuadro 4 se presentan los efectos de los sedimentos en los arrecifes de coral.

· Los altos niveles de sedimentación en los ríos dan lugar a la perturbación física de las características hidráulicas del cauce. Ello puede tener graves efectos en la navegación, por la reducción de la profundidad, y favorecer las inundaciones, por la reducción de la capacidad del flujo de agua en la cuenca de drenaje. Por ejemplo, según cálculos de UFRGS (1991) sobre la erosión y transporte de sedimentos en la cuenca del río Sao Francisco, gran sistema de drenaje del Brasil oriental, la parte central de la cuenca fluvial está ahora dominada por la deposición de sedimentos. Ello ha provocado una grave perturbación del transporte fluvial y obstrucciones en los servicios hidráulicos que se han construido para suministrar agua de riego desde el cauce principal del río. Los sedimentos proceden en gran parte de la rápida erosión de las subcuencas como consecuencia de prácticas agrícolas poco acertadas.

RECUADRO 4: SEDIMENTOS Y DESTRUCCION DE LOS ARRECIFES DE CORAL

Se ha comprobado que los sedimentos son una causa importante de deterioro y destrucción de los arrecifes de coral, en todo el mundo. Los expertos (M. Risk, comunicación personal, 1995) estiman que los porcentajes de estos arrecifes afectados por la colmatación son los siguientes:

América Central

100%

Polinesia

10%

Asia

casi 100%

Todo el mundo

60-70% de los arrecifes franjeantes

Los estudios sobre los arrecifes de coral en Australia revelan que el carbono orgánico de las partículas terrestres puede ser transportado mar adentro a arrecifes situados a distancias de hasta 110 km (Risk et al., 1994). Los sedimentos son producidos en gran parte por las actividades agrícolas y como consecuencia de la erosión de las tierras deforestadas. La producción de sedimentos como resultado de las actividades intensivas de explotación forestal de la isla de Madagascar ha destruido los arrecifes franjeantes. Observaciones efectuadas desde el espacio han permitido describir la transformación de Madagascar, una isla verde rodeada de un mar azul, en una isla parda en medio de un mar rojo (sedimentos).

Los sedimentos, en cuanto contaminantes químicos

La contribución de los sedimentos a la contaminación química está vinculada al tamaño de las partículas de los sedimentos y al volumen del carbono orgánico en partículas asociado con los sedimentos. Se suele considerar que la fracción químicamente activa de un sedimento es la que mide menos de 63 m m (limo + arcilla). En el caso del fósforo y los metales, el tamaño de las partículas es de importancia decisiva, debido a la gran superficie externa de las partículas muy pequeñas. El fósforo y los metales suelen tener fuerte atracción a los lugares de intercambio de iones, que están asociados con las partículas de arcilla y con los recubrimientos de hierro y manganeso que se dan normalmente en estas partículas pequeñas. Muchos de los contaminantes persistentes, bioacumulados y tóxicos, especialmente los compuestos clorados incluidos en muchos plaguicidas, están fuertemente asociados con los sedimentos y en especial con el carbono orgánico transportado como parte de la carga de sedimentos de los ríos. La cuantificación del transporte de fósforo en América del Norte y Europa revela que hasta el 90 por ciento del total del flujo de fósforo de los ríos puede estar asociado con los sedimentos en suspensión.

La afinidad de un producto químico orgánico hacia las partículas se describe en función de su coeficiente de partición octanol-agua (KOW). Este coeficiente se conoce bastante bien en la mayor parte de los productos químicos y es la base para prever el destino ambiental de los productos químicos orgánicos (véase el Capítulo 4). Los productos químicos con bajos valores de KOW son fácilmente solubles, mientras que los que tienen valores altos de KOW se califican como "hidrofóbicos" y suelen estar asociados con partículas. Los compuestos clorados, como el DDT y otros plaguicidas, son muy hidrofóbicos y, por consiguiente, no se analizan fácilmente en las muestras de agua debido a la muy baja solubilidad del producto químico. En los productos químicos orgánicos, el componente más importante de la carga de sedimentos parece ser la parte de carbono orgánico en partículas transportada en el sedimento. Los científicos han perfeccionado el coeficiente de partición para describir la asociación con la parte de carbono orgánico (KOC).

FIGURA 4 - Diagrama esquemático de los principales procesos que relacionan la lluvia y la escorrentía

Otra variable importante es la concentración de sedimentos, en particular la parte de < 63 m m, en la columna de agua. Aun aquellos productos químicos que son altamente hidrofóbicos, se encontraran en niveles residuales en forma soluble. Cuando la carga en suspensión es muy pequeña (por ejemplo, menos de 25 mg/l), la cantidad de agua es tan grande en relación con el volumen de sedimentos que el grueso de la carga del producto químico puede estar en la parte soluble. Ello reviste gran importancia en la supervisión de los productos químicos hidrofóbicos, como se señala en el Cuadro 17.

A diferencia del fósforo y los metales, el transporte y destino de los productos químicos orgánicos asociados con los sedimentos se complican por la degradación microbiana que tiene lugar durante el transporte de los sedimentos en los ríos y en los sedimentos depositados. No obstante, el papel de los sedimentos en el transporte y destino de los productos químicos agrícolas, tanto en lo que se refiere a los nutrientes como a los metales y los plaguicidas, se conoce bien y se debe tener en cuenta al supervisar esos productos químicos y al aplicar modelos con el fin de determinar las estrategias óptimas de ordenación en los campos de cultivo y en las cuencas hidrográficas. Por esta razón, los modelos que utilizan el concepto de "fugacidad" (es decir, que emplean las características de partición [Capítulo 4] de los productos químicos como base para determinar el compartimento ambiental - atmósfera, sedimentos, agua, biota - en que se encuentra primariamente el producto químico) han resultado eficaces como medio de prever las rutas y destino ambiental de los contaminantes (Mackay y Paterson, 1991).

· Conclusión: El papel del sedimento en cuanto contaminante químico está en función de la carga química que es transportada por los sedimentos.

Los productos químicos orgánicos asociados con los sedimentos ingresan en la cadena alimentaria de diversas maneras. Los sedimentos son ingeridos directamente por los peces; no obstante, más normalmente, los sedimentos finos (en particular, la parte de carbono) constituyen el suministro alimentario de los organismos bénticos (que habitan en el fondo), que, a su vez, sirven de alimento para organismos superiores. En último término, los compuestos tóxicos se acumulan biológicamente en el pescado y otros depredadores superiores. Así pues, los plaguicidas transportados desde la tierra como parte del proceso de escorrentía y erosión se concentran en los depredadores superiores, incluido el hombre.

Procesos básicos: precipitación y escorrentía

La principal característica de la contaminación de fuentes no localizadas es que los mecanismos primarios de transferencia de la tierra al agua son impulsados por los procesos hidrológicos que dan lugar a la escorrentía de nutrientes, sedimentos y plaguicidas. Ello es importante, no sólo porque ayuda a comprender la naturaleza de la contaminación agrícola sino también porque la elaboración de modelos de los procesos hidrológicos es el mecanismo principal a través del cual los agrónomos estiman y prevén la escorrentía agrícola y los efectos acuáticos. Si se exceptúan los casos en que los productos químicos agrícolas se vierten directamente en cursos de agua, casi todas las otras técnicas de control de las mentes no localizadas, en el sector de la agricultura, suponen el control o modificación de los procesos de escorrentía mediante diversas técnicas de ordenación de la tierra y los (abonos) animales.

En muchas partes del mundo, la precipitación se produce en forma de lluvia. En los lugares donde la precipitación cae en forma de nieve, es más difícil contar con información de valor científico. En cualquier caso, es fácil resumir las medidas de control, sean en zonas de lluvias o de nieve. Por ello, en la presente publicación se prestará especial atención a las relaciones entre la lluvia y la escorrentía.

Si bien la práctica de la hidrología puede ser muy teórica, los conceptos principales son fáciles de entender (Figura 4).

Lluvia: El principal factor decisivo es la tasa (intensidad) de las lluvias. Determina el volumen de agua disponible en la superficie terrestre, y está estrechamente relacionado con las mediciones de la energía que se utilizan en muchas formulaciones matemáticas para calcular el desprendimiento de suelo por las gotas de lluvia. Ese desprendimiento hace que haya partículas disponibles para la escorrentía de sedimentos.

Conductividad hidráulica: La conductividad hidráulica es una característica física del suelo y mide la capacidad del mismo de dejar pasar el agua, en condiciones de saturación, a través de los espacios naturales existentes en el mismo. La conductividad hidráulica depende de la textura del suelo, de su composición mineral y orgánica, etc. Este concepto no debe confundirse con el de "porosidad", que mide el volumen del espacio vacío que hay en un suelo. La conductividad hidráulica tiene en cuenta hasta qué punto la porosidad está formada por espacios comunicados entre sí que permiten el paso del agua. Por ejemplo, la espuma de estireno es muy porosa pero impermeable, mientras que una esponja es al mismo tiempo porosa y permeable.

FIGURA 5 - Erosión masiva por cárcavas en superficies agrícolas del sur del Brasil

Infiltración: La velocidad de infiltración, es decir la velocidad con que el agua superficial penetra en el suelo (cm/h), es uno de los términos más comunes de las ecuaciones hidrológicas utilizadas para calcular la escorrentía superficial. Infiltración no es lo mismo que conductividad hidráulica; está controlada fundamentalmente por fuerzas capilares del suelo que, a su vez, responden a las condiciones dominantes de humedad y textura del suelo, grado de compactación de la superficie, etc. La infiltración varía entre distintos episodios de lluvia y dentro de cada uno de ellos, en función de factores como la humedad previa del suelo, la vegetación existente, etc. En general, la velocidad de infiltración comienza con un valor elevado durante una precipitación, y disminuye a un valor bajo cuando el suelo se ha saturado.

Escorrentía superficial: Es el volumen de agua disponible en la superficie después de descontadas todas las pérdidas. En éstas se incluyen la evapotranspiración de las plantas, el agua que se almacena en depresiones superficiales causadas por las irregularidades de la superficie del suelo, y el agua que se infiltra en el suelo. La interacción entre velocidad de infiltración y intensidad de precipitación regula en buena parte el volumen de la escorrentía superficial. Las tormentas de gran intensidad suelen producir abundante escorrentía superficial, pues la intensidad de precipitación supera con creces la velocidad de infiltración. De la misma manera, en las zonas de lluvias monzónicas y de tormentas tropicales, la duración e intensidad de la precipitación suele superar la capacidad de infiltración. La destrucción de la vegetación superficial protectora y la compactación del suelo, sobre todo en zonas tropicales, da lugar a importantes fenómenos de erosión provocada por el gran volumen de la escorrentía superficial (Figura 5). Con excepción del nitrógeno que se encuentra normalmente en las aguas subterráneas de las zonas agrícolas, la escorrentía superficial es la fuente principal de productos químicos agrícolas, desechos animales y sedimentos en los cauces fluviales.

Interflujo: Como los horizontes edafológicos tienen diferentes niveles de conductividad hidráulica, no toda el agua del suelo desciende hasta convertirse en agua subterránea. El agua residual del suelo se desplaza en los diferentes horizontes, paralelamente a la superficie del terreno. El interflujo aflora por lo general junto a la parte más baja de las pendientes y en el fondo de los valles. Por ello, la identificación de estas zonas hidrológicamente activas es parte importante de la medidas de control de las fuentes de contaminación agrícola no localizadas. El interflujo se ha asociado también a un fenómeno con posibles efectos destructivos: algunas veces forman naturalmente en el suelo "tuberías" superficiales, que se van ensanchando por la acción del interflujo hasta que llega un momento en que se derrumban, provocando cárcavas en la superficie agrícola.

Aguas subterráneas: Las aguas subterráneas se alimentan del agua que atraviesa los horizontes edafológicos y penetra en el material subyacente y/o roca madre que se encuentra por debajo del suelo. Las aguas subterráneas suelen fluir hacia el cauce de un río, donde afloran y alimentan su caudal durante los períodos en que las lluvias son escasas o nulas. Este componente del caudal de los cursos de agua se llama "caudal base". La química del caudal base es consecuencia de la geoquímica del suelo y de la roca madre, y de los productos agroquímicos que hayan podido llegar a las aguas subterráneas por lixiviación.

Nieve derretida: El fenómeno de la fusión de la nieve complica considerablemente la predicción de la contaminación agrícola basada en la utilización de modelos hidrológicos convencionales. La fusión de la nieve, por sí misma, no suele ser una fuente importante de escorrentía superficial. No obstante, la combinación de las lluvias de primavera y la nieve derretida en los suelos congelados o en proceso de descongelación puede producir graves problemas de erosión. La nieve derretida suele contribuir notablemente a la contaminación debida a fuentes agrícolas no localizadas, ya que deposita en las corrientes próximas desechos animales, fangos y otros residuos distribuidos sobre el suelo agrícola congelado durante el período invernal. Una ordenación acertada de los desechos animales en las regiones donde el suelo se congela en el invierno puede tener grandes efectos benéficos en la calidad del agua.

Conceptos básicos


Coeficiente de aporte de sedimentos
Coeficiente de enriquecimiento de los sedimentos


Coeficiente de aporte de sedimentos

El coeficiente de aporte de sedimentos (SDR) se utiliza normalmente en los estudios sobre erosión y transporte para indicar hasta qué punto el suelo erosionado (sedimento) se almacena dentro de la cuenca. El SDR se define así:

FIGURA 6 - Relación entre superficie de drenaje y coeficiente de aporte de sedimentos (Fuente: USDA, 1983)

donde la producción se determina a partir de la sedimentación de los embalses o de un centro de supervisión de los sedimentos, y la erosión bruta se determina utilizando técnicas de estimación como la ecuación universal de pérdida de suelo.

El SDR es siempre inferior a 1,0, como se observa en la Figura 6, lo que indica que el suelo que se erosiona no suele hacer grandes desplazamientos antes de quedar depositado. De hecho, es muy importante el almacenamiento de sedimentos en los surcos del suelo, en los márgenes de las fincas y al pie de las laderas. También se produce almacenamiento en los cauces de los ríos (deposición en el lecho del río o fuera de él, cuando se desborda), en las tierras húmedas y en los embalses y lagos. El SDR es muy variable, pero se trata de un concepto fundamental para comprender los procesos de erosión y sedimentación y la manera que en se producen en el tiempo y el espacio (véase, por ejemplo, Walling, 1983).

Coeficiente de enriquecimiento de los sedimentos

El concepto de coeficiente de enriquecimiento de los sedimentos (SER) es muy importante para entender los efectos y costo económico de las pérdidas de productos químicos de los campos. El proceso de erosión superficial suele ser selectivo, siendo más intenso cuando se trata de partículas finas. Por ello, el tamaño de las partículas del material erosionado en el origen (en las parcelas) va cambiando progresivamente, aumentando el predominio de las partículas más finas como consecuencia de la deposición de las que son más gruesas (por ejemplo, de tamaño semejante al de la arena). Como las partículas finas están químicamente enriquecidas debido a la gran superficie externa de los sedimentos con partículas predominantemente arcillosas, la concentración de productos químicos asociados con los sedimentos (fósforo, metales, nitrógeno orgánico, plaguicidas hidrofóbicos) aumenta en la medida en que la parte empobrecida, de tamaño semejante al de la arena, se pierde durante el transporte, lo que da lugar a una proporción creciente de la parte de partículas finas (limo-arcilla) químicamente enriquecida.

El coeficiente de enriquecimiento de los sedimentos (SER) se define así:

La química de los sedimentos se mide en algún punto más bajo, por ejemplo, en el linde de una finca o en cursos de agua adyacentes.

La importancia del coeficiente de enriquecimiento estriba en el hecho de que los sedimentos de grano fino transportados durante la erosión superficial son, proporcionalmente, más abundantes que los de grano grueso. Por ello, el sedimento transportado tiene una textura más fina que el material original. Dada la atracción de los nutrientes del suelo hacia los sedimentos finos, esta pérdida proporcionalmente mayor de materiales finos significa que se produce un empobrecimiento neto del suelo. Como se observa en el capítulo 3 (Fertilizantes), ello constituye normalmente una merma de la nutrición natural del suelo (muchas veces denominada "capital natural"), que nunca se podrá sustituir con la aplicación de fertilizantes. El costo para el agricultor es, por lo tanto, doble: pérdida de productividad debida a la pérdida de nutrición natural del suelo, y costo económico por la utilización de fertilizantes para tratar de compensarla.

Medición y previsión de las pérdidas de sedimentos


Modelos de previsión
Aporte de sedimentos
Problemas de escala


Modelos de previsión

Los agrónomos de todo el mundo han dedicado gran cantidad de tiempo y recursos a la búsqueda de métodos fiables para prever la erosión y la escorrentía química asociada a los sedimentos en diferentes condiciones de tipo de cultivo, prácticas agrícolas, etc. Por ello, son muchos los modelos que se han elaborado para la predicción de la escorrentía de sedimentos, nutrientes y plaguicidas de fuentes agrícolas no localizadas. Muchos de esos modelos permiten jugar con distintas alternativas de ordenación de la tierra, tipo de cultivo y tasas de aplicación de fertilizantes y plaguicidas. Como todos los modelos (con excepción de los de cargas unitarias) requieren datos hidrométricos y muchos utilizan un subcomponente de sedimentos, conviene integrar todos ellos en un único cuadro (Cuadro 7), en el que se indican también sus principales características.

En general, hay tres tipos de modelos basados en las necesidades de datos de entrada.

1. Los modelos sencillos de detección, como el de la carga unitaria, tratan de facilitar respuestas aproximadas sobre la magnitud probable de la escorrentía química y de sedimentos. Se trata de una metodología estadística en que la que se comparan datos sobre la escorrentía de sedimentos, nutrientes y plaguicidas por unidad de superficie (por ejemplo, toneladas de sedimento por hectárea) procedentes de numerosos estudios, a fin de determinar las semejanzas en cuanto al tipo de cultivo, suelos y características fisiográficas. A diferencia de los otros tipos de modelos, que se orientan en gran parte a la predicción y mejoramiento de la ordenación agrícola a nivel de las explotaciones, el modelo de la carga unitaria concede especial atención a los efectos de la agricultura en la calidad de los recursos hídricos aguas abajo y sin tener en cuenta las prácticas alternativas de ordenación agrícola.

CUADRO 7
Modelos para evaluar la contaminación de fuentes agrícolas no localizadas (tomado de Beasley y Huggins, 1981; Knisel, 1980; Lañe y Nearings, 1989; Novotny y Olem, 1994; Young et al., 1986; Abbott et al., 1986)

NOMBRE

APLICACIÓN

ESCALA DE TIEMPO

ESCALA ESPACIAL

a. Nivel medio-bajo de necesidad de datos

Cargas por superficie unitaria (predicción estadística)

Pérdida de sedimentos Pérdida de nutrientes

Promedios a largo plazo

Decenas a centenares de km2

NOTA: Los modelos estadísticos utilizan datos agregados para situaciones comparables. La capacidad de predicción es baja, pero puede ser útil como medio de detección o en los casos en que no se dispone de datos sobre los campos de cultivo o la escala espacial es tan grande que resulta antieconómico obtenerlos.

USLE (Ecuación universal de pérdida de suelo)

Pérdida media de suelo en relación con cultivos específicos, etc.

Anual

Parcela/tinca

RUSLE/MUSLE (USLE revisada/modificada)

Pérdida media de suelo en relación con cultivos específicos, etc.

Anual

Parcela/tinca

NOTA: Los modelos empíricos semejantes al USLE se han aplicado en el análisis de grandes superficies, utilizando, por ejemplo, datos obtenidos con sistemas de teledetección, para elaborar estimaciones regionales de las pérdidas de suelos (por ejemplo, en el Brasil). Estos modelos se incorporan muchas veces en los modelos hidrológicos más detallados que se indican a continuación.

B. Modelos que requieren gran disponibilidad de datos (orientados hacia el proceso)

ACTMO (modelo de transporte de productos químicos agrícolas)

Procesos hidrológicos Calidad del agua

Suceso aislado, continuada

Finca

AGNPS (contaminación de fuentes agrícolas no localizadas)

Hidrología, erosión, N, P y plaguicidas

Suceso aislado, diariamente, continuada

Cuadrícula, finca

ANSWERS (simulación de respuestas ambientales en cuencas hidrográficas de fuentes zonales no localizadas)

Hidrología, erosión, N, P y plaguicidas

Una tormenta

Cuadrícula

CREAMS (erosión química y escorrentía de los sistemas de ordenación agrícola)

Hidrología, erosión, N, P y plaguicidas

Diaria, continuada

Finca

EPIC (calculador del efecto erosión-productividad)

Hidrología, erosión, ciclo de los nutrientes, ordenación de cosechas y suelos y economía

Suceso aislado, diaria, continuada

Finca

HPSF (Programa Fortran de simulación hidrológica)

Hidrología, calidad del agua en relación con contaminantes orgánicos tóxicos y convencionales

Suceso aislado, diaria, continuada

Cuenca hidrográfica

SHE (Sistema hidrológico europeo)

Hidrología, con módulos de calidad del agua

Suceso aislado, diaria, continuada

Cuenca hidrográfica

SWAM (modelo de cuencas hidrográficas pequeñas)

Procesos hidrológicos, sedimentos, nutrientes y plaguicidas

Diaria, continuada

Cuenca hidrográfica

SWAT (instrumento de evaluación de suelos y aguas)

Procesos hidrológicos, sedimentos, nutrientes y plaguicidas

Suceso aislado, diaria, continuada

Simulación simultánea para centenares de subcuencas

SWRRB (simulador para recursos hidrícos en cuencas rurales)

Balance hídrico y procesos hidrológicos y sedimentación

Suceso aislado, diaria, continuada

Cuenca hidrográfica

WEPP (proyecto de predicción de la erosión hídrica)

Procesos hidrológicos, procesos de sedimentación

Tormenta, diaria, continuada

Ladera, cuenca hidrográfica, cuadricula

A pesar de la poca fiabilidad y los grandes márgenes de error (véanse los Cuadros 8 y 14 y el texto correspondiente) este planteamiento se ha utilizado con frecuencia porque constituye un medio eficaz en función de los costos de obtener respuestas aproximativas iniciales sobre zonas agrícolas de las que no se dispone de información. Esta metodología fue elaborada inicialmente por McElroy et al. (1976), quienes recopilaron una amplia base de datos sobre las cargas unitarias. Este enfoque fue transformado posteriormente por Mills et al. (1985) en el Procedimiento de Detección del Organismo de los Estados Unidos para la Protección del Medio Ambiente; dicha obra continúa siendo el documento más completo sobre este tema. Los datos sobre la carga unitaria reflejan la situación existente en los Estados Unidos; debería evitarse la aplicación de esos datos a otros medios climáticos y fisiográficos. No obstante, es un planteamiento que podría desarrollarse con provecho en otras partes del mundo.

2. Relaciones empíricas sencillas: la ecuación universal de pérdidas de suelo (USLE) de Wischmeier (1976), que goza de gran reconocimiento y se utiliza con profusión, ha conseguido grandes logros en lo que se refiere a la información a nivel de las parcelas y se ha incorporado a muchos de los modelos complejos del Cuadro 7. La USLE está concebida como instrumento de ordenación sobre el terreno y facilita información agregada sobre tormentas concretas o sobre períodos estacionales y anuales. En Wischmeier (1976) se observa que el error medio de predicción de las pérdidas de suelo anuales es del 12 por ciento; en el caso de las tormentas individuales deben preverse mayores márgenes de error. La USLE permite también determinar el potencial de erosión y su inclusión en el denominador del coeficiente de aporte de sedimentos. Si se presta especial atención a la USLE en estas páginas es por sus buenos resultados y por ser un método que se ha utilizado también en África (Elwell y Stocking, 1982) y en otros lugares (por ejemplo, una USLE adaptada al Brasil por Chaves, 1991)

La USLE tiene la siguiente expresión matemática:

donde:

A = Pérdida de suelo calculada en t/ha durante una tormenta concreta o un período


R = Factor energía de las lluvias


K = Factor erosionabilidad del suelo


LS = Factor longitud-pendiente


C = Factor ordenación de los cultivos (cubierta vegetal)


P = Factor práctica de lucha contra la erosión

FIGURA 7 - Parcelas de medición de la erosión en el desierto del Néguev, Israel

Cada uno de esos factores se puede calcular o estimar utilizando datos sobre el terreno (en los casos de R y LS) o tomados de cuadros o nomogramas (resto de los factores). Novotny y Olem (1994) hacen observaciones excelentes sobre éste y otros métodos para estimar la erosión o elaborar modelos sobre ella. La USLE está concebida para su utilización únicamente en relación con las lluvias, y no tiene en cuenta la nieve derretida o las precipitaciones que caen sobre un terreno congelado. La USLE requiere datos de referencia tomados de experimentos en parcelas estándar, muy abundantes en América del Norte y, en menor medida, en otras partes del mundo (Figura 7).

A escala internacional, la sencillez y eficacia del modelo de pérdida de suelo impulsó en los años cincuenta y sesenta una serie importante de experimentos en Zimbabwe, con el objetivo primario de determinar las pérdidas de nitrógeno, fósforo y carbono orgánico a partir de la fertilidad natural del suelo. Según Stocking (FAO, 1986), que analizó exhaustivamente esa base de datos, representaba, en las fechas en que realizó su estudio, la "mejor de las bases de datos de este tipo de cualquier país en desarrollo o tropical". Esa labor hizo posible el desarrollo del modelo SLEMSA (modelo de evaluación de la pérdida de suelo para el África austral), que se adapta a la situación del África austral (Elwell y Stocking, 1982). El valor de este enfoque ha llevado también a la FAO (1985) a establecer una red internacional, la Red sobre pérdidas de productividad del suelo inducidas por la erosión, con colaboradores para actividades de investigación en África, América del Sur y Asia (según los datos disponibles hasta 1995; comunicación interna de la FAO).

Aunque Wischmeier (1976) ha advertido de los peligros que puede suponer la ampliación de los modelos de pérdidas de suelo a estudios de alcance más amplio, el hecho es que tienen un indudable atractivo como instrumentos para predecir la erosión en zonas muy extensas. Conviene señalar que, como consecuencia de las pérdidas debidas al transporte (coeficiente de aporte de sedimentos, mencionado más arriba), esas estimaciones de la erosión sólo se aplican al total de la erosión en la fuente y no reflejan las cargas de sedimentos medidas en lugares situados aguas abajo. Estas técnicas de estimación, si se calibran de manera que se puedan detectar los errores, tienen aplicaciones prácticas como medio de detección para estimar el potencial de erosión en condiciones semejantes en lo que respecta a los cultivos, suelos y factores topográficos en grandes zonas. A nivel internacional, parece que hay poca información sistemática sobre la calibración; no obstante, la Red sobre pérdidas de productividad del suelo inducidas por la erosión (FAO, 1991) podría facilitar con el tiempo información útil.

El ejemplo más extremo de utilización del modelo de pérdida de suelo para la estimación de una zona muy extensa es el del Brasil, donde UFRGS (1991) y Carvalho (1988) utilizaron mapas de áreas extensas y datos obtenidos por satélite para estimar varios de los parámetros de la USLE y aplicarlos a escala regional. El objetivo era ofrecer estimaciones generalizadas del potencial de erosión regional en todo el país. Si bien este enfoque tiene grandes márgenes de error, representa un método de detección inicial de los grandes cambios ocurridos en el potencial de erosión como consecuencia de determinadas combinaciones de aprovechamiento de la tierra, clima y topografía, y debería ser objeto de ulterior consideración, sobre todo donde es posible la calibración de las parcelas y existen datos sobre la supervisión de los sedimentos dentro de los ríos.

Además de la necesidad de desarrollar modelos que permitan una detección inicial, es preciso generar datos de campo mejorados sobre la erosión y la pérdida de sedimentos. Hudson (FAO, 1993b) ha presentado una gran variedad de técnicas sencillas de medición sobre el terreno, especialmente útiles en los países en desarrollo.

3. Hay una gran variedad de modelos deterministas y estocásticos que tratan de simular la física del proceso de erosión. Las necesidades de datos en materia de calibración y verificación son enormes. Si bien estos modelos pueden ofrecer ciertas ventajas, sobre todo por el detalle con que se pueden simular prácticas agrícolas alternativas, no son por lo general los más idóneos para los países en desarrollo, precisamente por la gran necesidad de datos y por el hecho de que las decisiones de ordenación a nivel de las explotaciones casi siempre se pueden basar en datos más generales pero también en la experiencia y el sentido común.

Aporte de sedimentos

El aporte de sedimentos, expresado normalmente en toneladas por unidad de superficie de la cuenca por año, es el volumen de sedimentos cuantificados en un determinado punto de la cuenca dividido por la superficie de ésta. Es siempre inferior a la erosión total debido a la acumulación de sedimentos durante el transporte, y es muy variable como consecuencia de las dificultades de cuantificación, la variabilidad temporal de los procesos hidrológicos y los cambios en las prácticas de ordenación de las tierras de la cuenca de un año a otro.

CUADRO 8
Valores de referencia de pérdidas de suelos

Lugar

Aprovechamiento de la tierra

Pérdida de suelo
(t/h a/año)

Observaciones

Italia

Trigo

5,618

Promedio de datos de 7 anos tomados en parcelas de Italia central.
Fuente: Zanchi, C. 1988. The cropping pattern and its role in determining erosion risk: experimental plot results from the Mugello Valley (central Italy). En: Sediment Budgets. M.P. Bordas y D.E. Walling (comps.). AHS Publication No. 174. Int. Assoc. Hydrol. Sci., Wallingford, Reino Unido.

Maíz

18,767

Pastos

2,224

Filipinas

Repoblación forestal y agricultura

22-39,7

Aporte de sedimentos de cuencas encajadas de 18,8 a 2041 km2 en Luzon. Fuente: White, S. 1988. Sediment yield and availability for two reservoir basins in central Luzon, Philippines. En: Bordas y Walling (véase más arriba).

Marruecos

Tierras áridas, pastores

25,0-59,0

Escala calculada de la sedimentación entre tres embalses con zonas de captación de 107 a 780 km2 Fuente: Lahlou, A. 1988. The silting of Moroccan dams. En: Bordas y Walling (véase más arriba).

Kenya

Pastoreo en tierras semiáridas

79,5

Promedio de siete subcuencas dentro de una superficie total de 0,3 km2, en 1986. Fuente: Sutherland, R.A. y Bryan, R.B. 1988. En: Bordas y Walling (véase más arriba).

Bolivia

Tierras andinas áridas y semiáridas

5,21-51,8

Cuatro cuencas de menos de 1000 km2 en cabeceras de ríos. Fuente: Guyot, J.L. et al. 1988. Exportation de matière en suspension des Andes. En: Bordas y Walling (véase más arriba).

Reino Unido

Agricultura

1,9 (neto)

Piscicultura, Reino Unido, superficie de menos de 1 km2. Fuente: Walling, D.E. y Quine, T.A. 1992. The use of cassium-137 measurements in soil erosion surveys. En: Erosion and Sediment Transport Monitoring Programmes in River Basins. J. Bogen, D.E. Walling y T. Day (comps.). IAHS Publication No. 210. Int. Assoc. Hydrol. Sci. Wallingford, UK.

Lesotho

Agricultura

7,8 (neto)

Mediciones de campo cerca de Ha Sofonio, Lesource. Fuente: Véase más arriba.

CUADRO 9
Aumentos del aporte de sedimentos causados por modificaciones en el aprovechamiento de la tierra (Walling y Webb, 1 983; Ostry, 1 982)

Lugar y país

Modificación en el aprovechamiento de la tierra

Aumento en el aporte de sedimentos

Rajasthan, India

Sobrepastoreo

x 4-18

Utah, EE.UU.

Sobrepastoreo de pastizales

x 10-100

Oklahoma, EE.UU.

Sobrepastoreo y cultivo

x 50-100

Cultivo

x 5-32

Texas, EE.UU.

Desmonte y cultivo

x 340

California septentrional, EE.UU.

Conversión en pastizales de bosques en zonas empinadas

x 5-25

Mississippi, EE.UU.

Desmonte y cultivo

x 10-100

Brasil meridional

Desmonte y cultivo

x 4500

Westland, Nueva Zelandia

Tala

x 8

Oregón, EE.UU.

Tala

x 39

Ontario, Canadá

Conversión a la agricultura

x 14

Los valores del Cuadro 8 demuestran no sólo la gran variedad de valores en diferentes situaciones climáticas y topográficas sino también el problema de interpretar los datos sobre sedimentos, por las distintas escalas espaciales y de tiempo. Como se ha señalado antes, el coeficiente de aporte de sedimentos incluye una gran variedad de procesos de almacenamiento que se producen en las fincas, subcuencas y cuencas. Los valores de aporte de sedimentos son también muy variables en el tiempo, y las cuencas pequeñas están sometidas a mayor variabilidad que las de gran extensión. Por ello, los valores publicados sobre el aporte de sedimentos (t/ha/año) deben interpretarse con gran cautela. Los datos italianos del Cuadro 8 son los únicos relativos a parcelas, y serían mucho menores si estuvieran basados en mediciones de los sedimentos tomadas a escala de subcuenca. En el Cuadro 9 puede verse la magnitud del cambio en el aporte de sedimentos como consecuencia de las variaciones en el aprovechamiento de la tierra.

Las estimaciones sobre el aporte de sedimentos tienen importantes consecuencias económicas. En muchos países en desarrollo la base de datos disponible para estimar la vida útil de los embalses es muy limitada. Según White (1988), los ejemplos del aporte previsto de sedimentos en Asia suelen ser entre dos y dieciséis veces más bajos que las tasas realmente medidas, lo que significa que la vida útil efectiva de un embalse se reduce enormemente. Este mismo problema se plantea en el África septentrional (Lahlou, comunicación personal). Ello se debe en parte al uso de técnicas de previsión poco fiables y a la utilización de datos a corto plazo que normalmente no tienen en cuenta episodios ocasionales pero graves de erosión (por ejemplo, grandes tormentas) y a la creciente presión sobre la tierra tras la construcción del embalse. White observa que la presa de Magat (Filipinas) se construyó partiendo de una previsión de 20 t/ha/año de aporte de sedimentos cuando, en realidad, la cifra fue de 38 t/ha/año - lo que redujo la vida útil del embalse a la mitad. En la República de Sudáfrica, los daños producidos en lugares lejanos (sedimentación de embalses, tratamiento del agua, etc.) como consecuencia de la erosión del suelo se estimaron en 1989 en un total de 37,6 millones de dólares EE.UU. anuales (Braune y Looser, 1989). Como la agricultura es una causa importante de aporte de sedimentos, es fundamental que las organizaciones agrícolas nacionales tengan en cuenta los costos que se producen a distancia.

Problemas de escala

En todos los aspectos relacionados con la supervisión, elaboración de modelos o previsión de la ordenación de fuentes no localizadas, muchos profesionales no llegan a entender el factor escala. Éste no sólo está relacionado con el costo de la recopilación de datos para la calibración de los modelos, sino que es también fundamental para la capacidad de extrapolar principios útiles de ordenación que puedan aplicarse a zonas más amplias. Por ejemplo, durante los años setenta muchos creadores de modelos que participaron en el programa de ordenación de fuentes no localizadas de los Grandes Lagos de América del Norte suponían que las relaciones de causa a efecto deducidas en estudios de zonas pequeñas se podían extrapolar a áreas más extensas de la cuenca de los Grandes Lagos. Como se pudo comprobar, por numerosas razones, esa extrapolación resultaba muy incierta conforme aumentaba la superficie de la cuenca.

CUADRO 10
Influencia de la escala espacial en la evaluación de las cuencas (Ongley, 1 987)

A) SUPERFICIES PEQUEÑAS (desde unas cuantas hectáreas hasta varios km2)

· Es posible la medición detallada de un determinado uso o práctica de ordenación de la tierra.

· Los datos recogidos en las salidas de las zonas de captación no representan necesariamente el uso de la tierra que se desea examinar, por la influencia de un fenómeno aislado (como las cárcavas) o acontecimientos aleatorios (acciones concretas de un agricultor, por ejemplo).

· Los datos sobre sedimentos están más estrechamente relacionados con la erosión a este nivel que en mayor escala.

· Método costoso debido al número de lugares de supervisión necesarios.

· Dificultad de relacionar los datos sobre los sedimentos y la calidad con las aguas receptoras situadas más abajo, debido a la rápida dilución de la información (aumenta el ruido) conforme se avanza aguas abajo.

· La física del comportamiento de las zonas de captación se puede reproducir en modelos de manera determinista.

· La escala es eficaz para intervenciones de ordenación en lugares concretos, pero es demasiado pequeña para intervenciones relacionadas con problemas generales de aprovechamiento de la tierra.

· Los datos revelan efectos de escala sinópticos (es decir, pueden resolver los efectos a corto plazo dentro de zonas pequeñas).

B) SUPERFICIES INTERMEDIAS (de decenas a centenares de km2)

· Es posible representar combinaciones de usos semejantes de la tierra y/o informaciones físicas.

· En esta escala las políticas sobre utilización de la tierra en relación con fuentes no localizadas pueden ser eficaces y es posible evaluar su eficacia.

· Los datos físico-químicos no están directamente relacionados con la erosión o la procedencia, sino más bien con lo que se transporta (problema de pérdida de información).

· Esta escala no es útil para los estudios del proceso de erosión, pero se puede utilizar para evaluar la contribución general de la erosión a la química de fuentes no localizadas.

· Esta escala impide que en los datos sobre un lugar predomine un fenómeno concreto (por ejemplo, una cárcava determinada) y da cierta homogeneidad a los fenómenos, lo que hace posible que sus efectos se puedan reproducir en modelos mediante procesos estocásticos, más que deterministas.

· Los modelos deterministas exigen un gran cúmulo de datos en esta escala.

· Útil para determinar el efecto de la tierra y las prácticas de aprovechamiento de la misma en la cantidad/calidad del agua, es decir, el efecto de lo que ocurre aguas arriba sobre los lugares situados aguas abajo.

· Los datos revelan los efectos sometidos a variaciones estacionales.

C) GRANDES SUPERFICIES (más de varios centenares de km2)

· Escala demasiado grande para comprender la influencia del aprovechamiento u ordenación de la tierra en la calidad de las aguas situadas más abajo, o la función de las unidades fisiográficas naturales (salvo en relación con los macrofenómenos).

· Permite obtener estimaciones regionales del transporte de sedimentos, pero no de la erosión.

· Puede estimar la influencia en las aguas receptoras situadas más abajo, en relación con las variables físicas y químicas.

· Puede estar funcionalmente vinculada con las superficies de tamaño intermedio pero no con las pequeñas.

· Relacionada con el comportamiento de los ríos principales.

· Los elementos espaciales se reproducen mejor mediante modelos estocásticos (excluidos los modelos hidrológicos).

· Esta escala no es útil para evaluar las posibilidades de evaluación ni la eficacia a posteriori de las medidas de ordenación en las zonas situadas aguas arriba.

· Los datos revelan los efectos estacionalmente variables, pero pueden estar en gran parte influenciados por fenómenos de larga duración que se producen con cierto desfase.

El problema de la extrapolación no se ha resuelto todavía definitivamente en relación con los niveles de incertidumbre. Por ejemplo, aunque se sabe que la lucha contra la erosión agrícola es esencial para mitigar la pérdida de nutrientes (en particular de fósforo) en los cursos de agua receptores, no está claro hasta qué distancia tiene efectos inmediatos la escorrentía de fósforo procedente de la agricultura. Lo que habría aclarar, entonces, es si la lucha contra la erosión en zonas situadas a gran distancia aguas arriba tiene beneficios inmediatos en unas aguas receptoras que se encuentran a centenares de kilómetros aguas abajo. También cabría pensar que, a más largo plazo (por ejemplo, varios decenios), las grandes tormentas podrían evacuar la mayor parte de los sedimentos erosionados del sistema fluvial; en otras palabras, se podría suponer una relación 1:1 entre la producción de sedimentos aguas arriba y el transporte de sedimentos aguas abajo. Investigaciones realizadas por Meade y Trimble (1974) y otros revelan que a la larga los sedimentos se movilizan en forma diferencial a lo largo de la cuenca fluvial. La movilización actual de sedimentos en los tramos medios de los ríos de tierras bajas de los Estados Unidos contiene sedimentos que se erosionaron hace varios decenios pero que habían quedado depositados durante largo tiempo como depósitos en el fondo de valle. En el Cuadro 10 puede verse la influencia de la escala espacial en la evaluación de las cuencas.

El punto fundamental es la necesidad de reconocer las escalas de tiempo y espaciales al preparar planes de ordenación para combatir la erosión. Si bien es probable que los beneficios físicos a corto plazo de la lucha contra la erosión se manifiesten rápidamente en las aguas receptoras, los contaminantes asociados a los sedimentos que se almacenan en la cuenca fluvial pueden tardar decenios en salir finalmente de la cuenca, a pesar de los recursos destinados a combatir la erosión aguas arriba.

Recomendaciones

Estas recomendaciones reflejan dos escalas muy diferentes que, a su vez, corresponden a dos tipos de problemas distintos. A pequeña escala se formulan recomendaciones que se aplican a nivel de las explotaciones y que reflejan medidas que deberán ser adoptadas por cada agricultor una vez examinados los costos económicos de las alternativas a su disposición. A gran escala (cuenca fluvial) se encuentran las cuestiones que reflejan las necesidades en materia de políticas e inversión de los Estados, es decir, problemas como la determinación de la contribución neta de la agricultura a la contaminación fluvial, en comparación con otros tipos de causas de contaminación.

1. Internalizar los costos

Aunque, en la agricultura de secano, la lucha contra la erosión en su origen es un factor importante para mejorar la calidad del agua y reducir los daños ecológicos correspondientes, la aplicación de medidas de control sólo será eficaz si el agricultor llega a convencerse de que, por su propio interés económico, le conviene adoptar esas medidas. Por ello, hay que demostrar claramente cuáles son las ventajas económicas, como el mantenimiento de la fertilidad del suelo, el menor consumo de energía en situaciones de labranza mínima, etc., en relación con los costos económicos de una utilización excesiva de fertilizantes y la merma de productividad por "pérdida" del capital del suelo. Ello significa que los organismos agrícolas deben utilizar un enfoque integrado al considerar los aspectos económicos de las prácticas agrícolas.

2. Instrumentos de detección inicial y estimación

Es preciso conseguir, con carácter urgente, modelos sencillos y sólidos de detección inicial que puedan utilizarse en los países en desarrollo para determinar el potencial de erosión y de pérdida de suelo en el origen (a nivel de las explotaciones). Los modelos deben permitir jugar con alternativas de ordenación de cultivos y tierras. No deben requerir la utilización de datos muy abundantes ni difíciles de conseguir, ni calibración en tiempo real ni resultados agregados a escala estacional o anual. Se aconseja una ulterior calibración de los modelos USLE (y sus derivados) y SLEMSA. En el perfeccionamiento de esos modelos el objetivo debe ser facilitar la toma de decisiones en las explotaciones, y no un mejor conocimiento de la física de la erosión y el transporte de sedimentos.

A gran escala, los métodos de detección son necesarios para formular políticas alternativas sobre la lucha contra la erosión y las prácticas de aprovechamiento de la tierra en las cuencas. Los modelos de pérdida de suelo requieren una calibración suficiente, para que se sepan los errores que se pueden cometer cuando se adopta una escala mayor o se utilizan informaciones obtenidas mediante satélite o mapas de gran escala. El uso de los datos sobre carga de sedimentos procedentes de los lugares de supervisión de los ríos es una alternativa adecuada, debido a las grandes pérdidas de sedimentos que se producen durante el transporte de los sedimentos desde la explotación hasta el río.

3. Lucha contra la erosión de los suelos

No hay soluciones aisladas para combatir la erosión de los suelos. Las medidas de este tipo dependen en gran parte de la situación económica del agricultor, la mayor o menor importancia concedida por las autoridades ambientales a la erosión de sedimentos y el nivel de desarrollo del país. A continuación se indican las medidas clasificadas y recomendadas por el Organismo para la Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos (US-EPA, 1993). Estas categorías se utilizan en muchas partes del mundo, incluidos los países en desarrollo. Estas técnicas tienen efectos beneficiosos en la conservación del nitrógeno y el fósforo del suelo.

· CONSERVACIÓN DE LA CUBIERTA. Establecer y mantener una cubierta vegetal perenne para proteger el suelo y los recursos hídricos en las tierras detraídas de la producción agrícola.

· ORDENACIÓN ECOLÓGICA DE LOS CULTIVOS. Secuencia de cultivos destinada a aportar residuos orgánicos adecuados para el mantenimiento de la aptitud de la tierra para la labranza. Esta práctica reduce la erosión aumentando la materia orgánica. Puede también obstaculizar los ciclos de reproducción de malas hierbas e insectos y la propagación de enfermedades, reduciendo de esa manea la necesidad de plaguicidas. Un ejemplo sería la rotación de gramíneas y leguminosas.

· LABRANZA CONSERVACIONISTA. Este sistema de plantación, conocido también con el nombre de labranza reducida, mantiene al menos el 30 por ciento de la superficie del cielo cubierta con residuos después de la plantación. La erosión se reduce gracias a la cubierta del suelo. Disminuye también la escorrentía y aumenta la infiltración hacia las aguas subterráneas. Una práctica de este tipo, utilizada en América, consiste en prescindir de todo tipo de labranza.

· CULTIVO EN CURVAS DE NIVEL. Las practican de aradura, plantación y algunas otras de ordenación se realizan siguiendo las curvas de nivel, con lo que se reduce la erosión y la escorrentía.

· CULTIVOS PARA CUBIERTA Y ABONO VERDE. Cultivo de gramíneas, leguminosas o cereales pequeños sembrados a escasa distancia con la finalidad principal de conseguir una protección estacional y mejorar los suelos. Normalmente, durante un año, o menos.

· PLANTACIÓN EN LAS ZONAS MÁS EXPUESTAS. Plantación de vegetación, como árboles, arbustos, parras, hierbas o leguminosas, en zonas sometidas a procesos de erosión o muy erosionables.

· APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS DE LAS COSECHAS. Utilización de los residuos vegetales para proteger los terrenos cultivados durante períodos de fuerte erosión.

· RETRASO EN LA PREPARACIÓN DE LA SEMENTERA. Todo sistema de cultivo en que los residuos vegetales se dejan en la superficie del suelo hasta poco antes de la plantación de la cosecha siguiente. Con ello se reduce el período en que se puede producir la erosión.

· DESVIACIONES. Canales construidos en sentido transversal en una ladera con un pequeño lomo de apoyo en la parte inferior. Controlando la escorrentía de la pendiente, se reduce la erosión y aumenta la infiltración hacia las aguas subterráneas.

· FRANJAS DE FILTRO Y DELIMITACIÓN DE LAS FINCAS. Franjas de vegetación herbácea perenne en el linde de las fincas. Con ello se frena la escorrentía y se detienen los sedimentos más gruesos. Sin embargo, la eficacia es pequeña en el caso de los sedimentos finos y de los contaminantes a ellos asociados.

· CURSOS DE AGUA CUBIERTOS DE HIERBA. Cursos de agua natural o artificial cubiertos de vegetación y con una sección transversal apropiada para impedir la erosión del cauce. La vegetación servirá también para detener los sedimentos que se filtran de las fincas adyacentes.

· POZAS DE SEDIMENTACIÓN. Pozas construidas para recoger y almacenar los sedimentos durante los episodios de escorrentía. Se conocen también con el nombre de estanques de retención. Los sedimentos se depositan por efecto de la escorrentía durante el represamiento en la poza de sedimentación.

· CULTIVO EN FRANJAS. Distribución sistemática de los cultivos en franjas o bandas en sentido transversal al de la pendiente general (no siguiendo las curvas de nivel) para reducir la erosión del agua. Los cultivos se disponen de manera que se pueda alternar una franja de hierba o de cultivos sembrados muy próximos con una franja de barbecho o de un cultivo sin hierbas.

· CONSTRUCCIÓN DE TERRAZAS. Las terrazas son terraplanes construidos de tierra (o de piedras u otros materiales) que retrasan la escorrentía y reducen la erosión fragmentando la ladera en numerosas superficies llanas separadas por pendientes protegidas con vegetación permanente. Las terrazas se construyen en tierras con inclinación muy pronunciada; en laderas de pendiente suave, las terrazas son muy anchas.

Conviene señalar, no obstante, que en las zonas tropicales algunas de estas medidas pueden dar lugar a situaciones que favorezcan la reproducción de vectores de enfermedades como consecuencia del estancamiento del agua o de la reducción de velocidad en los cursos de agua.

CUADRO 11
Estimaciones analizadas de los costos de algunas prácticas adoptadas en los Estados Unidos para combatir la erosión

Práctica

Orden

Franjas de protección cubiertas de hierba

1 (menos costosa)

Cultivos protectores

2

Cultivos en franjas

3

Labranza conservacionista

4

Repoblación forestal de tierras de cultivo y pasto

5

Desviaciones

6

Vegetación permanente en las zonas más expuestas

7

Terrazas

8

Estructuras y pozas de sedimentación

9 (la más costosa)

Partiendo de datos procedentes de la Bahía de Chesapeake (Estados Unidos), se ha establecido la siguiente clasificación de los costos de las medidas de lucha contra la erosión (Cuadro 11). Los factores de costo y su clasificación varían enormemente, sobre todo en los lugares del mundo donde los costos de la mano de obra son más bajos y donde los beneficios económicos se incluyen también en el sistema de clasificación. Por ejemplo, las franjas de separación cubiertas de hierba pueden no tener ningún beneficio económico y sustituirse con prácticas alternativas, como una cubierta herbácea combinada con árboles frutales.

La erosión en las zonas tropicales presenta problemas singulares. Las prácticas agrícolas marginales, como la corta y quema en suelos tropicales muy expuestos a la erosión y la labranza en tierras tropicales con pendiente muy pronunciada dan lugar a situaciones muy inestables que favorecen una rápida erosión durante la estación de lluvias. De la misma manera, la deforestación en tierras tropicales, con fines agrícolas o para la explotación maderera, suele dejar una superficie muy erosionable. En muchos países tropicales la erosión de las zonas deforestadas está produciendo efectos devastadores en las zonas costeras, entre ellos la destrucción de los arrecifes de coral en aguas muy alejadas de la costa. Las prácticas erróneas de explotación de la tierra, como el sobrepastoreo, en particular en tierras altas, siempre provocan graves problemas de erosión, que son de difícil solución debido a la escala de los daños y al costo de reconstrucción de las laderas. Las medidas de lucha contra la erosión en las zonas semiáridas se describen con detalle en Hudson (FAO, 1987).

Si bien las recomendaciones para acabar con esos abusos son evidentes, las causas fundamentales de esa situación suelen estar relacionadas con la adopción de objetivos económicos nacionales que son incompatibles con la calidad del agua y el medio ambiente, y con políticas sociales que escasamente contribuyen a contener unas prácticas agrícolas marginales destructivas.


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