Panorama general
Cuando se han de utilizar parcelas de escorrentía
Diseño estadístico
Tipos de parcelas de escorrentía
Construcción
Funcionamiento
Las parcelas para los estudios de escorrentía son caras, suelen ser ineficaces y la inmensa mayoría de las que se han implantado en todo el mundo han aportado una información escasa o poco válida. Este juicio puede parecer duro, pero es la opinión ponderada de los que han dedicado una vida al trabajo con estas parcelas o estudiando los trabajos de otras personas, cometiendo errores y observando los cometidos por otros. Para citar de nuevo a Sir Charles Pereira, "La pretensión más absurda, la de que medio kilo de tierra de dos o tres metros cuadrados puede dar estimaciones de los índices de pérdida de las laderas de una montaña, ha sido fomentada por cierto tipo de "expertos". Se ha adquirido una ingente cantidad de datos totalmente inútiles con la excusa absurda de que son "mejor que nada".
Lamentablemente, las deficiencias de las investigaciones realizadas en parcelas se conocen desde hace más de 50 años, pero no se han aprendido las lecciones y los mismos errores se repiten. Cuando en el decenio de 1920 se iniciaron en los Estados Unidos los trabajos en parcelas, los diseños y análisis estadísticos apenas empezaban a aplicarse a la investigación agrícola. Desde entonces se han ampliado y perfeccionado con relación a todos los demás aspectos de la investigación de campo, pero por algún motivo esos progresos no se han extendido al uso de las parcelas de escorrentía. Ello puede deberse a la falta de asesoramiento sobre el tema en las publicaciones especializadas, lo que es una de las razones de la publicación de este Boletín de suelos. En las obras técnicas se publican constantemente informes sobre las parcelas de escorrentía, en particular en los últimos tiempos, porque esto se ha puesto de moda, y existen varios manuales sobre cómo construir y trabajar con parcelas, pero muy pocos ofrecen asesoramiento elemental sobre cómo concebir el experimento y cómo analizar los resultados.
No obstante, se encuentra documentación válida en la materia. Brandt explicaba los principios básicos del análisis estadístico en 1941 y Hayward reforzó esas explicaciones mostrando en 1968 que la mayor parte de los trabajos realizados en parcelas tenían graves defectos, pese a lo cual no se están introduciendo las mejoras que cabría esperar. Un estudio de las actas de las siete reuniones de la Organización Internacional de Conservación de Suelos celebradas entre 1978 y 1992 pone de manifiesto que los informes que con diseño y análisis estadísticos pobres superan con creces a los estudios bien diseñados y analizados.
¿Es posible explicar este fenómeno? Quizá el efecto de imitación tiene en parte la culpa. Los académicos y los investigadores consideran el trabajo en las parcelas como una actividad muy llamativa y la urgencia por publicar o para cumplir el plazo establecido para redactar una tesis puede inducir a presentar informes prematuramente. Algunos experimentos surgen de un entusiasmo excesivo por tratar de obtener datos locales para volver a calcular la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo, incluso en condiciones en que esa Ecuación no es adecuada (como se examinará en el Capítulo 7). Tal vez otro factor sea que muchas personas que han tratado de controlar parcelas de escorrentía no tienen experiencia en la aplicación del diseño y el análisis estadísticos a los problemas de utilización de la tierra. También ocurre que los dirigentes simplemente busquen cifras para justificar programas de conservación o para persuadir a los agricultores a que modifiquen sus sistemas agrícolas.
FOTOGRAFÍA 4 - Parcelas sencillas de demostración en Zimbabwe
El consejo general a cualquiera que considere la posibilidad de establecer parcelas de escorrentía debe ser: "no lo haga, a menos que:
· exista una pregunta concreta a la que se pueda contestar con seguridad mediante trabajos realizados en parcelas, y· existan recursos suficientes para diseñar, construir y trabajar eficazmente con las parcelas y analizar los resultados".
Cuando se utilizan parcelas de escorrentía, conviene recordar el elemento básico de la experimentación que consiste en que una pequeña cantidad de información confiable es siempre mejor que cualquier cantidad de información no confiable y por tanto, sin valor.
Un catálogo de desastres
Una lista de los peligros que puede acarrear el trabajo con parcelas llenaría un libro. Uno de los más comunes es el de no tener en cuenta acontecimientos importantes. Por ejemplo, "los datos publicados en cuadros con una nota de pie de página añadida que diga 'La cisterna de almacenamiento rebosó en el x por ciento de las lluvias' son inútiles porque las precipitaciones fuertes son las que causan más daños. El equipo para medir la escorrentía y la pérdida de suelo debe, por consiguiente, estar adecuadamente diseñado, instalado y utilizado" (Lal 1988a).
Algunos otros problemas, cuyas fuentes no se indican para no poner en un aprieto a los autores son:
· "Durante 1989 las parcelas se trataron por error de manera distinta a como se habían tratado el año anterior y se produjeron varios errores en las mediciones y los cálculos así como pérdidas de datos. Sin embargo, en cierta medida ha sido posible acopiar datos confiables."· "Se tropezó con un problema imprevisto... aunque la magnitud de la sobreestimación no se conoce, se cree... que es un 100% en los caudales mayores."
· "Debido a los ataques de grillos y monos, la evaluación de la producción de maíz se limitó a medir la altura del crecimiento."
· "Lamentablemente los datos primarios de 1988 se han perdido."
· "El equipo automático de tala se averió durante tres días en julio de 1989 y durante un día en agosto de 1990. Los datos relativos sobre las precipitaciones y la escorrentía se perdieron."
· "El conjunto de datos sobre la carga en suspensión de algunos casos era incompleto porque se habían perdido las muestras debido a los insectos, las arañas o los desechos que bloqueaban el dispositivo de división de la corriente, o debido a pérdidas o a accidentes."
Entre otros problemas encontrados se pueden citar los siguientes:
· recolectores de metal flotando sobre tierras saturadas,
· cosechas destruidas por mandriles,
· entrada de la escorrentía en la parte superior de las parcelas,
· tapas de los recolectores dejadas abiertas,
· aforadores o divisores bloqueados por desechos flotantes,
· nidos de termites que producen grandes agujeros en los que la escorrentía desaparece sin dejar trazas.
Uno de los mejores usos de las parcelas de escorrentía es la demostración, cuando la finalidad es demostrar hechos conocidos. Entre otros ejemplos, para mostrar a los agricultores que se está produciendo una erosión grave o mostrarles que la erosión es mucho menor en una parcela que está cubierta de vegetación que en una parcela desnuda. En este caso las magnitudes reales de la erosión no son importantes por lo que no es necesario proceder a repeticiones ni recurrir a sistemas colectores complicados que tratan de captar toda la pérdida de suelo. Las parcelas representadas en la Fotografía 4 sólo teman sencillas cisternas de ladrillo en las que fluía la escorrentía y la pérdida de suelo y que rebosaban cuando habían grandes tormentas por lo que sólo una proporción de la pérdida de suelo se recogía en los colectores; sin embargo, eran muy eficaces para demostrar a un gran número de agricultores el principio esencial de la reducción de la erosión por medio de una mejor cubierta vegetal.
FIGURA 13 - Un intento fracasado de medir la escorrentía a partir de un terreno con terrazas utilizando una miniparcela
Otra utilización válida está en los estudios comparativos, por ejemplo para probar o demostrar o tener una indicación aproximada del efecto en la escorrentía o en la erosión de una simple comparación como la existencia o no de una cubierta del suelo o la cuantía de la escorrentía en la cima y en la base de una ladera.
Un tercer uso posible es para obtener datos que se van a emplear para construir o para validar un modelo o ecuación destinado a predecir la escorrentía o la pérdida de suelo. No obstante, las dificultades para reunir datos de precisión y confiabilidad suficientes son tan grandes y tan numerosas que sólo grandes programas experimentales realizados con un gran costo durante un largo período pueden realmente alcanzar este objetivo. El ejemplo clásico es la Ecuación Universal de la Pérdida de Suelo, que de hecho no es en absoluto universal puesto que sólo es aplicable a la mitad oriental de los Estados Unidos. Conviene recordar que esa Ecuación se funda en una base de datos de aproximadamente 10 000 años/parcela y que no es realista imaginar que las variaciones locales de diferentes regímenes de suelo o clima puedan establecerse a partir de los resultados de unas pocas parcelas durante un año o dos.
Los problemas relacionados con las parcelas de escorrentía son múltiples y variados.
· Las parcelas de escorrentía son caras en construcción y en sus gastos de mantenimiento v funcionamiento.· Emplean una gran cantidad de tiempo de personal de diferentes niveles. Existe mucho trabajo manual no calificado en el trabajo con las parcelas, en la aplicación de los tratamientos y el vaciado de las cisternas; toda esta actividad tiene que supervisarse escrupulosamente o los resultados serán erróneos. Los intentos de capacitar a personal no experimentado o a agricultores locales para que efectúen las mediciones o realicen algunas actividades suelen no dar éxito incluso cuando el programa de capacitación que parezca ser adecuado.
· La facilidad de acceso al lugar es importante, pero muy a menudo los hechos que se desean investigar sólo ocurren en zonas remotas. Sólo se puede lograr una confiabilidad absoluta cuando el personal profesional puede llegar al lugar rápidamente a cualquier hora del día o de la noche y con cualquier tiempo. Las tormentas más interesantes para los fines del estudio pueden producirse a mitad de la noche o durante las vacaciones o en un fin de semana; hace falta un alto grado de dedicación y responsabilidad para levantarse a mitad de la noche y desplazarse con dificultades por la ladera de una colina en la oscuridad y bajo una lluvia torrencial. Puede también suceder que durante una tormenta no frecuente algo funcione mal en el equipo y que los resultados se pierdan si no hay alguien in situ para resolver el problema en el acto.
· Hacen falta servicios e instalaciones de apoyo así como un personal disponible en forma inmediata. Son necesarios laboratorios para analizar las muestras, y también hay que efectuar reparaciones del equipo eléctrico o mecánico.
· Las parcelas de escorrentía tienen todos los problemas y dificultades de los ensayos agronómicos, a los que se agregan los problemas mucho más difíciles de la recolección, captura y registro del suelo y del agua. Existe una amplia probabilidad de encontrar defectos y errores.
Existen igualmente limitaciones a lo que se puede investigar en pequeñas parcelas de escorrentía. El laboreo del suelo y otras actividades agrícolas para las que se emplean tractores o bueyes resultan difíciles al igual que los tratamientos que involucran la inclusión de ganado, pero aumentar la dimensión de la parcela para poder realizar actividades agrícolas realistas significa tratar con grandes volúmenes de escorrentía y pérdidas de suelo. Los tratamientos que no se pueden investigar en parcelas pequeñas implican utilizar medidas de conservación que conlleven un desplazamiento sustancial de tierra como las terrazas escalonadas o las terrazas de drenaje. Los efectos hidrológicos de las terrazas de drenaje no pueden reproducirse en parcelas pequeñas debido a que la mecánica de la escorrentía será totalmente diferente. Análogamente, el efecto de la construcción de terrazas escalonadas es totalmente artificial en una parcela pequeña porque el movimiento lateral del agua de superficie se ve impedido por los bordes de la parcela. A veces se ha procurado encontrar una solución parcial a este problema utilizando un canal colector lateral como se indica en la Figura 13, pero ésta sigue siendo una situación artificial.
La pérdida de suelo a escala de campo con terrazas escalonadas depende de la probabilidad de fallas en la estructura y este aspecto no se puede estudiar en parcelas pequeñas. La medición del efecto de las barreras establecidas siguiendo las curvas de nivel tropieza asimismo con el problema de la probabilidad desconocida de que se produzca una falla. Sirvan de ejemplo las prácticas agroforestales como los setos o el cultivo en hileras o líneas cubiertas con residuos o surcos siguiendo las curvas de nivel. Una evaluación del efecto de estas prácticas en la escorrentía y la erosión sólo se puede efectuar en parcelas de campo.
CUADRO 1 - Resultados relativos a las pérdidas de suelo mostrando que pueden producirse grandes variaciones entre repeticiones (Hatch 1981)
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Agosto |
Sept. |
Oct. |
Nov. |
Dic. |
Enero |
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Rep. 1 |
2,7475 |
0,1209 |
7,4381 |
16,6379 |
7,8267 |
11,5981 |
|
Rep. 2 |
9,9476 |
4,0417 |
7,4318 |
7,7285 |
6,5018 |
8,1009 |
|
Rep. 3 |
11,2622 |
5,0561 |
9,7081 |
12,9649 |
9,1574 |
12,818 |
|
Media |
7,9858 |
3,0729 |
8,1926 |
12,4437 |
7,8256 |
10,839 |
|
Precipitaciones (mm) |
288,5 |
223,5 |
315 |
389 |
517 |
616 |
Nota: Cifras relativas a las pérdidas de suelo en t/ha en parcelas de 40 m2 con una pendiente de 30°, totales mensuales correspondientes a los seis meses de la temporada de lluvias en un predio con un cultivo tradicional de pimientos en Sarawak.
FIGURA 14 - Disposición de las parcelas experimentales para evitar desviaciones causadas por la variación del suelo
Algunas de las mejores revistas técnicas están tratando de elevar el nivel de la experimentación de campo negándose a publicar artículos que no contengan un análisis estadístico adecuado y que abarquen un período razonable. En el presente Boletín sólo se analizan brevemente los principales aspectos; para más información véase la sección Otras obras de consulta.
Existen dos requisitos básicos: la repetición y la distribución al azar.
Debe haber suficientes repeticiones, es decir, repeticiones idénticas para poder medir la variación en los tratamientos. Este es el error experimental causado por variaciones desconocidas o incontrolables del suelo, del cultivo, del tratamiento o del equipo, que producen diferencias en las que deberían, teóricamente, ser mediciones idénticas. En lo que respecta a los ensayos agronómicos de variedades o a los ensayos de fertilizantes, puede ser adecuado utilizar un bajo número de repeticiones porque es de esperar que la variación no sea amplia; en las parcelas de escorrentía existen las mismas fuentes posibles agronómicas de error a las que se agregan aquellas que pueden surgir de la instalación o funcionamiento del equipo en las parcelas. En consecuencia, tres repeticiones deben considerarse como un mínimo absoluto, efectuándose más de ser posible. Teóricamente, si el tiempo disponible lo permite, es posible realizar ensayos exploratorios que sugerirán cuántas repeticiones serán necesarios. Por ejemplo, podría empezarse con un conjunto de doce parcelas con el mismo tratamiento y medir la variación entre las doce repeticiones. Esto permitirá calcular el número de repeticiones que hacen falta para obtener un nivel aceptable de precisión. No existe ninguna respuesta matemática absoluta en cuanto al número de repeticiones porque es necesario saber qué nivel de precisión se espera del experimento.
La rotación de cultivos constituye una complicación adicional y debe evitarse, de ser posible. El efecto de una rotación completa puede ser diferente en años húmedos o secos, por lo que cada rotación debe considerarse estrictamente como un tratamiento separado y aplicado, con repeticiones, en cada año de la rotación. Esto da origen a un diseño complicado con muchas parcelas.
Sin el uso de repeticiones no hay forma de comparar la variación entre los tratamientos con la variación dentro de cada tratamiento; es decir, no hay manera de saber si tratamientos diferentes están realmente causando un efecto mensurable diferente. Cuando se recurre a repeticiones, la práctica habitual consiste en utilizar la media aritmética de las mediciones, lo que es poco satisfactorio. Es muy raro que en los informes se incluya información sobre la variación de las mediciones. El Cuadro 1 muestra datos procedentes de uno de los pocos informes publicados que da resultados separados para las repeticiones (Hatch 1981) y que ilustra la amplia variación que puede existir.
La distribución al azar es necesaria para eliminar las desviaciones, es decir, las diferencias que pueden surgir, por ejemplo, de variaciones en las características del suelo. Habitualmente se establece un conjunto de parcelas de escorrentía siguiendo las curvas de nivel porque de esta manera se evitan las variaciones correspondientes a la parte superior e inferior de la ladera, pero existen otras posibles fuentes de desviaciones. Si la secuencia de las seis parcelas a lo largo de una curva de nivel está constituida por tres repeticiones del tratamiento A y luego tres repeticiones del tratamiento B, como en la línea superior de la Figura 14, un gradiente de la fertilidad a lo largo de una línea de parcelas produciría una desviación ya que afectaría a las tres repeticiones de un tratamiento de manera diferente de las tres repeticiones del otro tratamiento.
Para evitar esta causa de desviación, en un experimento de campo sencillo, digamos tres repeticiones de dos tratamientos, es decir, seis parcelas en total, el mejor método consiste en elegir tres bloques de dos parcelas cada uno y luego asignar los dos tratamientos al azar a las dos parcelas de cada bloque. Esto se puede realizar recurriendo a cualquier mecanismo aleatorio como tirar un dado, distribuir cartas o utilizar tablas de números aleatorios, cuyo resultado se aprecia en la línea inferior de la Figura 14.
Teóricamente unas parcelas grandes reducirán el efecto de las variaciones del suelo debido a que la muestra será mayor, pero consecuentemente la recopilación y medición de datos relativos a la escorrentía y a la pérdida de suelo en grandes parcelas son más complejos como se verá en la sección siguiente. Otro concepto que se ha de tener en cuenta es que unas parcelas largas y estrechas colindantes tienen un borde común más largo que las parcelas cuadradas colindantes, por lo que podrían limitar el peligro de variaciones del suelo; esto introduce otros factores como la anchura mínima deseable para el cultivo y el efecto de la longitud de la ladera.
Además de la falta de homogeneidad del suelo, otra causa posible de desviación son los efectos introducidos por el equipo. Alguno de esos efectos se aplicarán por igual a todas las parcelas y en consecuencia no se suprimirán mediante una elección al azar, como lo prueban los ejemplos de la interferencia con la escorrentía de los bordes de la parcela, o la captación de lluvia en canales o en cisternas recolectoras no cubiertas. Sin embargo, otros efectos variarán de una parcela a otra, como las filtraciones a través de los bordes de las parcelas - hacia adentro o hacia afuera - o las pérdidas en el recolector. Algunas de estas causas de error se pueden prever, por ejemplo, colocando cubiertas sobre el sistema recolector; pero siempre se pueden producir y se producirán errores ocasionales, particularmente pérdidas, motivo adicional para asignar el tratamiento al azar dentro de los bloques.
Varias redes de estudios experimentales establecidas para analizar la pérdida de suelo han recomendado un diseño estándar para facilitar la comparación y compilación de resultados. Durante muchos años los experimentos de campo en los Estados Unidos han utilizado ciertas características comunes de tamaño, forma y tratamiento, como la parcela en barbecho; sin embargo, esto distaba de ser una norma nacional y no resultaba una tarea fácil organizar la ingente base de datos utilizados para la construcción de la Ecuación Universal de la Pérdida de Suelo.
· El programa francés de investigaciones agrícolas en el ultramar (ORSTOM) apoya el uso de un diseño común en los países de habla francesa de Africa del Norte y Occidental para que empleen parcelas similares a las del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (Roose 1988).· El Consejo Internacional de Investigación y Manejo de los Suelos (IBSRAM 1992), para una red de parcelas de escorrentía en Asia, apoya el uso de un estilo común.
· La FAO está actualmente patrocinando una red para el estudio sistemático del efecto de la erosión en la productividad; como esto incluye un tratamiento de supresión artificial del suelo, se recomienda que se establezca un proyecto para la aplicación de los tratamientos y para dar recomendaciones para a la construcción de las parcelas (FAO 1991).
Estas iniciativas en favor de la standarización son constructivas, pero todas ellas se enfrentan con algunos problemas como resultado de las variaciones introducidas por los operadores locales de las parcelas. A título de ejemplo, una red recomienda nueve tratamientos al azar distribuidos sobre tres bloques que deberían ser lo más similares posibles para efectuar repeticiones de los experimentos; un operador, en cambio, optó por situar los bloques en tres laderas diferentes pensando que de este modo se obtendría una información adicional. En cierta medida, se podría hacer un análisis estadístico complicado, pero ello limita la capacidad de calcular la variación dentro de cada tratamiento.
FOTOGRAFÍA 5 - Simulador de boquillas rotatorias
Precipitaciones naturales o simuladas
Parcelas limitadas o no limitadas
Dimensión de las parcelas
Estudios de cuencas hidrográficas/áreas de captación
El método más económico y sencillo consiste en instalar la parcela y luego esperar que llueva; sin embargo la imprevisibilidad de las lluvias puede producir demoras indeseadas. La solución alternativa consiste en utilizar una lluvia "fabricada" artificialmente mediante el empleo de simuladores de precipitaciones tal como se presenta en el Capítulo 6. Las principales ventajas de utilizar un simulador son que se puede acelerar la obtención de resultados y controlar la cantidad y tipo de precipitación; sin embargo, la repetición del uso del simulador en la misma parcela, aunque mejora la situación, no reemplaza las replicaciones del experimento debido a que no elimina los desvíos de la variación del suelo. Si la parcela no es típica, el desvío estará presente todas las veces que se use el simulador; esto sólo se puede evitar estableciendo una parcela distinta para cada prueba. Se han elaborado algunos métodos para evitar la dificultad de trasladar el simulador. La Fotografía 5 muestra un simulador que puede realizar, en pequeña escala, seis ensayos repetidos en pequeñas parcelas octagonales. En Australia, una solución a mayor escala consistió en construir un simulador más grande y de materiales ligeros de modo que toda la estructura pudiera ser transportada por una grúa a otro lugar (Fotografía 6). En parcelas pequeñas, el simulador rotatorio que Figura en la Fotografía 7, se coloca entre dos parcelas que se pueden regar al mismo tiempo.
FOTOGRAFÍA 7 - Simulador aspersor giratorio
La desventaja de los simuladores para parcelas grandes es que son caros y su funcionamiento requiere mucha mano de obra. Los simuladores más sencillos y económicos se adaptan a miniparcelas de pocos metros cuadrados pero no reproducen las condiciones reales del flujo de la corriente de superficie.
La medición de la escorrentía es mucho más sencilla que la medición de la pérdida de suelo y puede con facilidad extrapolarse a cantidades mayores. Por consiguiente, es relativamente fácil medir la escorrentía de parcelas grandes necesarias para reproducir condiciones agrícolas en gran escala, pero la recolección, el almacenamiento y la toma de muestras de grandes cantidades de suelo constituyen una operación difícil. Se han diseñado dispositivos que pueden registrar de manera constante la velocidad del movimiento del suelo en un aforador de garganta, pero su utilización requiere instrumentos complejos y está fuera de los objetivos de este Boletín.
La mayor parte de las parcelas tienen bordes que determinan la superficie dentro de la cual se recoge la escorrentía y el suelo; existen algunos casos en los que es adecuado utilizar parcelas sin bordes recurriendo a lo que se conoce como "aliviaderos Gerlach", según el nombre de su inventor. Estos consisten en un pequeño canal recolector que se coloca sobre la superficie del suelo y está conectado con un pequeño recipiente colector situado aguas abajo. Existen diversos grados de perfeccionamiento en la construcción de los canales recolectores y de los recipientes; una construcción cara o complicada no está justificada porque lo que es necesario es un gran número de repeticiones para superar la variación resultante del hecho de que, al no existir borde alguno para dirigir o limitar la escorrentía hacia el canal colector, el volumen recogido depende de la existencia casual de depresiones o surcos insignificantes. La Figura 15 ilustra un aparato sencillo e ingenioso que sólo requiere una pala y una botella de plástico.
FIGURA 15 - Versión sencilla del aliviador Gerlach (de Stocking 1980)
FOTOGRAFÍA 8 - Microparcelas en Malawi
FOTOGRAFÍA 9 - Microparcelas en el UTA, Nigeria (R. Lal)
FOTOGRAFÍA 10 - Microparcelas en Hungría
La dimensión de las parcelas debe guardar relación con el objetivo del ensayo.
· Las microparcelas de uno o dos metros cuadrados pueden resultar adecuadas si el objetivo es una simple comparación de dos tratamientos y donde el tamaño de las parcelas es improbable que influya sobre el efecto de los tratamientos. Un ejemplo se ilustra en la Fotografía 8, donde el objetivo era demostrar y obtener una cifra aproximada de la diferencia de la escorrentía de superficie cuando se cubría el suelo en arbustos de té recién plantados. La escorrentía iba a parar a recipientes que se vaciaban después de cada lluvia. La precisión no era elevada, pero el método resultaba tan barato y sencillo que se podían efectuar diez repeticiones para obtener un punto de partida útil para las investigaciones en mayor escala. El experimento prosiguió durante diez años para evaluar cómo cambiaba la diferencia con el crecimiento progresivo de los arbustos.Otros ejemplos del empleo de microparcelas para pruebas sencillas están ilustrados en la Fotografía 9, que muestra el efecto de distintas poblaciones de maíz en el UTA, en Nigeria, y la Fotografía 10, que muestra pequeñas parcelas en recipientes para medir el efecto de la pendiente en la erosión causada por el salpicado de las gotas de agua. Las parcelas se levantaron por encima del nivel del suelo para medir solamente el efecto del salpicado de fuera de las parcelas; esto eliminaba el efecto del impacto de las gotas de agua dentro de las parcelas, pero permitía efectuar una comparación válida del efecto de la pendiente exclusivamente.
· Comúnmente se utilizan parcelas pequeñas de unos 100 m2 para ensayos de prácticas de cultivo, efectos de la cobertura, rotaciones y cualquier otra práctica que se pudiera aplicar en pequeñas parcelas de la misma manera que ocurre en el campo y siempre que el efecto no sea afectado por el tamaño de la parcela. El tamaño y la forma original de este tipo de parcelas adoptadas en los Estados Unidos eran extremamente arbitrarios; seis pies de ancho parecían ser una dimensión adecuada y una superficie de un acre se consideraba un tamaño conveniente para los cálculos para lo que era necesaria una longitud de 72,6 pies. Existen ciertas justificaciones para seguir una práctica ya establecida, por ejemplo poder efectuar comparaciones directas, pero no existe justificación alguna para sugerir que medidas enteras deban usarse en unidades métricas. De hecho, las parcelas que sólo tienen seis pies de ancho es posible que tengan un efecto de borde importante; un tamaño más razonable, en unidades métricas, sería cinco metros de ancho y 20 metros de largo.
Conviene tener presente que este tipo de parcela no es adecuado para la evaluación de los efectos de las prácticas de remoción de tierra como las terrazas de canales, las terrazas escalonadas o cualquier otra estructura en la cual su efecto dependa de la interrupción de la corriente de superficie. En esos casos la cuantía de la escorrentía y de la pérdida de suelo están dominadas por la existencia de defectos o fallas en el sistema, por ejemplo, roturas o desbordes en los canales o el derrumbe de los márgenes o de las paredes; estos fenómenos no pueden ser reproducidos de manera adecuada en las parcelas pequeñas. A veces se intenta encontrar una solución parcial construyendo un canal colector lateral a lo largo de la parcela como se indica en la Figura 13; sin embargo, esta solución pocas veces resulta satisfactoria y todas las prácticas que entrañan la construcción de barreras o estructuras a lo largo de las curvas de nivel sólo se pueden investigar utilizando parcelas grandes.
· Las parcelas de aproximadamente una hectárea son adecuadas para evaluar tratamientos que no se puedan aplicar de manera razonable en parcelas pequeñas. Es posible estudiar prácticas de cultivo y otras prácticas agrícolas similares mediante el empleo de parcelas de bordes móviles, como se muestra en la Fotografía 11; esto exige, sin embargo, un espacio mayor entre las parcelas para permitir el giro de los bueyes o tractores. También será necesario mayor cuidado en la sustitución de los bordes de las parcelas después de cada operación. Una causa importante de error en las parcelas de escorrentía son las pérdidas a través de los bordes de la parcela, por lo que no es prudente aumentar este riesgo con la alteración frecuente de los mismos. Son necesarias parcelas de una hectárea aproximadamente para evaluar cualquier tipo de terrazas, y también para evaluar el efecto del pastoreo o del manejo del ganado. La Fotografía 12 ilustra un intento de medir el efecto de la intensidad del pastoreo utilizando pequeñas parcelas con un borde bajo de hormigón; sin embargo, esa mínima obstrucción bastó para influir en la modalidad de pastoreo debido a que el ganado no atravesaba ese borde: la fotografía muestra claramente que la parcela mantiene más vegetación que la zona circundante.
FOTOGRAFÍA 11 - Bordes móviles de parcela en Zimbabwe
FOTOGRAFÍA 12 - Una parcela para medir el efecto del pastoreo en Sudáfrica
Existe una variación de terminología. Los británicos utilizan "cuenca de captación" para la zona que recoge la escorrentía, y "cuenca hidrográfica'" para los límites de la cuenca de captación, es decir, la línea divisoria de las aguas. En Estados Unidos se utiliza más frecuentemente "cuenca hidrográfica" en lugar de "cuenca de captación". En el presente Boletín se utilizan indistintamente ambas expresiones.
Todos los estudios llevados a cabo en parcelas pequeñas presentan dos deficiencias innatas. En primer lugar, en el punto de captación existe una descarga de caída libre sobre el labio del canal colector, una situación que no se produce de manera natural en la escorrentía de campo. La segunda estriba en que las parcelas pequeñas miden sólo el movimiento de la parcela y pocos estudios tienen en cuenta la situación real en la que el depósito se efectúa pendiente abajo. Ambos factores producen una sobreestimación de la pérdida de suelo de las parcelas. Una estimación válida de la escorrentía y de la pérdida de suelo de una cuenca hidrográfica sólo se puede obtener de mediciones efectuadas en la salida de agua. La relación entre la pérdida de suelo de la cuenca hidrográfica y los índices más altos de movimiento del suelo dentro de la cuenca se denomina relación de distribución de sedimentos. Para los agrónomos que se ocupan de la pérdida de productividad, el movimiento total ladera abajo medido por las parcelas de campo puede ser la medida más adecuada debido a que los sedimentos retenidos más abajo de la cuenta hidrográfica se han perdido de manera definitiva de la superficie cultivada. No obstante, es erróneo sugerir que la pérdida de suelo medida en las pequeñas parcelas pueda multiplicarse y expresarse en toneladas/km2 como si esta fuera una pérdida uniforme en la totalidad de la cuenca hidrográfica.
FIGURA 16 - Hidrogramas de tres cuencas hidrográficas en Sri Lanka (Hudson 1981a) a
Aforador 14-H3
Aforador 12-H3
Aforador 10-H3
Otro factor que se ha de tener en cuenta en el tamaño de la parcela es el efecto de algunos cambios importantes en la utilización de la tierra, como los asentamientos humanos, o un programa de establecimiento de terrazas o de plantación de árboles, los que sólo pueden medirse evaluando lo que sucede en toda la cuenca. Los instrumentos necesarios para manejar grandes corrientes y grandes pérdidas de suelo son más complejos que los que se necesitan para parcelas de campo, como se analiza brevemente en el Capítulo 4. En el Capítulo 1 se indicó por qué los estudios de las cuencas hidrográficas deben efectuarse en parcelas apareadas y no comparando la situación de antes y después del tratamiento en una única parcela.
Una técnica a veces utilizada para comprobar la diferencia entre los resultados de las parcelas de diferente tamaño se designa con el nombre de "nidos de parcelas", en el sentido de que se sitúan pequeñas parcelas dentro de parcelas mayores. Sirva de ejemplo un estudio hidrológico realizado en Sri Lanka, con el fin de recopilar datos confiables y precisos sobre el régimen de precipitaciones y escorrentía según las prácticas agrícolas existentes, que incluían el cultivo de arroz de regadío, té de secano y cultivos de varias especies. El proyecto estaba constituido por una única cuenca hidrográfica de 5 000 ha con medición de salida, que comprendía 15 subcuencas, supervisadas por separado, de siete a 284 ha. Dentro de cada subcuenca existían parcelas duplicadas de una hectárea en cada uno de los principales sistemas agrícolas y parcelas duplicadas de 1/15 de hectárea para estudiar variaciones como las diferentes densidades de las plantaciones de té. Los hidrogramas de la escorrentía de diferentes subcuencas podían compararse como se muestra en la Figura 16 (Hudson 1981a).
Otro ejemplo procede de China, donde se instalaron parcelas de diferentes tamaños, de 60 a 1000 m2, en las subcuencas vigiladas dentro de una cuenca hidrográfica de dos ha (Mou Jinze 1981). La conclusión a que se llegó fue que eran necesarias parcelas que se extendieran a lo largo de toda la ladera desde la cima de la cresta hasta la base de la cárcava para medir la erosión y la escorrentía a escala de cuenca hidrográfica.
Dimensión de la parcela
Forma de la parcela
Bordes de la parcela
Colectores
Cisternas y divisores
La dimensión de la parcela viene determinada por el tratamiento, (como se discutió en la sección Dimensión de las parcelas), el sistema de recogida de la pérdida de suelo y/o la escorrentía. Las microparcelas pueden disponer de cisternas recolectoras que almacenan la totalidad de la escorrentía y del suelo, pero si es importante medir los casos extremos, la dimensión de la cisterna requerida resulta excesiva para las parcelas de unos pocos metros cuadrados. A título de ilustración, una parcela de 2 m x 2 m, sujeta a precipitaciones tormentosas de 100 mm, con una escorrentía del 80%, necesita una cisterna o embalse quealmacene 320 litros para que resulte suficiente. Sin embargo, las cisternas únicas para parcelas de 5 m x 20 m tendrían una capacidad difícil de manejar de 8 000 litros; para solucionar esto se suelen emplear algunos dispositivos de muestreo como se verá en la sección siguiente. En parcelas de una hectárea o más, para extraer constantemente muestras y almacenar una escorrentía cargada de sedimentos hacen falta instrumentos complicados; un método común consiste en medir constantemente sólo el caudal de escorrentía a través de un aforador, tal vez con muestreo intermitente del sedimento, como se presenta en el Capítulo 4.
FIGURA 17 - Disposición de parcelas experimentales en Zimbabwe
Al diseñar el tamaño y la capacidad del sistema colector se deben tener en cuenta dos factores. El sistema debe poder manejar el caudal máximo probable y poder almacenar también la cantidad de escorrentía máxima probable. Está demostrado que casos extremos, si bien infrecuentes, pueden contribuir en alto grado a la escorrentía y a la pérdida de suelo anuales. En los trópicos esto puede representar las tres cuartas partes de la pérdida de suelo anual que se produce durante una única tormenta, por lo que se debe proyectar un sistema de recogida de muestras que permita medir casos extremos.
El caudal de escorrentía máximo probable se puede calcular a partir de la relación de escorrentía máxima probable de un suelo ya saturado y de la intensidad máxima probable durante un período breve de quizá cinco minutos. A título de ejemplo, una parcela de 100 m2 que reciba una lluvia torrencial de una intensidad de 250 mm/h y con un 100% de escorrentía generaría un caudal de unos siete litros por segundo. Para tener en cuenta el bloqueo parcial causado por el sedimento acumulado o los desechos flotantes, sería necesaria una tubería de 100 mm de diámetro.
La capacidad total de almacenamiento requerida para la parcela de 100 m2, partiendo de un 80% de escorrentía de 200 mm de lluvia, necesitaría un almacenamiento total de 16 m3; un sistema divisor resultaría probablemente adecuado, como se disentirá en la sección Cisternas y divisores.
Sólo habrá unas pocas tormentas para las que se necesitará un almacenamiento máximo y muchas pequeñas tormentas producirán pequeños caudales de escorrentía. Si se colocan pequeños recipientes, dentro de cisternas más grandes, éstos captarán pequeñas escorrentías y podrán vaciarse y medirse más fácilmente. En momentos de grandes escorrentías los recipientes pequeños rebosan, pero la cisterna principal captura la escorrentía. La Fotografía 13 muestra un ejemplo en Kenya (Liniger 1990).
Hace falta prever una descarga libre del colector en las cisternas de almacenamiento. Una solución posible es la que se indica en la Figura 17, donde tuberías de 150 mm de diámetro se utilizaron para llevar el agua hacia abajo hasta un punto en el que las cisternas podían estar juntas y por encima del terreno para facilitar la obtención de muestras y el vaciado. El sistema más común consiste en disponer los colectores debajo de la superficie del suelo; si se tienen que vaciar por gravedad, se debe prever un sistema de drenaje. Incluso si las cisternas se tienen que vaciar por bombeo, puede ser conveniente un sistema de drenaje debido al conocido fenómeno de que las cisternas de metal de una sola pieza flotan cuando el terreno está saturado y la capa de agua se eleva; por su parte, las cisternas de hormigón o de ladrillo en situaciones análogas pueden ser objeto de filtraciones hacia dentro.
No existe ninguna regla fija con respecto a la relación entre longitud y ancho de las parcelas. Las parcelas cortas se suelen considerar poco convenientes debido a que pueden obstaculizar la formación de surcos, pero la relación entre erosión y longitud de la ladera es discutible, a pesar de la forma asumida en la Ecuación Universal de la Pérdida de Suelo de Ea L0,6. El ancho debe ser adecuado para los equipos agrícolas que se van a usar, tal como se señaló anteriormente. En las parcelas cultivadas, se puede utilizar una franja de protección en los lados y en la parte superior para reducir los efectos de los bordes y también para que se pueda tener acceso sin tener que caminar sobre las parcelas.
Se han utilizado muchos materiales para construir los bordes de las parcelas, como márgenes de tierra, paredes de ladrillo o de hormigón, láminas de madera, y tiras de metal, amianto-hormigón o. plástico. Normalmente se instalan permanentemente durante la vida de las parcelas, pero algunas veces se han utilizado límites desmontables para permitir el cultivo con tractores o bueyes a través de la parcela, como se ilustra en la Fotografía 11.
Otros aspectos que se han de tener en cuenta con respecto a los bordes, son:
· Las filtraciones hacia el interior o el exterior de la parcela a través de los bordes son una causa común de error. Debería existir un dren encima de la parcela para desviar el agua de superficie que desciende desde las tierras más altas.· Las parcelas no deben tener bordes comunes o de lo contrario la filtración afectará a los resultados de dos parcelas. Entre las parcelas debe haber una franja de protección.
· Los bordes deben instalarse cuidadosamente, enterrarse lo suficientemente profundos como para evitar filtraciones por debajo, y ser lo suficientemente altos como para evitar desbordamientos (particularmente en el lado superior); las tablas de madera o las láminas de metal deben superponerse o unirse firmemente por los extremos para evitar filtraciones. Los bordes representados en la Fotografía 11 eran tiras de amianto-cemento de 2 m x 16 cm x 1 cm, enterradas 8 cm en el suelo, mantenidas verticales por medio de varillas de acero clavadas a cada lado, unidas por juntas y cubiertas por un sujetador formado por una lámina de metal.
· Un pequeño relleno de tierra amontonado contra el lado exterior de los bordes evita el encharcamiento o el flujo de agua contra el borde; la tierra debe adosarse contra la pared del borde sin dejar que se forme un canal que podría convertirse en un surco.
· Análogamente, cuando se construyen terraplenes, no se debe permitir que se forme un canal en el sitio donde se ha extraído la tierra. La tierra debe tomarse sólo de fuera de la parcela.
En las pequeñas parcelas, la escorrentía puede pasar directamente a una cisterna siguiendo el ancho de la parcela; en parcelas mayores hace falta alguna forma de colector o canal que desemboque en las cisternas. A este respecto han de tenerse en cuenta varias posibles causas de error, como se describe a continuación.
Si el extremo del colector es más alto que la superficie del suelo, el sedimento recogido se reducirá al quedar el suelo atrapado en el umbral. Si el extremo del colector es más bajo que la superficie del suelo, se producirá una erosión excesiva en ese punto y posiblemente se empiecen a formar pequeños surcos. Por consiguiente, se debe procurar que el extremo del colector se encuentre al nivel del suelo original, para lo que existen numerosos métodos y dispositivos diferentes. Algunas veces el suelo se excava por encima del colector y luego se sustituye y compacta en el nivel adecuado una vez que se ha instalado el colector. Otro método consiste en construir una entrada plana y lisa al colector instalando una lámina de metal o cemento u hormigón.
Si se erosionan grandes cantidades de suelo, el canal colector puede evitar la formación natural de un nuevo perfil ladera abajo, es decir, el umbral del canal recolector será más alto que el nivel que tendría el suelo si no existiera el canal. Para evitar este posible error, se han construido algunas parcelas con un umbral que puede bajarse paulatinamente a medida que se produce la erosión, por ejemplo, construyendo el umbral con una argamasa de cal poco resistente que pueda quitarse fácilmente cuando sea necesario (Hudson 1957).
Otro posible error se debe a las filtraciones que puedan producirse por debajo del canal colector y que no se pueden evitar compactando el suelo, por lo que habría que instalar alguna forma de barrera, quizás insertando una membrana impermeable o, si el canal colector es de ladrillo u hormigón, enterrando los cimientos profundamente como para evitar las filtraciones por debajo.
En las parcelas pequeñas toda la escorrentía va a parar a una única cisterna colectora donde se almacena hasta medirla, extraer muestras y registrarla. En parcelas de mayor tamaño, o cuando se prevén grandes caudales de escorrentía, es poco práctico almacenar la totalidad de la escorrentía y se utiliza algún dispositivo para dividirla con exactitud de manera que una fracción conocida se pueda separar y almacenar.
Siempre habrá considerables cantidades de varios materiales flotando en la escorrentía; esos materiales deben retenerse por medio de cribas para poder utilizar el divisor o el extractor de muestras. Algunas veces se coloca una malla de alambre encima del canal colector como en la Figura 18 o se colocan una o más cribas en las cisternas colectoras como en la Fotografía 16. Un dispositivo ampliamente utilizado en los Estados Unidos durante muchos años es el divisor GEIB, que está constituido por cierto número de ranuras rectangulares iguales. El agua que pasa a través de la ranura central se recoge y almacena, mientras que la que pasa a través de las otras ranuras se deja correr (Fotografía 14). Esto exige un alto grado de precisión en la fabricación, por lo que se han concebido otros sistemas más sencillos. Entre estos cabe mencionar una serie de vertederos triangulares (Fotografía 15), o filas verticales de agujeros perforados en una lámina de acero (Fotografía 16) o una serie de tuberías incorporadas a la pared de los recipientes como en las Fotografías 17 y 18. Cualquiera de estos dispositivos se puede construir para tomar una muestra de entre la quinta y la vigésima parte del caudal total.
FIGURA 18 - Utilización de cribas para retener desechos flotantes (de USDA-ARS 1963)
FOTOGRAFÍA 14 - Divisor de ranuras múltiples en la República de Corea
FOTOGRAFÍA 15 - Divisor de diente en V en Zimbabwe
FOTOGRAFÍA 16 - Divisor de agujeros perforados en Zimbabwe
FOTOGRAFÍA 17 - Divisor de tuberías múltiples en Indonesia (A. Mítchell)
FOTOGRAFÍA 18 - Divisor de tuberías múltiples en Nigeria (R. Lal)
Otro método consiste en dividir la corriente sucesivamente por la mitad y luego volverla a dividir por la mitad todas las veces que sea necesario. Dos partidores que dividen por mitad dan una muestra de un cuarto, tres dan una muestra de un octavo y cuatro dan una muestra de un dieciséisavo. Esto implica el empleo de más tuberías y canales, pero los propios divisores pueden ser muy sencillos si sólo tienen que dividir la corriente en dos, como se muestra en los ejemplos de las Fotografías 19 y 20.
Es conveniente que cualquier divisor sea verificado para comprobar que la muestra representa exactamente la proporción que se supone que debe representar. Existen diversas posibles causas de error, como la colocación en distinto nivel de los puntos de muestreo, la oclusión total o parcial de algunas de las salidas o la interferencia del mecanismo de muestreo con la corriente a través del divisor. A título de ejemplo, el divisor de ranuras que aparece en la Fotografía 14, en el caso de grandes caudales el conducto de metal que toma la muestra de la tercera ranura impide el libre paso a través de la misma ranura, por lo que la muestra que se toma es menor de lo esperado. Por otro lado, la velocidad de llegada a cada ranura, escotadura o tubería, debe ser la misma. Si el divisor está construido en un canal estrecho, la corriente que atraviesa las ranuras del extremo puede reducirse por fricción contra las paredes del canal.
Es probable que todos los divisores obstaculicen en cierta medida la corriente por lo que existe la posibilidad de que se depositen sedimentos dentro del sistema. Esto no es un problema inevitable si el cálculo de los sólidos se basa en la suma de los sedimentos retenidos más una fracción exacta del caudal que se desecha. En consecuencia, en un sistema de tres tanques, como el que se muestra en la Fotografía 21, con dos divisores sucesivos de siete ranuras, la escorrentía total, o la pérdida total de suelo, es lo que se retiene en el canal colector y en el primer tanque, más siete veces el sedimento depositado en el segundo tanque, más 49 veces el sedimento depositado en el tercer tanque.
Existen diversos tipos de divisores que tienen partes móviles. Estos sólo son adecuados cuando existan una supervisión y un mantenimiento constantes, porque hay peligro de que esos divisores sean obturados por desechos o sufran una avería mecánica. Uno de los más conocidos es la rueda muestreadora Coschocton representada en la Fotografía 22. Se instala bajo el caudal de un aforador de garganta, como un aforador en H, y la fuerza del agua impulsa un tomador de muestras de ranura giratorio montado sobre un eje vertical. Una posible desventaja de este sistema es que el tamaño de la muestra no es constante en todos los caudales; un posible perfeccionamiento consiste en añadir un motor para dar una velocidad constante de rotación. Otro mecanismo es el balde volcador tal como se utiliza en algunos pluviómetros automáticos. Esto permite tomar una muestra cada vez que el balde se inclina; es asimismo sencillo incorporar un contador para registrar la frecuencia de las inclinaciones.
Todo dispositivo de registro que depende de partes móviles o de un suministro de electricidad es adecuado únicamente para su uso en estaciones experimentales en las que se puede proceder a una supervisión constante, particularmente en situaciones extremas, por ejemplo, en medio de la noche cuando los dispositivos mecánicos y eléctricos pueden deteriorarse.
FOTOGRAFÍA 19 - Un sencillo divisor de corriente en Tailandia
FOTOGRAFÍA 20 - División de corriente en etapas sucesivas en Tailandia
FOTOGRAFÍA 21 - Sistema con tres tanques y dos divisores en Zimbabwe
FOTOGRAFÍA 22 - La rueda muestreadora Coschocton en Taiwán
Frecuencia de los registros
Estimación de la pérdida de suelo
Registradores y automatización
Mantenimiento y análisis de registros
Es necesario hacer un análisis previo del trabajo a cumplir y primeramente determinar con claridad el objetivo del experimento. Después será preciso estudiar en detalle todo el proceso y plantearse preguntas y situaciones que pueden incluso parecer banales. ¿Bastarán los registros anuales para alcanzar el objetivo o será necesario basarse en un intervalo más corto para supervisar los cambios o se necesitarán datos separados para cada tormenta? ¿Tiene sentido acumular registros diarios si éstos se van a agrupar en totales semanales o mensuales? Cuando la mano de obra escasea o es cara, puede resultar más barato y más preciso utilizar tanques de almacenamiento mayores o más divisores para reducir el número de lecturas.
Una vez precisado el tipo de datos que se requieren, hace falta adoptar una decisión ponderada entre el número de empleados adecuadamente calificados necesarios para tomar las mediciones y llevar los registros y entre la posibilidad de utilizar instrumentos automáticos.
Es sumamente importante disponer de fácil acceso a los lugares de experimentación. Si se necesitan resultados exactos y detallados, alguien tiene que estar en el lugar aún durante las peores condiciones climáticas para asegurarse que todo funciona de acuerdo con el plan establecido. Sería un optimismo poco razonable esperar obtener datos adecuados cuando estos dependen de que alguien llegue al lugar en medio de la noche para subir trepando por una ladera resbaladiza a través de la jungla y bajo una lluvia torrencial; pero por lo menos podría pensarse en un gran programa de investigación donde la utilización de las parcelas de escorrentía así lo requieren. A pesar de todo, los resultados obtenidos hasta el momento en tales condiciones no son alentadores.
Existen diversas maneras de manejar el suelo y el agua en los tanques, donde el problema principal es saber cómo tomar una muestra representativa de una mezcla de agua y partículas de suelo de diferentes tamaños. El método más sencillo consiste en agitar vigorosamente la mezcla y extraer una muestra para filtrar, secar y pesar. Este método, en general, dará un valor inferior a la pérdida de suelo real debido a que las partículas grandes de tierra se asientan rápidamente y son difíciles de mantener en suspensión mientras se está tomando la muestra. El método mejora con la adición de un floculante, que contribuye a que la materia en suspensión sedimente, lo que permite extraer el líquido de superficie claro. Esto deja una espesa capa de barro que, cuando se deposita, permite obtener una muestra más representativa (Jackson 1964). Actualmente existen en el comercio floculantes químicos muy eficaces.
Otro método evita las largas operaciones de secado y pesado en el laboratorio; consiste en pesar un volumen fijo del sedimento y compararlo con el peso de un volumen igual de agua. Después de haber estimado la reducción del agua desplazada por el suelo, se puede calcular el peso del suelo seco contenido en el sedimento (Barnett y Holladay 1965). Este método evita la necesidad de trabajos de laboratorio y permite pesar muestras de diversos tamaños. Por ejemplo, en Zimbabwe se utilizaron recipientes de uno, cinco y 50 litros (Elwell 1976). Si se emplean divisores, es necesario calcular el peso del suelo en cada uno de los tanques por separado porque la concentración del sedimento será mucho mayor en el primer tanque en el que se asientan las partículas pesadas y menor en el último.
Si el objetivo de los experimentos se puede alcanzar mediante la comparación de valores aproximados de pérdida de suelo resultante de diferentes tratamientos, la escorrentía de la parcela se puede hacer a través de una tela filtrante que retiene algunas de las partículas del suelo. Se requieren ensayos experimentales para determinar la mejor combinación del tamaño requerido del filtro y del tamaño de su malla.
Si es probable que la relación entre la escorrentía y la pérdida de suelo sea similar entre los diversos tratamientos que se están comparando, puede resultar más sencillo medir únicamente la escorrentía, lo que es más fácil que medir la pérdida de suelo.
Aunque anteriormente se sugirió que es preferible evitar en la medida de lo posible instrumentos con partes móviles, estos tienen la ventaja de que si se produce un desperfecto se puede identificar y modificarlo o repararlo. Esto puede no ser factible con los registradores automáticos. Dos ejemplos ilustran casos extremos de estos dos métodos.
En un importante estudio hidrológico realizado en Filipinas, las estaciones de aforo estaban alejadas del río y eran de difícil acceso en la época de las lluvias, por lo que se las había dotado de registradores automáticos que recogían un registro mensual de las precipitaciones y del nivel del río en la memoria de un ordenador que se cambiaba cada mes. Funcionó de manera satisfactoria durante los ensayos, pero después del primer mes de la estación de las lluvias, la mayoría de las grabaciones no existían. Aparentemente la "protección contra las condiciones tropicales" del ordenador no pudo resistir los cambios de temperatura, presión y humedad; entró humedad que estropeó las grabaciones. La solución del problema resultó cara sobre todo porque la principal pérdida consistió en tener que esperar otro año para obtener los datos de acumulación de la corriente del río al comienzo de la estación de las lluvias.
El otro ejemplo se toma de Sri Lanka, también en una red hidrológica, pero cuyas condiciones eran muy distintas. La cuenca disponía de una buena red de carreteras y las quince estaciones eran visitadas a diario para verificar el funcionamiento de los registradores de relojería del nivel del agua. El mercado de trabajo en esa época estaba saturado de oficinistas calificados, por lo que el análisis y la interpretación del gran número de hidrogramas obtenidos se realizaba con rapidez y a bajo costo utilizando simplemente pequeñas calculadoras manuales.
Se debe señalar que se han producido grandes mejoras en los instrumentos en estos últimos años. Hoy en día en la mayor parte de las circunstancias, los registradores eléctricos o mecánicos del nivel del agua son sustituidos por sensores de presión que alimentan la memoria de los orednadores. Por consiguiente, la elección del equipo de registro dependerá de las circunstancias especiales de cada proyecto o experimento.
La medición del caudal de escorrentía es una operación sencilla. Existe una amplia diversidad de aforadores normalizados para todos los caudales, o sea que, cuando se construyen e instalan de acuerdo con ciertas condiciones especificadas, no necesitan calibrarse individualmente y el caudal se puede leer directamente en tablas o diagramas si se conoce la profundidad de la corriente. Los aforadores y vertederos normalizados se presentan en el Capítulo 4, en la sección Método velocidad/superficie. El aforador más comúnmente utilizado para parcelas pequeñas es el aforador en H, diseñado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.
La cantidad de escorrentía se puede calcular a partir de los hidrogramas. Cuando se traza una gráfica con el caudal en función del tiempo, la superficie situada debajo de la curva es la cantidad del caudal.
La estimación del movimiento del suelo en la escorrentía es más difícil, y se estudia en el Capítulo 5. Se han ideado dispositivos complicados, pero no resultan adecuados para experimentos de campo ya que usualmente dependen de la atenuación de un rayo de luz o de radiación gama al pasar a través de los sólidos frente a un sensor a ambos lados de un canal.
El principio que se debe aplicar a todos los registros de experimentos es aquel que representa la práctica común de los inspectores profesionales. Un inspector se traslada a un campo con un teodolito o nivel y registra todas las observaciones en un cuaderno. Es fundamental que los registros en el cuaderno sean claros y concisos de modo de permitir que cualquier otro inspector los entienda cabalmente en cualquier momento. No deben depender de que la persona que efectuó el registro recuerde hechos adicionales ni se deben ver afectados por el transcurso del tiempo, y deben ser limpios, claros y legibles.
La principal fuente de error en los registros de los experimentos es la toma de anotaciones fragmentarias en el campo que más tarde se copian en limpio en la oficina. El problema radica en que al efectuarse el registro en el campo de manera desordenada o al estar el cuaderno quizá mojado o sucio de barro es posible que no se lea correctamente o que se interprete mal. Para eludir esta dificultad hay que utilizar formularios de registro o cuadernos especialmente diseñados en un formato que resulte adecuado para producir registros nítidos ya en el campo. Siempre que sea posible, los cálculos posteriores se deben efectuar en el mismo formulario. Cuando sea necesario transferir datos a hojas resumidas o a otro formulario, el trabajo se debe verificar dos veces. Los cuadernos utilizados en el campo y todos los cálculos posteriores deben ser objeto de frecuentes inspecciones.
