procesos erosivos de sectores productivos montañosos en el trópico

ARTÍCULO
DE
REFLEXIÓN
PROCESOS EROSIVOS DE SECTORES PRODUCTIVOS
MONTAÑOSOS EN EL TRÓPICO
Ingrid. A. Rivera D.*
RESUMEN
PALABRAS CLAVES
La erosión del suelo es un problema importante
en áreas rurales y amenaza la industria agrícola
de América. Pero la erosión del suelo puede ser
prevenida si se utilizan medidas de la conservación
de suelos. El primer paso es la planificación de los
cultivos de modo que el uso del suelo este de acuerdo
a su potencialidad. Los suelos en zonas escarpadas
no se deben cultivar, se recomienda mantenerlos
solamente con cobertura vegetal. Las zonas con
menos pendientes se recomiendan emplear métodos
de conservación de suelos para poderlos cultivar, al
igual que las zonas planas que son menos vulnerables
pero necesitan también una medida de protección.
Erosión, Suelo, Producción, Sostenible, Precipitación,
Hombre, Conservación
La prevención de la erosión del suelo requiere
cambios políticos, económicos y técnicos. Los
cambios políticos y técnicos están direccionados
a la distribución de tierras en Colombia así como
la posibilidad de incentivos para los agricultores
promoviendo un manejo sostenible del suelo.
Soil erosion is a major problem in rural areas and it
threatens American’s agricultural industry. But soil
erosion can be prevented if soil conservation measures
are used. The first step is to plan farms so that land
use fits land type. Generally steep land should not
be cropped and may often be best left under natural
vegetation. More gentle slopes can be grazed and some
of them cropped if protected with soil conservation
measures. Flatter land can be cropped and grazed
more heavily but it too may need protection. Fences,
roads and dams can all help soil conservation on the
farm and fit in with the overall plan.
A
ABSTRAC
Prevention of soil erosion requires political, economic
and technical changes. Political and economic
Fecha de recepción del artículo:
Fecha de aceptación del artículo:
* Ingeniera Agrícola. M.Sc. Ciencias agrarias. Docente Investigador Universidad Libre. Departamento de Ingeniería Ambiental
AVANCES Investigación en Ingeniería - 2007 No. 6
145
changes have to address the distribution of land
and productions system in Colombia as well as the
possibility of incentives to encourage farmers to
manage their land in a sustainable manner.
KEYWORDS
Erosion, Soil, Production,
Precipitation, Sustainability
Conservation,
Man,
INTRODUCCIÓN
PROCESOS
EROSIVOS
En la actualidad más de trescientos millones de
hectáreas son removidas sin control alguno para el
desarrollo de cultivos especialmente en los países
en vía de desarrollo, lo más característico de éstas
zonas productoras es que se encuentran en zonas
de montaña produciendo erosión en los suelos, lo
que conlleva a una baja en la productividad edáfica
afectando principalmente el sector agrícola debido a
la falta de control en el uso de los recursos naturales
agua y suelo, principalmente en los países de América
Latina.
Esta reducción de productividad, unida a las malas
prácticas de manejo de los recursos ha sido tema de
estudio en Colombia por varias entidades nacionales e
internacionales como son: GTZ, JICA, FAO, INCODER,
IDEAM, FEDEPAPA, IGAC, entre otros que por medio
de diferentes ensayos de simulación, aplicación de
modelos matemáticos y predictivos, mediciones en
campo y con zonas piloto de evaluación y estudio
buscan determinar cuales son los diferentes factores
responsables de la erosión y de ésta forma poderla
cuantificar y determinar económica mente cuanto
cuesta la pérdida del recurso.
En cuanto a los gobiernos su misión ante la
conservación del suelo cambia de estado ejecutor a
facilitador, dando mayor conciencia y responsabilidad
a los productores sobre la planificación y ejecución de
un modelo agrícola sostenible; ya que el deterioro del
recurso trae como consecuencia hambre y pobreza
a los pueblos y una disminución apreciable en el
desarrollo económico.
1
2
146
Los problemas más comunes en los suelos de
Colombia son: la erosión hídrica, la deforestación,
inundaciones, salinización y contaminación. Para
poder disminuir éstos problemas se requiere de una
concientización de la importancia del recurso edáfico
y un conocimiento de las causas y consecuencias de
las malas prácticas de uso y manejo del suelo, por
esto en el presente artículo se hace una recopilación
de los principales problemas erosivos asociados a las
regiones más vulnerables de nuestro país como son
las de montaña.
1. GENERALIDADES DE LA EROSIÓN
El suelo es el recurso natural más valioso de un país
después o inclusive igual que el agua, calificado con
acierto como “el puente entre lo animado y lo vivo”1. Es
el resultado de la unión del material rocoso meteorizado
y descompuesto, agua, aire, materia orgánica resultante
de la descomposición de material vegetal en su mayoría,
y en menor cantidad de material animal, y miles de formas
diferentes de vida como lo son los microorganismos,
algas, hongos e insectos entre otros. Todos estos
elementos cumplen una función de mantenimiento del
sistema natural que es el suelo.
En los trópicos húmedos bastan 200 años para que
se forme un suelo a partir de una base arenosa. 2
Generalmente el proceso es mucho más largo; en la
mayoría de los casos para formarse 1 cm. de suelo se
necesita entre 400 a 500 años en estado natural y de
3000 a 12000 años para que el suelo sea suficiente
para construir tierras productivas.
Esto significa que el suelo no es un recurso renovable,
una vez deteriorado, degradado o destruido no se
puede recuperar. En el caso de la erosión, definida
como la pérdida de suelo, en condiciones naturales es
muy lenta pero el hombre es el que se ha encargado de
acelerar éstos procesos, casi triplicando la velocidad
de erosión lo que en términos de tierras corresponde
a unos 2000 millones de hectáreas en el mundo2.
Existen claras pruebas de que la destrucción de
civilizaciones pasadas en el Mediterráneo y Centro
América se debió a la erosión del suelo causada por
MONTENEGRO G, HUGO. Manejo y Conservación de Suelos y Aguas. Universidad Nacional de Colombia. Profesor Asociado. 2000.
Íbid.
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Sin la protección de una capa de vegetación, y de
la acción fijadora de las raíces, cada gota de agua
golpea el suelo desnudo ocasionando que las
partículas de suelo se desprendan y el agua arrastre
éstas partículas ayudada por las condiciones de altas
pendientes llegando hasta valles o cuerpos de agua
como ríos o arroyos generando también contaminación
de las aguas y un cambio radical en la fauna y flora de
los ecosistemas acuáticos.
De las diferentes formas de erosión la mas insidiosa es
la erosión laminar que se produce cuando la totalidad
de la superficie del terreno se erosiona gradualmente
de manera mas o menos uniforme, éste fenómeno es
muy complejo ya que no se advierte inmediatamente
la pérdida de suelo, los principales indicadores de
éste fenómeno son las raíces de los árboles, los
cultivos y las cercas que cada vez van quedando más
descubiertas en su base o en sin raíces. Cuando
se hace notoria la pérdida de suelo se ha perdido
aproximadamente 1.5 cm. de suelo que equivale a
190 toneladas de suelo por hectárea.
Otra forma de erosión es por surcos está se puede
presentar en terrenos escarpados o casi planos, los
3
En el caso de terrenos escarpados la formación
de cárcavas es más frecuente y peligrosa, ya
que el agua que corre por la pendiente en zonas
descubier tas o con poca cober tura vegetal sen
forma una hendidura profunda que en el extremo
inferior forma como un escalón que gradualmente
va avanzando cuesta arriba que cada vez se va
haciendo más honda y ancha y va por toda la
ladera. Lo que en un comienzo era un hilo caso
insignificante de agua que pasa por un camino o
por una zona desprotegida puede conver tirse en un
grave problema en cor to tiempo.
En la India la erosión en cárcavas causa la pérdida de
unas 8000 hectáreas de tierra por año. Este tipo de
erosión esta relacionado también con las riberas de
los ríos de curso rápido que cada vez van socavando
sus propias riberas3.
La erosión eólica se produce cuando se deja desnuda
la super ficie de la tierra, es mucho más fuerte en
regiones áridas ya que los suelos están resecos y
desnudos lo que facilita que el viento arrastre las
partículas sueltas de la super ficie, esta acción es
bastante destructiva ya que es de acción constante.
Además una vez comienza la erosión, las partículas
de suelo en movimiento aceleran el proceso,
causado por la acción abrasiva de la arena sobre
lo que anteriormente era una superficie estable en
el suelo.
EROSIVOS
La erosión del suelo se produce principalmente
por la acción combinada de varios factores como
la temperatura, los gases, el agua, el viento, la
gravedad y la vida vegetal y animal. De acuerdo a la
región que nos refiramos puede predominar alguno
de estos factores, como es el cado de el viento en
las zonas áridas y en zonas del trópico Húmedo que
es nuestro caso el factor que más actúa es el agua,
principalmente provenientes de aguas lluvias.
terrenos siempre tienen irregularidades que encuentra el agua para depositarse o por donde correr, en
pequeñas hendiduras el agua corre arrastrando material de suelo o partículas de suelo, éstas hendiduras
aumentan de tamaño y comienzan a formarse desde
pequeños surcos hasta grandes cárcavas, cuya presencia no es siempre evidente pero las pérdidas de
suelo son importantes.
PROCESOS
la tala de bosques en zonas escarpadas y de alta
pendiente para expandir las fronteras agropecuarias
que es considerada la principal práctica destructiva.
Entre otras acciones causadas por el hombre
determinadas como agentes erosivos están también la
construcción de carreteras, canales y urbanizaciones
en zonas con riesgo de erosión que conlleva al trazo
de pendientes inestables, por lo que estas frágiles
laderas, expuestas a la lluvia o filtración de agua, al
final ceden, provocando deslizamientos o derrumbes.
La erosión hídrica causa problemas importantes
dentro de los cuales podemos destacar la pérdida de
la productividad agrícola y la afluencia de sedimentos
a los cuerpos de agua lo que con el tiempo lleva a
inundaciones, disminución de la profundidad efectiva
de los embalses, lagos, lagunas, etc.
FAO. Informe sobre la erosión a nivel mundial. 2000.
AVANCES Investigación en Ingeniería - 2007 No. 6
147
2. VULNERABILIDAD DEL SUELO
La capa agrícola promedio a nivel mundial se estima
en 18 cm. de espesor y produce alimentos y materias
primas para 6600 millones de habitantes4.
En Colombia se ha determinado que la región más
susceptible a la pérdida de suelo es la Andina gracias
a su topografía y procesos de deforestación para la
ampliación del espacio urbano (ya que es la mas
densamente poblada) y la frontera agropecuaria.
La importancia de los suelos de ladera en la agricultura
mundial es destacada, entre otras razones, por: la
base de los recursos esta declinando por la presión
demográfica, el uso agrícola de la tierra y por la
escasez de tierra agrícola para la producción de
materias primas. El área del suelo arable per-cápita
en el mundo se estimó en cerca de 0,27 ha en 1990
y esta proyectada a ser inferior a 0,17 ha en el año
20155.
La tierra arable de un país es una medida de su
habilidad para alimentarse así mismo; 0,07 ha por
persona es el mínimo6.
PROCESOS
EROSIVOS
La erosión es mucho más fuerte en zonas de alta
pluviosidad (mayor a 750mm) especialmente si la
zona esta desprovista del material de cobertura que
mitigue el impacto de las gotas de agua lluvia que son
las causantes de éste fenómeno.
Hudson, estimó que la lluvia intensa se presenta
en zonas con latitudes entre los 40°N y 40° S, zona
tropical húmeda donde nosotros ubicamos nuestro
país. Colombia posee 117 millones de hectáreas,
de ellas 46,8 millones corresponden a zonas de
ladera donde reside la mayor parte de la población
campesina y con producciones de pequeñas pacerlas
que con el tiempo causan mayor impacto ya que están
siendo explotadas excesivamente y sin descanso en
cambio las producciones de grandes fincas tienen
alternancia en los lotes de producción dejando que
halla periodos de descanso lo que hace que el suelo
no se deteriore tan rápido. De acuerdo a estudios
4
5
6
7
148
realizados por Montenegro se indica que se puede
estar perdiendo de 170.000 a 220.000 ha por año,
dentro de las cuales la región de la amazonía tiene
un 81,44% de su área con erosión, seguida por la del
pacífico con un 77% del área y la menos afectada es
la región Andina7.
3. ASPECTOS FÍSICOS DE LA EROSIÓN
3.1
Pendientes escarpadas
Cultivos en pendientes escarpadas de áreas
montañosas o vertientes es muy común en países
en desarrollo. En éstos países es muy común cultivar
en pendientes de 15 a 25 grados y con un rango
por encima de los 30 grados, y como es típico en
zonas cafeteras encontrar pendientes de 47 grados,
generando éstos tipos de producción la mayor erosión
potencial para nuestro país.
Se han encontrado reportes de la relación erosión
vs. Pendiente es de 2:1, especialmente en zonas
tropicales donde la intensidad de lluvia es muy alta,
en estudios realizados en Estados Unidos éstos
valores no son aplicables pero gracias a nuestras
características climáticas y topográficas si los
podemos encontrar en nuestro país.
Se han realizados muchas evaluaciones sobre la
verdadera relación entre erosión y pendiente entre
los trópicos y se han encontrado resultados como el
de la Universidad de India Occidental en tres suelos
de Tobago (1998) que reportaron que la erosión fue
menor en pendientes escarpadas que en las suaves;
una de las explicaciones dadas es que en pendientes
escarpadas la energía cinética de las gotas de agua
lluvia es menor, ya que el chapoteo de la lluvia en una
unidad de área es menor que en pendientes suaves.
La pendiente tiene dos factores principales que influyen
en la erosión: la inclinación (grado) y la longitud. A
mayor inclinación es mayor el riesgo de erosión por
que genera mayor velocidad de escorrentía y menor
tiempo de infiltración. La longitud se relaciona en forma
ARIAS A.R, Conservación de suelos agrícolas. JICA – INCODER. 2003.
Íbid.
PAI, 1990.
MONTENEGRO, H. Erosión, degradación y erosividad de los suelos en Colombia. 1990.
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directamente proporcional con la velocidad, volumen
y energía del agua de escorrentía, a mayor longitud
mayor escorrentía y por ende mayor erosión. Como
no es fácil variar la pendiente, se han recomendado
algunas prácticas para disminuir el volumen y la
energía del agua de escorrentía cortando la longitud
de la pendiente o haciendo canales recolectores,
terrazas, disipadores de energía, etc.
3.2
Lluvias de alta intensidad
La unidad de trabajo es un aguacero, definido como la
cantidad de lluvia o carga que cae en forma continua,
en un periodo largo, individualizando a través de sus
diversas características de intensidad, duración y
frecuencia8.
Fuente: www.uwsp.edu
La intensidad del aguacero es el factor pluviométrico más
importante que afecta la escorrentía y la erosión, aunque
ejerce mayor influencia sobre el segundo fenómeno.
Carga e intensidad de lluvias características de los
trópicos húmedos causan severa erosión. Lluvias de
75 a 100 mm/hora son en extremo comunes en esta
región.
Se reportó que la Niña de 1999 produjo catástrofes
por precipitación en el estado de Vargas en Venezuela
y en la Sierra Norte de Puebla en México, en áreas
de precipitación promedio baja o moderada pero con
grandes precipitaciones durante éste fenómeno.
En el cado de Colombia con el fenómeno de la Niña
en 1975 ocurrieron deslizamientos masivos en el
piedemonte de los llanos orientales colombianos
8
9
10
y en 1999 los Huracanes en el Caribe fueron muy
intensos.
De acuerdo a los estudios realizados el fenómeno de
la niña 2007 se espera que la precipitación aumenta
entre 20 y 40 por ciento por encima de los valores
normales en áreas del nororiente, centro y sur de la
región Andina y el nororiente de la región Caribe9.
EROSIVOS
Fuente: Jaime Suárez Díaz
PROCESOS
En algunos casos se presentan fenómenos
climatológicos que aumentan considerablemente
estas unidades de medida como es el caso de “La
Niña” que cada vez que viene, los volúmenes de
precipitación en el Caribe de Colombia, Venezuela y
Centroamérica aumentan en forma sustancial con
relación a los valores normales y se presentan gran
cantidad de deslizamientos, remociones masales y
derrumbes, especialmente en zonas de suelos más
susceptibles como es el caso de la zona cafetera,
villeta, entre otras en Colombia.
Dentro de algunos datos históricos importantes esta
el Tifón Gloria (1963) que arrojaron datos de registro
de lluvias de 1248 mm en la vertiente montañosa de
Taiwán y en Jamaica (1972) un solo aguacero de 103
mm en un solo9 día causo pérdidas de 30 toneladas
de suelo por hectárea10.
MONTENEGRO, H. Erosión, degradación y erosividad de los suelos en Colombia. 1990.
SUAREZ DIAZ, J. El fenómeno de la Niña. 2007.
MONTENEGRO, H. Erosión, degradación y erosividad de los suelos en Colombia. 1990.
AVANCES Investigación en Ingeniería - 2007 No. 6
149
la clase textural del suelo y al grado de pendiente que
se esté trabajando.
3.4
SUELO
Los factores mencionados anteriormente dependen
primordialmente del suelo, no todos producen los
mismos efectos, las condiciones físicas y químicas de
los terrenos al impartirles mayor o menor resistencia
a la acción de las aguas, tipifican y singularizan el
comportamiento de cada suelo expuesto a condiciones
similares de pendiente, lluvia y cubierta vegetal.
Fuente: Jaime Suárez Díaz
3.3
ESCORRENTÍA EXCESIVA
Cuando ocurren lluvias más intensas o frecuentes,
el agua llega a la superficie del suelo infiltrándose
inicialmente rápido pero a medida que el suelo se
satura empieza a aumentar el escurrimiento superficial
llamado escorrentía.
En las regiones tropicales, durante la estación lluviosa
de la escorrentía excesiva es casi inevitable en zonas
de alta pendiente y que estén cultivadas ya que las
lluvias muy intensas saturan fácilmente el suelo y
exceden la tasa de infiltración del suelo.
De acuerdo a los a parámetros estudiados el coeficiente de escorrentía (C) se determina de acuerdo a
Los factores culturales es uno de los factores más
críticos pero a la vez el que prioritariamente se tiene
que disminuir, y esto se consigue con la concientización
de los productores y de la sociedad en general sobre
el peligro en que se encuentra el recurso suelo.
Con capacitación, técnicas de manejo y educación
ambiental dirigida hacia la conservación de los
recursos naturales se puede disminuir el impacto
cultural sobre la erosión.
4.1
SISTEMAS TRADICIONALES DE MANEJO
En los sistemas tropicales montañosos, los sistemas
tradicionales de manejo están caracterizados por
prácticas como la roza y quema de la vegetación
existente, además de la implementación de cultivos
limpios. Estas prácticas ocasionan una gran erosión
en pendientes escarpadas, especialmente cuando se
realizan a finales de una estación seca, ocasionando la
fácil dispersión de los suelos cuando llegan las lluvias.
Fuente: Jaime Suárez Díaz
150
4 ASPECTOS CULTURALES DE LA
EROSIÓN
A continuación enumeraremos los más importantes.
PROCESOS
EROSIVOS
Un ejemplo es en suelos de textura mediana después
de cinco minutos de lluvia se empieza a producir la
escorrentía.
El proceso de erosión es más riesgoso en el trópico
cuando hay ausencia de cobertura, especialmente en
los Ultisoles del Amazonas, o en los Alfisoles de la
Zona Cafetera, esto se debe a que el material orgánico
y el humus, que ofrece al suelo estabilidad contra el
chapoteo, en los trópicos húmedos se oxidan más
rápido que en zonas templadas.
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El sistema de roza y quema es una práctica violenta
en muchos países espacialmente latinoamericanos,
trabajo puede necesitar 420 hombres al día en labor
manual, lo que equivale a dos miembros de la familia
trabajando siete meses.
La respuesta a que herramientas son mejores para
ser usadas para el control de la erosión es algo
difícil, pero se han realizado investigaciones y se
han introducido nuevas alternativas como la labranza
mínima, labranza de conservación y cero labranza.
Dentro de otros sistemas tenemos los monocultivos,
que no solamente reduce la fertilidad del suelo, sino
que crea riesgos de erosión.
Fuente: www.mna.es
lo que causa escorrentía y por ende erosión; se ha
llegado a demostrar que las pérdidas de suelo por
éste sistema es de aproximadamente 100 toneladas
de suelo por hectárea.
La cultura de los cultivos limpios se basa en la creencia
de suprimir las malezas y minimizar los insectos y las
enfermedades, lo que actualmente se ha reevaluado
demostrándose que no es totalmente cierto.
4.2
Cultivos como el arroz (Oriza sativa L) en el sur de
Asia y el maíz (Zea maiz) en América Central, son
usualmente plantados en el comienzo de la estación
lluviosa. Cuando vendavales cargados ocurren los
cultivos no han formado una cobertura para proteger
la pendiente del impacto de las gotas de agua lluvia
causando así erosión.11
Muchas entidades están propendiendo y educando a
los productores en sistemas de producción asociadas
y con cultivos de cobertura para evitar éstos
fenómenos.
PREPARACIÓN DE TERRENOS
CONCLUSIONES
11
La conservación del recurso edáfico, tiene como principio
fundamental su explotación controlada y las buenas
prácticas de manejo que directa o indirectamente
influyen en el aumento de la producción, siendo ésta
una de las principales metas. Las estrategias a seguir
son promover la investigación, la concientización de
las personas sobre la importancia de los recursos
naturales no renovables como el suelo, y con base
en ello se realicen los respectivas programas de
capacitación y apropiación tanto técnica como cultural
para el buen uso del recurso, enfatizando en los tipos
y manejos de coberturas naturales nativas, los tipos
de labranza y mecanización para el manejo del suelo
y las estrategias para prevenir la erosión.
EROSIVOS
Usar labor manual tiene tanto ventajas como
desventajas, en relación con la erosión del suelo.
Con el uso de maquinaria incontrolado y por el exceso
de peso se puede causar un aumento acelerado de
los niveles de erosión en zonas de alta pendiente
como es el caso de Colombia. Por otro lado, usando
labor manual en los programas de conservación
de suelos se convierte en una tarea difícil, lenta y
tediosa; por ejemplo para construir en una hectárea
bancos de terrazas con un ancho promedio de 4.6 m
en una pendiente de 15|° se necesita de un buldózer
trabajando 47 horas aproximadamente, el mismo
La degradación del suelo proviene generalmente del
empleo de prácticas de explotación agrícola, forestal
o ganadera, mal manejadas y sin control.
PROCESOS
En éstas zonas de montaña se han realizado varios
estudios con respecto a comparar las labores
mecánicas contra las labores manuales, en este
documento no entraremos a definir cual es mejor
solamente se presentará una información para
generar inquietudes sobre el tema.
FAO. 2000.
AVANCES Investigación en Ingeniería - 2007 No. 6
151
REFERENCIAS
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Profesor Asociado.
MONTENEGRO, H. 1990. Erosión, degradación y erosividad de los suelos en Colombia.
FAO. Informe sobre la erosión a nivel mundial. 2000
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PROCESOS
EROSIVOS
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152
AVANCES Investigación en Ingeniería - 2007 No. 6