Este documento presenta información sobre el manejo del agua en las cuencas agrícolas. Se describe un modelo conceptual para el manejo del agua que incluye subsistemas como las fuentes de agua, las pérdidas de agua, el almacenaje y la utilización. También se analizan conceptos como las precipitaciones, fuentes subterráneas, fuentes superficiales, interceptación, escurrimiento, evaporación, percolación y transpiración.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE RIO CUARTO
FACULTAD DE AGRONOMÍA Y VETERINARIA
INGENIERIA AGRONÓMICA
CURSO: USO Y MANEJO DE SUELOS
(CODIGO 2028)
MANEJO DE LA CONDICION FISICA DE LOS
SUELOS:
MANEJO DEL AGUA
Documento de apoyo didáctico para el curso
Uso y Manejo de Suelos
(Código 2028)
Autores:
Ing. Agr. Msc José M. Cisneros
Ing. Agr. Msc. Alberto Cantero Gutiérrez
Ing. Agr. Msc Carmen G. Cholaky
Ing. Agr. Msc Miguel Reynero
Lic. Msc Jorge G. González
Agosto de 2004
1

2. INDICE
1. INTRODUCCIÓN ______________________________________________ 3
2. EL MANEJO DEL AGUA EN LAS CUENCAS AGRÍCOLAS _________________ 6
2.1. Modelo conceptual de manejo del agua _________________________ 6
2.2. Las fuentes de agua para la producción _________________________ 7
2.2.1. Precipitaciones _________________________________________ 7
2.2.2. Fuentes subterráneas, ascenso capilar de la napa ______________ 9
2.2.3. Fuentes por aportes superficiales __________________________ 12
2.3. Las pérdidas de agua ______________________________________ 13
2.3.1. Interceptación o intercepción _____________________________ 13
2.3.2. Escurrimiento superficial _________________________________ 15
Figura 14: Hidrograma de una creciente antes y después de pasar por un
macroembalse regulador de escurrimientos _______________________ 29
2.3.3. Evaporación___________________________________________ 30
2.3.4. Percolación ___________________________________________ 32
2.3.5. Transpiración__________________________________________ 34
2.4. El subsistema ALMACENAJE _________________________________ 35
2.5. El subsistema UTILIZACIÓN _________________________________ 35
2.6. Los subsistemas PRODUCCION TOTAL y PRODUCCION COMERCIAL __ 37
Lectura complementaria________________________________________ 38
2

3. 1. INTRODUCCIÓN
El manejo de la economía del agua es uno de los aspectos primordiales
de atender en la agronomía de nuestro país en general y en esta región central
de transición climática entre ambientes sub-húmedos y semiáridos en
particular, en diferentes contextos geográficos y socioeconómicos.
El agua es el recurso básico, no sólo para la producción agropecuaria,
sino también para las posibilidades de desarrollo comunitario, ya que involucra
aspectos como provisión de agua potable en cantidad y calidad, provisión de
agua para uso industrial, para recreación basada en el agua, etc.
El manejo integrado del agua se constituye así en uno de los ejes del
Desarrollo Sustentable, ya que es uno de los principales recursos naturales en
los que se cimentan las posibilidades de progreso de las comunidades, por otra
parte es el elemento más dinámico y su uso incorrecto puede generar graves
problemas de degradación ambiental.
Una característica de la región centro-sur de Córdoba es la irregularidad
en la distribución y cantidad de de las precipitaciones anuales y la ocurrencia
de lluvias de alta intensidad; todo dentro un balance hidrológico deficitario.
Esto se traduce en una gran variabilidad entre períodos de exceso y déficit, con
ocurrencia de épocas de sequías estacionales y ocasionales de gran impacto en
la producción y economía agropecuaria y en la erosión hídrica. . Por esta razón
el manejo, conservación, aprovechamiento y control de la degradación del
recurso hídrico es un factor estratégico para el desarrollo regional.
En la región, el manejo del agua involucra diferentes procesos biológicos,
hidrológicos, tecnológicos y ambientales, en las diferentes escalas temporales
y espaciales:
a. Régimen torrencial en cuencas de montaña: el manejo del agua
en estos ambientes naturales o seminaturales implica el ordenamiento
hidrológico y el manejo productivo de pastizales naturales y bosques,
la preservación de “humedales” y control de erosión hídrica en surcos
barrancas y por deslizamientos en masa, la producción de agua en
cantidad y calidad para el consumo humano e industrial de la región,
control del régimen de los arroyos y ríos, retención-regulación de
caudales y control de crecientes, preservación del paisaje y ambiente,
el uso turístico del agua, el desarrollo de la piscicultura, etc.
b. Manejo del agua en cuencas agrícolas: Implica consideraciones
sobre conservación, manejo y uso eficiente del agua, control de las
pérdidas de agua y suelos (erosión hídrica), conservación del agua en
ambientes áridos y semiáridos, uso de aguas subterráneas y
superficiales para riego. El curso de Manejo de Suelos enfatiza este
conjunto de procesos.
3

4. c. Control de inundaciones: Uno de los aspectos ambientales
vinculados al manejo del agua es el control y prevención de los
fenómenos de anegamiento e inundación de tierras, como
consecuencia de la vinculación hidrológica entre cuencas altas y bajas,
además de ocurrencia de muy altas precipitaciones ocasionales.
Implica trabajar en una escala de percepción regional, además y local,
para poder abordar integralmente el ordenamiento de cuencas mal
drenadas.
d. Riego y drenaje: El manejo del agua en sistemas bajo riego exige un
alto nivel de precisión y ajuste de variables se suelo y cultivo que
permitan optimizar sistemas con alto grado de artificialización y costos
de implementación. Involucra además desarrollar un completo
sistema de gestión y administración del recurso hídrico sea de cursos
superficiales o de acuíferos subterráneos, con aspectos legislativos,
políticos y técnicos que consideren la economía y régimen de recarga
y no contaminación y uso integral del recursos, en especial en
aquellas regiones donde el riego es el recurso básico para la
producción.
e. Control de la degradación de los recursos hídricos: Los
principales procesos de degradación del recurso hídrico son:
1. contaminación de cursos superficiales (ríos, arroyos y
canales) con pesticidas, nutrientes, sedimentos, sales y
contaminantes biológicos (efluentes cloacales);
2. contaminación de fuentes subterráneas con metales
pesados, NO3, NO2, compuestos orgánicos de difícil
biodegradación, organismos microbiológicos patógenos,
etc.; pérdida de régimen de los ríos y arroyos por erosión-
sedimentación;
3. pérdida de capacidad reguladora y eutrofización de lagos y
lagunas por efecto del rellenado con sedimentos, aporte de
nutrientes y compuestos químicos.
En la Figura 1 se indican las relaciones causales entre los procesos
hidrológicos y de degradación de los recursos hídricos.
Las escales temporales de análisis varían desde minutos u horas, como en una
precipitación, en la que intervienen factores como la intensidad, cobertura
del suelo, infiltración, etc. En la escala de meses está involucrado el ciclo de
un cultivo, y las necesidades de acumulación previa del agua en el suelo, los
déficit estacionales y ocasionales, el control de la evaporación, etc.
La escala de una serie de años es necesaria para analizar ordenamiento
de cuencas hídricas, las inundaciones, que responden a procesos de
acumulación de mayor plazo, o la contaminación y sedimentación de
depresiones, que operan en escalas de tiempo mayores aun. Períodos más
largos aún, son necesarios para visualizar los ciclos climáticos húmedos y
4

5. secos, que se explican por fenómenos globales como el calentamiento global
del planeta.
EROSION DE
EROSION DE SEDIMENTACION DE
SEDIMENTACION DE
TIERRAS
TIERRAS TIERRAS
PERDIDA DE AGUA TIERRAS
PERDIDA DE AGUA
AGRÍCOLA
AGRÍCOLA
EROSION DE
EROSION DE SEDIMENTACION DE
SEDIMENTACION DE
CAUCES
CAUCES CAUCES
CAUCES
DESREGULACION DEL
DESREGULACION DEL
REGIMEN DE CUENCAS
REGIMEN DE CUENCAS
INUNDACION DE
INUNDACION DE SEDIMENTACION DE
SEDIMENTACION DE
TIERRAS
TIERRAS DEPRESIONES
DEPRESIONES
CONTAMINACION SALINA ANEGAMIENTO DE
ANEGAMIENTO DE
CONTAMINACION SALINA
DE LAGUNAS, CANALES Y TIERRAS
TIERRAS
DE LAGUNAS, CANALES Y
FREÁTICAS
FREÁTICAS
CONTAMINACION QUIMICA DE
CONTAMINACION QUIMICA DE
FREATICAS Y CURSOS
FREATICAS Y CURSOS
Figura 1: Relaciones causales entre los procesos hidrológicos que
ocurren en las cuencas del centro argentino
En cuanto a las escalas espaciales, el manejo del agua se puede analizar
a nivel de unidad de tierra o fitósfera, que, con el perfil de suelo
correspondiente, es la mínima unidad de análisis para el manejo. En escala
mayor la cuenca hidrográfica elemental es la unidad básica para el
ordenamiento de las aguas, al involucrar los fenómenos de escurrimiento y
erosión. Estas cuencas se van integrando en unidades mayores que son
drenadas por cursos de agua, primero temporarios, luego permanentes tanto
en subcuencas de montaña, como de llanuras, hasta llegar a las cuencas bajas,
o de derrame de los cursos superficiales.
Las escalas espaciales de mayor complejidad son las cuencas que
involucran varios territorios provinciales o hasta nacionales, como son los
casos de la cuenca del río Salado santafesino, o la cuenca del río de la Plata,
respectivamente.
En la Tabla 1 se sintetizan las diferentes escalas temporales y espaciales
y los procesos correspondientes en el manejo del agua.
5

6. Tabla 1: Procesos involucrados en el manejo del agua y su escala
espacial y temporal cualitativa
Tipo de proceso Escala espacial Escala temporal
Cambio climático Global Cientos de años
(sequías/excesos)
Grandes Subcontinental (grandes Cientos de años
Inundaciones (Ríos cuencas continentales,
Paraná, Uruguay) millones de has)
Inundaciones Grandes cuencas Decenas de años
regionales (Sur de regionales (cientos-miles
Córdoba, Santa Fe) de hectáreas)
Erosión hídrica Cuencas medias y Decenas de años
pequeñas
Torrencialidad Cuencas serranas Decenas de años y series de
años, fenómenos puntuales
Pérdida de agua Cuencas agrícolas, lotes Meses, fenómenos puntuales
agrícola
Riego por surcos y Lotes Días, semanas
aspersión
Riego por goteo Planta, surco Días
2. EL MANEJO DEL AGUA EN LAS CUENCAS AGRÍCOLAS
2.1. Modelo conceptual de manejo del agua
El objetivo central del manejo del agua del suelo en las cuencas agrícolas
es optimizar su participación en la producción de los cultivos, tanto en
lo que se refiere al incremento como a la estabilización de los rendimientos, en
un contexto de sustentabilidad, es decir de una permanente mejora en la
capacidad productiva de las tierras.
En tal sentido, al seleccionar o diseñar las técnicas específicas de
manejo del agua, se deben tener en consideración al conjunto de factores
involucrados del clima, del manejo del suelo y cultivo y manejo, con una visión
espacial y temporal adecuada.
Implica dar respuestas técnicas a situaciones contrastantes, por ejemplo
en Aridisoles de Río Negro, en Haplustoles énticos de Río Cuarto, en Argiudoles
vérticos de Ramallo ó típicos de Marcos Juárez, para diferentes sistemas de
producción, desde agrícolas puros, a sistemas extensivos de árboles o
pastizales naturales.
Con el manejo del agua se está interviniendo dentro un continuo suelo-
planta-atmósfera, que en una primera aproximación puede esquematizarse en
base a grandes variables de síntesis (Figura 2):
Los cuadrados indican variables de estado, es decir variables que
representan volúmenes, pesos o grados de disponibilidad de una variable.
6

7. Ejemplo de ellas son la lluvia anual total, el agua acumulada en el perfil, el
rendimiento total en granos, etc.
Los símbolos con llave representan variables de flujo, y se pueden
representar a través de medidas de velocidad de flujo de agua entre las
distintas variables de estado. Estas variables regulan el nivel de “llenado” de
las variables de estado. Ejemplos de ello son la infiltración del agua, la
velocidad de evaporación, la tasa de absorción de agua, el índice de cosecha,
etc.
Las variables auxiliares permiten entender las relaciones causales ente
los diferentes procesos y los factores que las gobiernan.
Cada uno de los componentes de este sistema puede considerarse a su
vez, como un subsistema, compuesto por las variables auxiliares enumeradas
a la derecha. El diagrama además de la visión de conjunto, permite el
desarrollo de una metodología de acción, al aplicarlo a situaciones concretas.
La interpretación de relaciones entre las variables de cada subsistema,
también permite seleccionar aquellas que tengan una mayor jerarquía de
condicionamiento sobre las que la intervención técnica será más efectiva, por
ello debería usarse no sólo como un esquema de análisis, sino de
jerarquización de variables y de síntesis que implique una correcta salida
tecnológica. Se discuten a continuación las principales características de los
sub-sistemas.
2.2. Las fuentes de agua para la producción
2.2.1. Precipitaciones
Las precipitaciones constituyen la principal fuente de agua en todos los
sistemas de secano. De acuerdo a sus características pueden establecerse
relaciones con los subsistemas pérdidas y almacenaje, y por lo tanto, con el
resto. Las principales interacciones se dan entre:
a. DISTRIBUCION-EVAPORACION REAL: Define el balance hídrico del
suelo. Se pueden definir grandes regimenes climáticos como el monzónico, en
el cual los períodos de precipitaciones y de máxima evaporación coinciden,
como el caso regional.
b. DISTRIBUCION-ESCORRENTIA: En relación a épocas de ocurrencia y
estado del suelo, representa los períodos críticos en cuanto a peligro de
erosión cuando la concentración de lluvias coincide con períodos de
preparación del suelo, cosecha y arrancado de maní, etc.
c. INTENSIDAD-ESCORRENTIA: Las altas intensidades de lluvia que
superan la infiltración del suelo, con leves pendientes del terreno generan
escorrentías y posible erosión hídrica, también determinan la energía cinética
que se disipa al golpear las gotas con la superficie del suelo, y es responsable
de los fenómenos de encostramiento superficial.
7

8. -PRECIPITACIONES
FUENTES DE AGUA -APORTES SUPERFICIALES
FUENTES DE AGUA
-APORTES SUBTERRÁNEOS
-RIEGO
-ESCORRENTIA
-PERCOLACION
PERDIDAS
PERDIDAS -EVAPORACION
-TRANSPIRACION
-INTERCEPTACION
- PROFUNDIDAD SUELO
- GRANULOMETRIA
ALMACENAJE
ALMACENAJE -AGREGACION
-VOLUMEN EXPLORADO
-Densidad Longitud Raíces
UTILIZACION
UTILIZACION -VELOCIDAD DE FLUJO
-DIF. POT. SUELO-RAIZ
-CO2, RADIACION
-TEMP, OXIG.
PRODUCCION TOTAL
PRODUCCION TOTAL -NUTRIENTES
-MANEJO DEL
CULTIVO
EUA -MEJORA GENETICA
EUA
INDICE DE COSECHA -ANTITRANSPIRANTES
INDICE DE COSECHA
-EFICIENCIA DE COSECHA
PRODUCCION
PRODUCCION -CALIDAD DE PRODUCTO
COMERCIAL
COMERCIAL -CONSERVACION
Figura 2: Esquema conceptual de la economía del agua en el suelo
d. FRECUENCIA-INTERCEPCION: Una mayor frecuencia de lluvias
(muchas lluvias de pocos mm) implican una mayor proporción de lluvia perdida
por interceptación.
e. CANTIDAD DE LLUVIA/FRECUENCIA-PERCOLACION: A mayor cantidad
de agua llovida por evento y menor frecuencia (menos lluvias de más
8

9. milimetraje), es mayor la cantidad de agua infiltrada en profundidad del suelo,
para una baja capacidad de retención de agua por el suelo puede haber
pérdidas por percolación.
f. FRECUENCIA-EVAPORACION : A mayor número de lluvias de escasa
cantidad de milímetros, mayor es la proporción de la misma evaporada desde
la superficie del suelo y transpirada por malezas. Esto es importante en suelos
con alta capacidad de retención hídrica, en períodos donde el suelo
recuperando condiciones de productividad y almacenando agua (“barbecho”)...
2.2.2. Fuentes subterráneas, ascenso capilar de la napa
Extensas áreas, en especial en las planicies con deficiente drenaje la
región central argentina, presentan proximidad de la napa freática con la
superficie del suelo, la cual puede constituir una fuente de agua en el perfil
para usar por los cultivos y vegetación natural, complementando a las
precipitaciones.
Por encima del agua libre o capa freática existe una zona de
humedecimiento por el ascenso capilar desde la napa y por la percolación de
las agua de lluvia a esa profundidad., que es capaz de proveer de agua a los
cultivos. El espesor de esta franja capilar es mayor para los suelos francos y
franco limosos.
La efectividad de las capas freáticas como fuente directa de agua para
los cultivos se relaciona con una serie de factores topográficos, geoquímicos y
de los genotipos utilizados, y son:
Salinidad de la napa: la disponibilidad efectiva del agua de la napa
se relaciona con un grado bajo de salinidad, ya que la concentración
de sales de la napa gobierna la de la franja capilar suprayacente.
Napas con una salinidad superior a 10 dS/m se consideran poco
efectivas como fuente de agua.
Profundidad de la napa: La profundidad de la napa debe ser tal que
permita un ascenso de la franja capilar hasta la zona de crecimiento
de las raíces (función del tipo de cultivo y condiciones del perfil que
permitan un enraizamiento profundo)
Por otra parte la profundidad de la napa debe estar por debajo de la
profundidad crítica, es decir aquella profundidad que no tenga
vinculación capilar con la superficie y por tanto no produzca
salinización de la misma, ya que si esto ocurre, el suelo estará sujeto a
degradación por sales, y no permite cultivos agrícolas.
Profundidad del sistema de raíces: La napa se constituye en una
fuente en estadíos avanzados del cultivo, y para sistemas de raíces
profundas. Algunas experiencias regionales en soja muestran
diferenciales de rendimiento importantes, cuando los cultivos
alcanzaban la napa, por ejemplo rendimientos superiores a 5.000
Kg/ha en estas condiciones, contra menos de 1200 Kg/ha en lomas
donde el sistema de raíces de los cultivos quedan fuera del alcance del
ascenso capilar desde la napa (Figura 3 y 4).
9

10. 0
Ago Ago Set Oct Oct Nov Dic Dic Ene Feb Feb Mar Abr Abr May Jun Jun Jul Ago
-50 1º 20 10 1º 20 10 1º 20 10 1º 20 10 1º 20 10 1º 20 10 1º
-100
Siembra R1 R5 R7
24/10 14/12 28/1 10/3
-150
-200
-250
-300
-350
-400
Au x Norte (8 q/ha) M. Lom a 02/03 Au x Sur (60 q/ha)
Figura 3: Oscilación de la napa freática para tres posiciones
topográficas correspondientes al mapa de rendimientos de la Figura 4.
En la Figura 3 se observa que la posición de bajo tuvo un
comportamiento ideal, en cuanto a la provisión de agua por la napa. Obsérvese
que estuvo siempre por debajo del nivel crítico (aproximadamente 80 cm),
pero durante todo el ciclo a una profundidad de fácil acceso por las raíces. Las
posiciones de media loma y especialmente la de loma, tuvieron menor
oportunidad de proveer agua al cultivo, como se observa en el mapa de
rendimiento..
La optimización de esta forma de aprovechamiento exige una cuidadosa
evaluación del sitio, a fin de establecer el carácter de la napa, de su ritmo de
oscilación estacional y anual, y de su contenido en sales. Otros requisitos son
la elección de especies con sistemas de raíces que puedan llegar a la napa y la
eliminación de impedancias mecánicas del perfil del suelo.
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11. Rendimiento (qq/ha) Propietario: Edgardo Martini
Mas de 52 Grano: Soja
Híbrido/Variedad: DM 4800
44 a 52
Campaña: 2001/2002
36 a 44
Campo: Santa Catalina
28 a 36 Lote: 7
20 a 28
Superficie: 31 Has.
12 a 20
Rinde promedio: 3.995 Kg/ha
Men os de 12 Humedad promedio: 14,8 %
Figura 4: Mapa de rendimientos correspondiente a un lote con
influencia de la napa freática en proximidades de la localidad de Jovita
(Fuente: E. Martini)
En el esquema de la Figura 5 se indican las diferentes situaciones
posibles de encontrar en una toposecuencia de suelos afectados por la napa
freática.
11

12. NIVEL DEL TERRENO
NF
NIVEL FREATICO
NF > 250 cm NF = 100 a 250 cm NF = 0 a 100 cm NF > 0 cm
ZONA SIN POSIBLE ZONA DE POSIBLE ZONA DE PELIGRO ZONA DE LAGUNAS
APROVECHAMIENTO APROVECHAMIENTO DE SALINIZACIÓN O PERMANENTES O
POR CULTIVOS POR CULTIVOS ANEGAMIENTO TEMPORARIAS
DEBAJO DEL NIVEL DEBAJO DEL NIVEL TEMPORARIO
CRITICO CRITICO NIVEL CRÍTICO
Figura 5: Esquema de una toposecuencia con localización de sectores
según la profundidad del nivel freático
2.2.3. Fuentes por aportes superficiales
Implica la transferencia de agua por escorrentía superficial y mantiforme
desde un área para ser utilizada en otra.
Es una práctica ya conocida en la edad de bronce, que permitió el
desarrollo de civilizaciones agrícolas estables de regiones con 100 mm. de
precipitaciones anuales. Existen testimonios en Neguev (Israel) y también en
algunas culturas de la puna jujeña y otros lugares del NOA. Luego de 1950
recomenzó el desarrollo en el oeste de Australia, norte de África, Pakistán; con
el objetivo de obtener agua para el consumo humano y animal, en menor
medida para producción agrícola (caso actual de las regiones áridas y
semiáridas de Argentina, “tajamares”).
El fundamento de la técnica es provocar el flujo mantiforme y controlado.
Se elimina la vegetación, uniformiza y suaviza las pendientes, disminuye la
porosidad superficial por compactación o sellado de los poros por tratamientos
químicos (sales de sodio, siliconas, bentonita, etc.) con lo que puede
conseguirse una duración efectiva para el funcionamiento de hasta 5 años.
También se han realizado coberturas del suelo con películas plásticas
recubiertas con piedras con duración mayores (20 años). Las áreas de aporte
se integran con las de recepción por sistematizaciones ó tuberías siendo el
aspecto crítico de todo el sistema, la necesidad de controlar la erosión de las
áreas de transporte de agua, y la sedimentación de los lugares de recepción-
acumulación del agua.
Es una técnica de producción agrícola-ganadera utilizada en regiones
áridas ó semiáridas del país donde la producción ganadera está más delimitada
por falta de agua para el consumo animal que por la faltas de alimentos
(regiones de Santiago del Estero, Chaco Salteño, NO de Córdoba, Sierra de
Comechigones, San Luis, La Pampa y demás provincias patagónicas).
Otro ejemplo de utilización de escorrentías para provisión de agua para
bebida son los jagueles utilizados en áreas con aguas subterráneas muy
salinas o de altas concentraciones de arsénico y fluor. Esta técnica consiste en
12

13. recolectar el agua de los caminos y derivarla a represas, de manera de
producir una dilución del contenido salino de la freática. Luego se colocan
“chupadores” a diferentes profundidades de la represa para ir tomando agua
con diferente nivel de dilución, según las recargas que ocurran.
También se ha desarrollado el método de provocar escorrentías
controladas en fajas, para beneficiar fajas de otros cultivos intercalados (fajas
a nivel). Utilizables en terrenos con pendientes, y sistemas de producción con
secuencias anuales de ocupación de la tierra por el cultivo.
Otra variante de estos aportes superficiales, se ha desarrollado en Junín
de los Andes por la agencia INTA, donde se combinan aportes de escorrentías
de las laderas a las mesetas con bifurcaciones sucesivas de tomas libres de
agua de cursos permanentes, que derivados por canales de muy bajas
pendientes, tiene una infiltración hasta estratos impermeables de material
arcilloso, sobre los que comienzan de tener una circulación según gradientes
hidráulicos, creando un sistema similar al riego subterráneo.
2.3. Las pérdidas de agua
Para la producción agropecuaria el agua perdida es aquella que no entra
al suelo, no es absorbida por las raíces y no participa del proceso de
producción de los cultivos. Las pérdidas de agua resultan de una serie de
procesos hidrológicos complejos y dinámicos que ocurren en forma
esporádica como la interceptación, el escurrimiento superficial, o la
percolación y/o continua como la evaporación y la transpiración.
En la Figura 6 se presenta un esquema de las principales formas de
pérdida de agua del suelo.
2.3.1. Interceptación o intercepción
Es una forma de pérdida difícil de medir y controlar; está influenciada por
muchos factores (cantidad de lluvia, frecuencia, temperatura y viento, canopeo
de la vegetación natural o cultivada). Para un estado dado de la vegetación, la
cantidad de agua que puede quedar en el follaje, puede considerarse un valor
relativamente fijo, por lo que la proporción de pérdida de agua por esta vía
dependerá de la cantidad de la lluvia, y de su frecuencia. Se ha estimado que
este tipo de pérdida puede representar del 10-15 % de la lluvia total en
bosques templado-cálidos, y de un 20 a 25 % en coberturas de cereales y
leguminosas (Morgan y Kirby, 1995).
13

14. EV TR IN
Figura 6: Esquema de
las principales
pérdidas de agua en
un suelo.
EV=evaporación,
TR=transpiración de
malezas,
IN=interceptación,
ES=escurrimiento
ES superficial,
PE=percolación
PER
No resulta fácil ni tampoco práctico eliminar esta forma de pérdida; en
general se trata de estimularla, ya que puede representar una forma de
disminuir el escurrimiento y la erosión hídrica, por su efecto disipador de la
energía cinética de la lluvia.
En la Tabla 2 se indican algunos valores de capacidad de almacenaje
máxima por interceptación de algunas coberturas de vegetación. Como se
aprecia los valores absolutos de pérdida no son importantes cuantitativamente,
aunque pueden serlo para lluvias de bajo milimetraje y alta frecuencia, en
climas cálidos.
Tabla 2: Capacidad de interceptación de diferentes tipos de vegetación
(varios autores citados por Morgan y Kirby, 1995)
Tipo de vegetación Capacidad de
interceptación
máxima (mm)
Pastura de festuca 1.2
Pastura de trébol 2.0
Selva tropical 0.8 - 2.5
Bosque templado caduco (verano) 1.0
Bosque templado caduco (invierno) 0.5
Bosque de pinos 1.0
Soja 0.7
Caña de azúcar 0.6
Trigo 1.8
Maíz 0.8
Alfalfa 2.8
14

15. 2.3.2. Escurrimiento superficial
2.3.2.1. Dinámica y factores involucrados
Corresponde a la pérdida de agua que fluye sobre el terreno al no
infiltrarse en el sitio de caída. Está asociada estrechamente a la pérdida de
suelo y la erosión hídrica, por producirse arrastre del material junto con el
agua.
La escorrentía es la resultante de una serie de procesos hidrológicos
dependientes de factores climáticos, del suelo y de manejo, representados en
la Figura 7:
Precipitacion
Retención superficial
INTENSIDAD DE LOS
PROCESOS (MM/H)
Detención superficial
Escorrentía
Intercepción Infiltración
TIEMPO (hs)
Figura 7: Dinámica de los procesos hidrológicos que ocurren durante
una precipitación (en línea cortada se indica el punto de
encharcamiento).
La vegetación o los residuos toman contacto con la precipitación al
comienzo de la lluvia, generando la interceptación o intercepción, la cual se
satura en función de la cantidad de follaje presente. Simultáneamente con este
proceso comienza la infiltración. Estos dos procesos se encuentran
íntimamente ligados, ya que el incremento de la intercepción contribuye a
mantener altas las velocidades iniciales de infiltración.
El momento en que la intensidad de precipitación supera a la velocidad
de infiltración se conoce como punto de encharcamiento, y es cuando
comienza a acumularse agua en superficie, dando lugar a la retención
superficial.
Esta retención es función directa de la rugosidad superficial, de las micro
depresiones y microlomas, del relieve general del lugar (% dependiente,
longitud, complejidad), de la existencia de residuos o vegetación superficial y
15

16. de las obras de manejo del relieve (cultivo en contorno, cultivo en fajas o
terrazas).
Una vez colmada la capacidad de retención del suelo tiene lugar otro
proceso denominado detenimiento superficial, consistente en una
proporción del agua que no adquirió la suficiente energía potencial como para
escurrir (similar al efecto de tensión superficial del menisco convexo de un
vaso colmado de agua). La proporción de agua detenida es función de los
mismos parámetros que el proceso anterior.
Como resultante de todos estos procesos ocurre el escurrimiento
superficial, el cual, hacia el final de la lluvia, tiene una intensidad igual a la
diferencia entre precipitación e infiltración.
En términos algebraicos el escurrimiento resulta de:
E = P - (I + In + R)
donde
E = Escurrimiento superficial
P = Precipitación
I = Infiltración
R = Retención superficial
Como se desprende de este balance sencillo, el escurrimiento depende
de:
Precipitaciones: cantidad e intensidad de las mismas.
Relieve: grado, longitud y complejidad de la pendiente.
Velocidad de infiltración: por textura, porosidad, estabilidad agregado,
discontinuidades internas del perfil.
Manejo: que define el estado estructural del suelo, la cobertura y la presencia
de micro relieves.
2.3.2.2 Estimación del escurrimiento
Uno de los métodos más utilizados para estimar el volumen escurrido en
una determinada condición de suelo-cultivo es el propuesto por el servicio de
conservación de suelos de los Estados Unidos (SCS-EEUU) denominado
Método de la Curva Número o CN (USDA, 1968).
Se lo utiliza para estimar la cantidad de agua que puede escurrir de un
suelo o de una cuenca, a los fines de poder dimensionar adecuadamente las
obras de control del escurrimiento tales como canales, embalses, defensas,
etc.
A continuación se explicar brevemente los fundamentos y el
procedimiento de calculo de escurrimiento utilizando este método.
a.- Estimación del potencial de escurrimiento suelo-cultivo (valor de CN)
El potencial de escurrimiento de un suelo o una cuenca se estima a
traves de un valor adimensional empírico llamado Curva Número o CN.
Este valor adimensional es proporcional a la cantidad de escurrimiento
que es capaz de producir un suelo e inversamente proporcional a la capacidad
16

17. potencial de retención de agua por el terreno, factor denominado S, según la
siguiente relación:
100
CN = +S
10
Si S=0, la CN=100, entonces el potencial de escurrimiento es máximo.
Para la determinación de la CN se consideran: el grupo hidrológico de
suelo (Ver apunte de clasificaciones utilitarias), el uso y manejo de los
mismos y la posible aplicación de prácticas conservacionistas.
b.- Obtención del grupo hidrológico de suelo
Para definir esta variable se considera la condición física tanto de la
superficie del suelo como la de los horizontes, aspectos que influencian la
velocidad de infiltración y a la transmisión de agua dentro del perfil,
respectivamente.
El método define cuatro grupos hidrológicos denominados A, B, C y D,
siendo el grupo A el que posee un elevado grado de infiltración y transmisión
(potencial bajo de escurrimiento), hasta el grupo D que presentan muy baja
velocidad de entrada y de circulación de agua dentro del perfil (alto potencial
de escurrimiento). En la Tabla 3 se pueden observar las características
generales de los suelos correspondientes a cada grupo hidrológico.
Tabla 3: Características generales de los grupos hidrológicos de suelos.
GRUPO HIDROLOGICO GRADO DE INFILTRACIÓN Y CARACTERÍSTICAS GENERALES
TRANSMISIÓN DEL PERFIL
A Alto (bajo potencial de escurrimiento) Suelos profundos, bien o
excesivamente drenados, texturas
arenosas, gravas, gravillas, etc.
B Moderado Suelos moderadamente profundos, sin
barreras físicas importantes,
materiales más finos que arenas.
C Bajo Presencia de capas u horizontes que
limitan la infiltración y transmisión de
agua, texturas más finas que en el
grupo anterior.
D Muy Bajo (alto potencial de Suelos someros o con capa
escurrimiento) densificada e impermeable cercana a
la superficie, textura arcillosa con
predominio de arcillas expandibles.
c.- Definición del uso y manejo de los suelos
El uso del suelo, de acuerdo a esta metodología, hace referencia al
grado y tipo de cobertura que tienen los suelos, incluyendo los distintos
tipos de vegetación (cultivos, pasturas, bosques), barbechos y usos no
agrícolas (lagunas, caminos).
En el manejo se involucra la forma en se realizan las labranzas
distinguiendo surcos rectos a favor de la pendiente, o surcos en contorno
(siguiendo curvas a nivel).
17

18. La valoración que hace el método de los distintos usos y manejos que
considera la metodología se presentan en la Tabla 4.
d.- Prácticas conservacionistas
Las prácticas conservacionistas hacen referencia fundamentalmente a
técnicas de manejo del relieve, cuyos fundamentos y detalles técnicos se
detallan en los apartados 2.3.2.3 y 2.3.2.4. Las prácticas que considera el
método de la CN se detallan en la Tabla 4.
Tabla 4: Valores de Curva Número para diferentes usos, manejos y
grupos hidrológicos
Aspectos considerados Grupo hidrológico
USO MANEJO ESTADO A B C D
Barbecho Surcos rectos malo 77 86 91 94
Cultivos en surcos Surcos rectos Malo 72 81 88 91
Surcos rectos Bueno 67 78 85 89
Curvas de nivel Malo 70 79 84 88
Curvas de nivel Bueno
Curvas de nivel y terrazas
Curvas de nivel y terrazas Malo 66 74 80 82
Bueno 62 71 78 81
Cereales finos Surcos rectos Malo 65 76 84 88
Surcos rectos Bueno 63 75 83 87
Curvas de nivel Malo 63 74 82 85
Curvas de nivel Bueno 61 73 81 84
Curvas de nivel y terrazas
Curvas de nivel y terrazas Malo 61 72 79 82
Bueno 59 70 78 81
Leguminosas de siembra Surcos rectos Malo 66 77 85 89
densa o praderas en Surcos rectos Bueno 58 72 81 85
rotación Curvas de nivel Malo 64 75 83 85
Curvas de nivel Bueno 55 69 78 83
Curvas de nivel y terrazas
Curvas de nivel y terrazas Malo 63 73 80 83
Bueno 51 67 76 80
Pastos o pastizales Malo 68 79 86 89
Regular 49 69 79 84
Bueno 39 61 74 80
Curvas de nivel Malo 47 67 81 88
Curvas de nivel Regular 25 59 75 83
Curvas de nivel Bueno 6 35 70 79
Prado (permanente) Bueno 30 58 71 78
Bosques Malo 45 66 77 82
Regular 36 60 73 79
bueno 25 55 70 77
e.- Determinación del volumen de escurrimiento
El método de la Curva Número estima el volumen de escurrimiento o
lámina de escurrimiento a través de la siguiente ecuación:
(P - Ia ) 2
Q=
(P - Ia ) + S (1)
Donde:
Q= volumen escurrido (mm)
18

19. P= precipitación acumulada (mm)
Ia= retención o abstracción inicial (mm): depende de la condición de
superficie. Incluye la retención superficial, interceptación vegetal e infiltración
inicial, previa a la producción de escurrimiento.
S= retención potencial de agua por el terreno (mm): depende de: a) el estado
de humedad del perfil, b) el grupo hidrológico y c) el uso y manejo del suelo.
Incluye a Ia
El método asume que la abstracción inicial (Ia) corresponde al 20 % de la
retención potencial (S), es decir que:
(2)
I a = 0,2 × S
Reemplazando 2 en la ecuación 1, se obtiene que:
(P - 0,2 .S) 2
Q=
(P - 0,2. S) + S
El valor de S puede fluctuar entre cero e infinito. Cuando vale cero, el
escurrimiento será máximo, tratándose de una superficie lisa e impermeable,
con condiciones internas del perfil que definen velocidad de infiltración y
conductividad hidráulica nulas. Por el contrario, S será infinito en un medio
poroso, profundo, donde no hay impedimentos para la infiltración y
conductividad de agua dentro del perfil.
2.3.2.3. Fundamentos y técnicas de control del escurrimiento
El objetivo de las técnicas es lograr la óptima captación del agua en
el lugar donde cae, para lo cual es necesario maximizar la interceptación, la
infiltración y la retención. El conjunto de técnicas para el control del
escurrimiento se basan en los siguientes principios:
a. Aumentar la resistencia del suelo a la desagregación por la energía de la
lluvia o la tracción del agua en movimiento, de este modo se incrementa
también la velocidad inicial de infiltración mediante:
- el aumento de la estabilidad de agregados a través de técnicas
de incorporación de materia orgánica (ver apoyo didáctico de
Manejo de la Condición biológica),
- el aumento del tamaño de los agregados mediante el ajuste de
época y secuencia de laboreos (camas rugosas, ver apoyo didáctico
de Laboreo)
- el aumento de la protección mecánica del suelo mediante
residuos (ídem anterior),
- la ruptura de costras y sellos superficiales mediante laboreos
de emergencia o
- una combinación de las anteriores.
19

20. b. Aumentar la retención superficial: A través de las operaciones de laboreo
y siembra, de técnicas de sistematización y orientación de labores que
provocan una variación de la condiciones del relieve y micro relieve.
c. Aumentar la permeabilidad del suelo (velocidades finales de infiltración):
mediante técnicas de ruptura de pisos u horizontes genéticos que restrinjan la
penetración profunda.
d. Acortar la longitud de las pendientes: Las técnicas de sistematización
(fajas o terrazas) tienden a disminuir la energía cinética del agua en
movimiento (fuerza tractiva) y mejorar la retención y el detenimiento.
2.3.2.4. Técnicas de manejo del relieve
Se conocen como técnicas de manejo del relieve o de sistematización a
un conjunto de prácticas de ingeniería agrícola que se realizan para retener,
detener, o conducir controladamente los excesos de escurrimiento. Se basan
en modificaciones en la longitud de las pendientes, en la generación de micro
relieves cortando la pendiente o en la generación de obstáculos vegetados o de
tierra, a la dirección del flujo de agua.
En orden de complejidad constructiva y de diseño son las siguientes:
-Cultivos cortando la pendiente
-Cultivos en curvas de nivel o en contorno
-Cultivos en fajas a nivel
-Cultivos en terrazas
- de absorción o a nivel
- de desagüe o con desnivel
- de banco o bancal
Cultivos cortando la pendiente:
Esta práctica consiste en trazar una línea perpendicular a la resultante de
las pendientes o a la pendiente principal de un lote, a fin de que sirva como
línea base para la siembra de cultivos de escarda. Para marcarla se utiliza un
nivel de anteojo; el observador se ubica en el medio del lote, a una distancia
más o menos equidistante de los límites del mismo, según la topografía y el
criterio del técnico.
Uniendo estas dos marcas con la sembradora, el productor obtendrá la
línea "base" de siembra para todo el lote (Figura 8). Estas marcas pueden
quedar en forma permanente para ser utilizadas en años venideros.
20

21. Mira
Hm= 1
Dirección de la
pendiente principal
Nivel de
anteojo
Hm= 1
Figura 8: Esquema de trazado de los cultivos cortando la pendiente.
Cultivos en curvas de nivel o en contorno
Se diferencia de la anterior en que la línea que se traza tiene en cuenta
todas las posibles direcciones de la pendiente, de manera de realizar todas las
operaciones de laboreo siguiendo las curvas de nivel.
Esta práctica consiste en cortar la pendiente en pequeñas porciones, de
forma que cada surco o cada planta represente un obstáculo al avance del
agua de la escorrentía, de ese modo se logra aumentar la retención y el
detenimiento superficial (Figura 9). La ejecución de esta práctica se hace
posible, a través del trazado de curvas guías a seguir en todas las prácticas
de manejo posteriores (laboreos, siembras, formas de pastoreos).
21

22. Hm= 1 Mira
Direcciones de
la pendiente
principal
Hm= 1
Nivel de
Hm= 1 anteojo
Figura 9: Esquema de trazado de los cultivos en contorno o curvas de
nivel.
Cultivos en fajas a nivel
El cultivo en fajas a nivel consiste en la siembra alternada de fajas de
pasturas que crezcan densamente (faja de protección o contención) y fajas
de cultivos en hileras o de cereales (faja protegida), perpendicularmente a la
dirección de la pendiente (Figura 8) o siguiendo curvas de nivel como líneas
guía, de ahí el nombre de cultivos en fajas a nivel o en contorno (Figuras 11 y
12).
22

23. Dirección
pendiente
o viento
Cultivo limpio: FRANJA
PROTEGIDA
Cultivo denso: FRANJA
PROTECTORA
Figura 10: Esquema de un cultivo en fajas perpendiculares a la
pendiente.
Dirección general de
la pendiente
Línea guía 1
Ancho
Cultivo denso: FRANJA irregular
PROTECTORA
Ancho
Línea guía 2 regular
Cultivo limpio: FRANJA
PROTEGIDA
Figura 11: Esquema de un cultivo en fajas a nivel o en contorno
Existen otro tipo de cultivos en fajas para el control de erosión eólica, en
las cuales la dirección es perpendicular a la dirección de los vientos.
Este tipo de técnica es muy efectiva para el control de erosión, y se
adapta a sistemas de producción mixtos.
El fundamento del cultivo en fajas para contrarrestar la erosión que
ocasiona el agua de escorrentía, se basa en lo siguiente:
23

24. a) disminución de la velocidad y desorganización del agua de escurrimiento al
fluir por la faja de césped denso, (aumento del detenimiento y la retención
superficial);
b) aumento de la velocidad de infiltración del agua en el suelo, tanto en la faja
de pastura densa como en la cultivada;
c) el sedimento procedente de la faja de cultivo, se deposita en la faja
empastada al disminuir la velocidad del agua de escurrimiento.
Manejo de los terrenos cultivados en fajas: las operaciones agrícolas en lotes
cultivados en fajas, se ejecutan en forma similar a las tierras trabajadas en
curvas de nivel, sin embargo se debe tener en cuenta:
a) La siembra en fajas requiere el establecimiento de la rotación. Como el
sistema se basa en la alternancia dentro del mismo lote y en la misma
estación, de cultivos densos y los que no lo son, es indispensable que en años
consecutivos, las fajas se roten de manera que se conserve un buen nivel de
protección en todo el lote y transforme en producción actual el potencial
acumulado en la franja protectora.
b) El laboreo del suelo debe evitar la formación de camellones y surcos
muertos.
c) Siempre deben dejarse vías de desagües de los excedentes de escurrimiento
protegidas con vegetación. Estas, facilitan también el tránsito de maquinaria
para ejecutar labores en las fajas que lo exigen, sin dañar las plantas en
aquellas ocupadas por otros cultivos.
El SCS (Servicio de conservación de suelos de los EE.UU.), propone
anchos posibles para la faja empastada y de cultivo para diferentes rangos de
pendiente, tal como lo muestra la Tabla 5. Las dimensiones sugeridas varían
con el suelo y ambiente, por ejemplo requerirán mayor protección relieves
eólicos con materiales arenosos, que relieves de origen glaciar con materiales
franco arcillo limosos.
Tabla 5: Ancho de franjas empastada y cultivada en función
del gradiente de pendiente.
Pendiente Ancho de franja Ancho de franja
(%) empastada (m) cultivable (m)
Hasta 1 8 48
Hasta 3 12 36
Hasta 6 12 24
Más de 6 20 20
Es importante tener en cuenta que el ancho de la faja cultivable sea
múltiplo del ancho de las herramientas a utilizar, con el fin de facilitar las
operaciones de labranza.
24

25. Sistemas de terrazas
En los sistemas de terraza, además de los logros de laboreo cortando la
pendiente se modifica total o parcialmente el relieve, a los fines de producir
una retención o conducción controlada del agua de escurrimiento. Según su
grado de complejidad se clasifican en:
-Terrazas de banco: el primer sistema de terraza de banco convencional
consistía en una serie de áreas planas, semejantes a bancos o escaleras, que
convertían una pendiente escarpada del 20 al 30%, en grupo de bancos casi
horizontales.
Estas terrazas, que fueron desarrolladas en civilizaciones antiguas, se
usan aún para producciones de subsistencia en numerosos países andinos y
tropicales del sudeste asiático.
-Terrazas de desagüe, de cauce, canal o avenamiento: Su objetivo es
fraccionar la pendiente en superficies protegidas por estructuras, cuya función
es disminuir la velocidad del escurrimiento y dirigir el excedente de agua no
infiltrada en el suelo en forma no erosiva hacia una salida segura.
Afectan principalmente los procesos de detención superficial y de
retención por efecto de la dirección de líneas de cultivo entre terrazas.
Por lo general, esta terraza se construye empujando tierra declive abajo,
para formar un cauce con un albardón o camellón bajo. Este cauce desciende
hasta otro canal de desagüe para que el agua de escurrimiento procedente del
terreno corra sin ocasionar en éste, graves daños (Figura 12). Para que tal
efecto se produzca, las terrazas deben ser trazadas con un cierto desnivel, tal
que no produzca la erosión del cauce ni la sedimentación del mismo por
velocidades del agua altas y bajas respectivamente.
Dirección de la
pendiente
Bordo de la terraza
Canal de la terraza Pendiente del terreno
Figura 12: Esquema de una terraza de desagüe vista en corte.
25

26. -Terrazas de absorción: Su objetivo principal es el de almacenar agua en
el perfil de suelo y como objetivo secundario, el control de la erosión hídrica.
En las regiones de precipitación pluvial moderada o baja, estas terrazas
captan y retienen el agua de lluvia por infiltración en el perfil del suelo. La
condición de suelo permeable mejora el funcionamiento de esta técnica.
Al igual que las terrazas desagüe, una terraza de absorción está formada
por un canal y un camellón o terraplén .Este último, en este tipo de terrazas se
construye generalmente con material que se toma de ambos lados del mismo.
Es necesario tener un camellón lo suficientemente alto y estabilizado para
prevenir el desbordamiento o el rompimiento que pueda causar el agua que
escurre. El canal y camellón están construidos a nivel, es decir que el gradiente
de su pendiente es cero.
Diseño de terrazas:
El diseño de un sistema de cultivo en terrazas debe concebirse dentro del
manejo integrado de una cuenca hídrica, implica el espaciamiento y la
localización apropiada de las terrazas, el diseño de un canal de capacidad
suficiente y el desarrollo de secciones transversales fáciles de cultivar. Las
características del suelo, las prácticas de manejo del suelo y del cultivo, y las
condiciones climáticas son los puntos más importantes en el diseño de esta
técnica.
a-Espaciamiento entre terrazas: la distancia entre terrazas se calcula en
todos los casos, de manera que la escorrentía que fluye sobre las porciones
limitadas por ellas, no alcance velocidad erosiva. Depende por lo tanto de la
pendiente del terreno, de las condiciones del suelo y del cultivo que en él se
establezca y da las características climáticas del lugar (tipo e intensidad de
precipitación).
El intervalo vertical (IV), expresa la diferencia de nivel, en metros, de
dos terrazas consecutivas. Un espaciamiento de 1 metro, por ejemplo, significa
que una de las estructuras está localizada 1 metro más alta que la siguiente y
1 metro más baja que la anterior. El intervalo horizontal (IH), varía por lo
tanto, para el mismo distanciamiento vertical, según sea la pendiente del
terreno. En un terreno con 5 % de pendiente, una distancia vertical de 1 metro
equivale a una separación horizontal de 20 metros, en tanto que una pendiente
del 10 % será equivalente tan sólo a 10 metros de distancia horizontal.
b- Desnivel de las terrazas: La caída o desnivel de las terrazas hacia el
desagüe varía desde cero (terrazas a nivel) hasta 0,5%. Se procura utilizar
siempre el menor desnivel que sea posible, de manera que el agua circule por
el canal con velocidades apenas suficiente para prevenir la sedimentación de
las partículas que acarrea el agua. En esta forma, además se evita que el
propio lecho del canal llegue a sufrir erosión.
La terraza a nivel o de absorción exige mayores cuidados en su
construcción y estabilización, para evitar que queden puntos bajos en los
26

27. cuales habría una excesiva acumulación de agua, generando lugares de alta
susceptibilidad al desborde y ruptura de la estructura. La rotura del bordo de
una terraza de absorción implica la transferencia de todo el volumen de agua
que contenía esa terraza rota a la siguiente aguas abajo, esta por modificación
del volumen de escurrimiento que recibirá y para el cual no fue diseñada
provocará su rotura y el posible colapso de todo el sistema de terrazas aguas
debajo del albardón roto.
c- Longitud de las terrazas: la forma y el tamaño del lote a sistematizar,
las posibilidades de drenaje, la razón de escurrimiento que varía con la lluvia,
la infiltración del suelo y la capacidad del canal, son factores que influyen sobre
la longitud de la terraza. El número de descargas es el mínimo, si se tiene
buen diseño y trazo.
Las terrazas demasiado largas presentan serias dificultades de
construcción y manejo. Exigen secciones transversales demasiado amplias y
mayores coeficientes de seguridad, especialmente en los tramos cercanos al
desagüe para poder recibir la escorrentía acumulada del área que protegen sin
recurrir a desniveles exagerados.
d- Sección transversal de las terrazas: Tres son las condiciones que debe
llenar una sección transversal de cualquier terraza:
1) capacidad amplia del canal;
2) lados con pendientes moderadas para no dificultar la utilización de
maquinaria;
3) facilidad y economía en su construcción y con el equipo que se
disponga.
El punto 2) define terrazas de poca profundidad y gran anchura. En esta
forma aprovecha también la circunstancia de que un canal con tales
especificaciones es un conductor de escorrentías a bajas velocidades. En
general se acepta que la profundidad de la terraza debe oscilar entre 30 y 50
cm, el ancho total entre 5-15 m y la pendiente de los lados del canal, no debe
ser mayor de 5:1 siendo preferible reducirla hasta 8:1.
La sección transversal de una terraza de base ancha (son aquellas que
permiten ser sembradas en su totalidad sin provocar inconveniente a la
maquinaria agrícola), para los propósitos de diseño, puede considerarse como
un canal triangular.
Para que los sistemas de cultivos cortando la pendiente, fajas y terrazas
sean efectivos en la incorporación de agua al interior del suelo y la disminución
del escurrimiento, los mismos deben acompañarse de un programa integral de
manejo de las conducciones superficiales e internas del suelo que para
maximizar la retención e infiltración de agua en el suelo.
2.3.2.5. Técnicas de regulación de escurrimientos. Micro embalses.
27

28. Son un conjunto de técnicas que tienen como objetivo almacenar
temporaria o permanentemente parte del escurrimiento de una cuenca con
objetivos múltiples:
- reducir los caudales máximos de una cuenca a los fines de
proteger infraestructuras, controlar cárcavas, regular el caudal
de canales, etc.
- proveer agua para el consumo humano o animal, para riego o
control de incendios en áreas deficitarias,
- para la valorización del paisaje rural mediante el desarrollo de
espejos de agua permanente.
La técnica consiste en la construcción de pequeños embalses o
reservorios (microembalses) con murallones de tierra que definen un área de
embalse y una o más salidas controladas ya sea en el fondo del embalse o en
los laterales (Figura 13 a y b).
Los embalses con salida en el fondo no permiten la retención de agua y
sólo tienen como función la regulación de caudales (Figura 13a),
contrariamente los que tienen una única salida superficial tienen como función
la retención de agua y no tienen función reguladora del caudal.
Diversas combinaciones de ambos tipos son posibles en lo que se
denominan embalses multipropósito (Figura 13b)
VERTEDERO DE EMERGENCIA
LINEA DE TERRENO
VERTEDERO DE FONDO
MURALLON DEL EMBALSE
Figura 13 a: Microembalse con salida de fondo con función de
regulación de caudales máximos
28

29. VERTEDERO DE EMERGENCIA
VERTEDERO PRINCIPAL
ALTURA DE ALMACENAJE
ALTURA DE REGULACIÓN
Figura 13 b: Microembalse multipropósito con funciónes de
regulación y almacenamiento de agua.
La función de regulación de caudales máximos en una cuenca se logra a
partir del control que ejercen los vertederos y el área de embalse sobre el
hidrograma (gráfica del caudal de la creciente en función del tiempo).
Cuando el caudal de la cuenca supera la capacidad de salida del vertedero, el
excedente comienza a acumularse en la zona de embalse produciéndose la
regulación. El diseño de estas estructura requiere el conocimiento de los
siguientes procesos:
a. La creciente de la cuenca (hidrograma de entrada, Figura 14),
b. La relación existente entre el volumen almacenado y la altura que adquiere
en el embalse
c. La relación entre la altura del agua en el embalse y el caudal de salida
por el vertedero y
d. El hidrograma de salida con el caudal máximo regulado (Figura 14).
CAUDAL HIDROGRAMA DE LA
(m3/seg) CRECIENTE ANTES DEL
EMBALSE
HIDROGRAMA DE LA
CRECIENTE DESPUES
DEL EMBALSE
(REGULADA)
TIEMPO (hs)
Figura 14: Hidrograma de una creciente antes y después de pasar por
un macroembalse regulador de escurrimientos
29

30. 2.3.3. Evaporación
2.3.3.1. Dinámica del proceso evaporante
La evaporación es el pasaje de la forma líquida del agua del suelo a la
fase de vapor con transferencia a la atmósfera y en respuesta a la demanda
energética de ésta.
Es un proceso que ocurre con el agua interceptada por la vegetación, con
la que escurre o se almacena sobre la superficie, con la que ha penetrado en el
suelo, especialmente la acumulada en los primeros centímetros.
La evaporación es un proceso de pérdida de agua que opera en dos
etapas:
1-Pérdida a velocidad constante: ocurre de inmediato al cese de la
precipitación; la intensidad de evaporación está determinada por las
condiciones externas y de la superficie del suelo. Es de similar intensidad a la
que ocurre sobre una superficie de agua libre. El mecanismo principal es la
capilaridad, por lo que está regulada por la ley de Darcy para flujo no
saturado:
ΛΨ
Q = −k ∗
Λz
donde:
Q = caudal de flujo evaporado
-k = conductividad capilar (función de la humedad y la textura del
suelo
∆ψ/∆z = gradiente de potencial agua entre el suelo y la atmósfera
2- Pérdida a velocidad decreciente: con intensidades menores a la
evaporatividad atmosférica, en la cual el mecanismo principal de
transferencia es la difusión de vapor de agua, la cual responde a la ley de
Fick:
∆PV
Q = − Dvapor ∗
∆L
Donde:
Dvapor = coeficiente de difusión de vapor de agua;
∆PV = gradiente de presión de vapor;
∆L = distancia entre los dos puntos.
La importancia relativa del primer tipo de proceso es mucho mayor, ya
que el cambio de estado se da directamente en la interfase entre el suelo y la
atmósfera, de agua líquida a vapor, mientras que en el segundo mecanismo el
cambio de estado se da de agua como vapor en el suelo a vapor en la
atmósfera, con lo cual la intensidad es menor.
Ambos procesos se indican esquemáticamente para dos tipos de suelo en
la Figura 15.
30

31. 12 100
Arenoso Arenoso
10
80 Franco Alta
Franco Alta
Evaporacion (m m h-1)
demanda demanda
Evaporacion (m m )
8
Franco baja Franco baja
60
demanda demanda
6
40
4
20
2
0 0
0 100 200 300 0 100 200 300
Tiem po (horas) Tiem po (horas)
Figura 15: Tasa de evaporación para un suelo arenoso y uno
franco con distintas demanda evaporativa (izquierda).
Evaporación acumulada para un suelo arenoso y un franco con
distintas demanda evaporativa (derecha). (Tomado de Bonadeo y
col., 2001).
El primer proceso opera en los primeros momentos luego de la lluvia y es
más intenso mientras se mantenga una conductividad alta, como ocurre en
suelos de textura fina o en superficies compactadas. El otro proceso predomina
en suelos donde predomina la macroporosidad superficial, en la cual la
conductividad no saturada disminuye rápidamente al desecarse la superficie.
2.3.3.2. Control de la evaporación
En base a estos dos procesos principales, los fundamentos que guiarán
las tecnologías de control son los siguientes
1) Disminución de temperatura superficial: se reduce tanto D como ∆PV;
2) Aumento de la distancia entre el lugar de evaporación y la superficie
(aumento ∆L);
3) Disminución de la renovación del aire sobre la superficie (disminución del
∆PV).
4) Aumento de la macroporosidad en superficie (disminuye k)
5) Mejorar la redistribución profunda del agua, evitando su acumulación en
superficie
En función de estos principios, las técnicas desarrolladas para controlar la
evaporación directa son las siguientes:
- Laboreo de corte horizontal
Son laboreos especiales realizados con diversos implementos, como la
barra escardadora, rejas horizontales planas, rastras rotativas, o implementos
que al ser pasados a poca profundidad crean una zona de 6-8 cm con alta
porosidad y baja conductividad capilar. Este tipo de laboreos son la base
31

32. fundamental del barbecho, o técnica de conservación del agua en épocas sin
cultivos (Ver apoyo didáctico de Laboreo).
- Cultivos y laboreos bajo cubierta de rastrojos
Conjunto de estrategias de manejo que utilizan restos orgánicos en
superficie o “mulches” sin o con una semi-incorporación para provocar una
capa aislante entre el suelo y la atmósfera. Depende su efectividad de la
cantidad y grado de cobertura.
- Coberturas artificiales
Consiste en el uso de diferentes materiales colocados en la superficie del
suelo a los efectos de eliminar la evaporación; en general se los utiliza en
áreas con escasez de agua y cultivos de elevado valor económico, son
ejemplos de ello:
*Cubiertas de plástico: en especial de polietileno que cubren el
suelo, utilizadas para cultivos hortícolas (tomate, frutilla), se incluyen aquí
también los cultivos bajo invernadero, aunque aquí los efectos sobre el
régimen hídrico incluyen el control de la temperatura del aire y el viento.
*Cubiertas de piedra: Se aplican en el área circundante a la planta
en algunos cultivos perennes de alto valor como frutales o viñedos.
- Modificaciones micro climáticas
Consisten en barreras naturales o artificiales que provocan
modificaciones de la temperatura del aire, la humedad relativa ambiente y la
velocidad del viento y sirven además como control de la erosión eólica.
En la escala regional, la generalización de cortinas forestales,
principalmente en ambientes semiáridos y áridos es un elemento de valor
para influir sobre la velocidad del viento. Por otra parte es una técnica de
rutina en todas las áreas regadas de las regiones áridas.
En la escala de pequeñas áreas la instalación de cultivos en fajas de
diferentes portes, ciclo y producto cosechable puede permitir micro variaciones
de viento y temperatura; ejemplos locales, son la protección de cultivos de
soja o maní con fajas de cultivo de girasol, sorgo forrajero o maíz.
La orientación de los cultivos en forma normal o perpendicular a la
dirección de los vientos, es otra medida de manejo importante.
2.3.4. Percolación
Representa el movimiento del agua más allá de la profundidad radical,
por lo tanto dependiente de la especie vegetal y de su estado fenológico, de la
cantidad y frecuencia de lluvias y de la capacidad de retención de agua del
suelo.
Implica también pérdida de elementos nutritivos móviles (NO3-) en
granulometrías de por si pobres en estos nutrientes. Es una pérdida difícil de
evitar cuando se dan condiciones de ocurrencia. En la Tabla 6 se presentan
algunos ejemplos de la relación lluvia-suelo-profundidad de mojado-
percolación.
32

33. Tabla 6: Relación entre parámetros hídricos, lámina de agua
almacenada y profundidad de mojado para diferentes suelos de la
región central del país
Parámetros del suelo Tipo de suelo Localidad
Suelo franco Suelo franco Suelo arenoso
arenoso (General (Washington)
(Cuatro Deheza)
Vientos)
Agua útil, CC-PMP 10 15 5
(gr agua/ 100 gr suelo)
Peso Específico Aparente 1,2 1,3 1,3
(Tn.m-3)
Lámina almacenada 1,2 1,95 0,65
(mm agua/cm suelo)
Profundidad de mojado 0,8 0,51 1,53
(cm suelo/mm agua)
Profundidad de mojado de 50 40 25 76,5
mm de lluvia (cm suelo)
- Fundamentos y técnicas de control
Los principios de control de este tipo de pérdida son el progresivo
aumento de la capacidad de retención, mediante el incremento de la
microporosidad y la selección de genotipos de baja relación parte aérea/parte
radical, y alta capacidad potencial de profundización del sistema de raíces.
Un método indirecto es a través del mantenimiento de mayores
proporciones de materia orgánica en la superficie, o de mayores densidades en
superficie, lo que incrementa su capacidad de retención.
Los mayores porcentajes de agua útil en la superficie del suelo en
sistemas bajo siembra directa se deben a una combinación de los factores
anteriores: mayor compactación, y mayor acumulación de materia orgánica.
En producciones intensivas sobre suelos muy permeables (especialmente
Entisoles) se han utilizados plásticos ubicados a cierta profundidad para
impedir la percolación, por ejemplo en frutillares al Este de Santa Fe.
Otra medida para el aumento de la capacidad de retención de agua del
perfil es el aporte de materiales orgánicos en forma masiva, como en ciertos
sistemas de producción intensivo (uso de estiércoles, guanos, camas de
criaderos, restos de cultivo de caña de azúcar, etc.).
La influencia es por la mayor capacidad de la propia materia orgánica y
por la generación de porosidad de almacenamiento al unir partículas mayores.
El problema práctico es la cantidad de material a utilizar. Por ejemplo el
aumento en 1 % de material humificado representa 45 tn en los primero 30 cm
del suelo. Por lo tanto la estrategia más viable es a través de pequeñas y
continuas adiciones de materiales orgánicos y de los residuos de los cultivos
(Ver apoyo didáctico de Manejo de la condición biológica y bioquímica de los
suelos).
Cuando es posible también se puede tratar de aumentar la capacidad de
retención del agua en el perfil con adiciones de materiales finos; ello es posible
si están ubicados a una profundidad accesible a los implementos comunes de
laboreo y presentan características apropiadas, aunque normalmente esta
33

34. práctica ha caído en desuso debido a que las consecuencias desfavorables
superan a sus ventajas.
La otra estrategia es la selección de genotipos con mayor volumen y
profundidad del sistema de raíces, de manera de captar el agua desde un
mayor espesor de suelo. En este sentido los genotipos de ciclos más largos,
con menores índices de cosecha (mayor proporción de materia seca de tallo,
hojas y raíces sobre materia seca de granos) presentan un mayor volumen y
profundidad del sistema radical.
Algunas experiencias sugieren utilizar genotipos de soja de ciclo largo
para las lomas alejadas de la freática, de manera de lograr una mayor
profundización en el perfil y poder captar ese recurso hídrico subterráneo (Ver
apartado 2.2.2.).
Sólo es posible aprovechar el potencial genético de la alta relación de
raíces y de su crecimiento si hay manejo integral de las de las condiciones
internas del suelo: uniformidad morfológica y física en la profundidad
rizosférica, ausencia de discontinuidades y limitaciones físicas y/o químicas al
crecimiento de las raíces, agregados estables y porosos en el horizonte
superficial, cobertura de restos vegetales en descomposición en la superficie
del suelo, etc.
2.3.5. Transpiración
La pérdida mediante la transpiración a través de las estomas de las
plantas, es inevitable en los cultivos, aunque es posible hacerlo mediante el
control de malezas, técnicas sobre las que se ha centrado gran parte del
esfuerzo de los sistemas de producción agropecuario.
Esta pérdida dependerá de características del cultivo, de la maleza y
del suelo en el momento de control:
a-Cultivo: La eficiencia en el uso del agua (EUA) puede definirse como la
cantidad de agua utilizada para producir una cantidad de producto cosechable,
siendo el Indice de cosecha (IC) la relación entre la producción cosechable y la
producción total:
Kg agua
EUA = * IC
Kg materia seca
Donde:
EUA= eficiencia el uso del agua;
IC= Kg producto cosechable/ Kg Materia seca total (paja+grano)
El control de este tipo de pérdida puede realizarse mediante la mejora
genética de especies para adaptarlas a ambientes de alta demanda y baja
disponibilidad de agua, mediante la reducción del movimiento del aire
(intercultivos, cortinas forestales) o a través del uso de antitranspirantes de
origen químico.
b-Malezas: El ritmo de extracción de agua del suelo por parte de las
malezas es función de su estado de crecimiento y desarrollo, lo que
determina el consumo por unidad de tiempo, de su EUA (plantas C-3, C-4,
mono o dicotiledóneas), del grado de infestación (número de plantas/m2) y
34

35. del hábito radical de la maleza (define los horizontes de los que está
extrayendo el agua).
c-Suelo : La competencia por agua también dependerá de la relación
entre la capacidad de retención de agua (profundidad de mojado) y el hábito
radical de la maleza y el cultivo (sitios activos de extracción).
2.4. El subsistema ALMACENAJE
El almacenaje de agua en el suelo es la resultante del balance entre
fuentes y pérdidas, de acuerdo a la ley de conservación de la masa (ecuación
de continuidad):
∆S = Idt − Odt
Donde
∆S= variación del almacenaje en el perfil en el intervalo de tiempo dt
Idt= variación del ingreso (inputs=fuentes) en el intervalo de tiempo dt
Odt= variación de las pérdidas (=outputs) en el intervalo de tiempo dt
Su magnitud depende de algunas características hidrofísicas del perfil:
a. Profundidad efectiva del suelo: parámetro que determina el
tamaño del continente, especialmente importante en condiciones de suelos
anisotrópicos, con presencia de horizontes genéticos (duripanes, roca,
fragipanes) o inducidos.
Existen pocas posibilidades tecnológicas de revertir condiciones de
escasa profundidad de suelo de origen genético, las cuales se consideran
limitantes estructurales y por lo tanto, sólo superables adaptando los usos de
la tierra.
b. Estructura-agregación: Determina las condiciones que permiten la
exploración en profundidad y en profusión del sistema de raíces, tanto en
planos interpedales como dentro de los agregados. Es un aspecto clave del
manejo, ya que son altamente modificable por tecnologías mecánicas
(aflojamientos, ruptura de densificaciones), biológico (abonos y enmiendas que
estabilicen agregados) o químicas (enmiendas cálcicas para mejorar la
agregación).
c. Granulometría: Determina la capacidad de retención de agua (CC -
PMP), y conjuntamente con la variable de agregación, condiciona la
incorporación de agua en el vegetal. Las curvas de retención hídrica se
encuentran relacionadas a la resistencia mecánica del suelo, es decir que este
último factor no sólo restringe la capacidad exploratoria sino que además torna
más indisponible al agua del suelo.
2.5. El subsistema UTILIZACIÓN
35

36. Involucra todos los procesos de ocupación del suelo por las raíces,
movimiento de agua del suelo hacia la raíz, absorción y transporte dentro del
vegetal (Ver apuntes de Sistema Suelo-Planta para una completa descripción
de los términos de las ecuaciones).
El aprovechamiento del agua almacenada puede ser caracterizado por la
siguiente ecuación general:
Ui = V ∗ L ∗ q ∗ (Ψs - Ψr ) (1)
Donde
Ui = utilización del agua en el horizonte i
V = volumen de suelo explorado
L = densidad de longitud de raíces en el horizonte
q = caudal de flujo de agua desde el suelo a la raíz (Ley de Darcy
∆Ψ
q=k∗ (2)
∆Z
Donde
K= conductividad hidráulica del suelo
∆ψ/∆Z = diferencia de potencial entre el suelo y la zona activa de absorción
por las raíces
y
(ψs - ψr) = diferencia de potencial suelo - raíz
k ∆H
ψs = ψm + ∗L ∗ + ψo (3)
ki ∆L
Donde
ψm = potencial mátrico
k/ki L ∆H/∆L = velocidad de desecamiento
ψo = potencial osmótico y
ψr = ψb + ∑ ψb + ψf + z ∗ ∑ ψz (4)
Donde
ψb = potencial en la base del tallo
∑ψf = sumatoria de los potenciales de fricción
z. ∑ψz = sumatoria de los potenciales gravitatorios
Los principios de manejo del sistema suelo-planta involucrados en estos
procesos son los siguientes:
a. Mantener estructuras abiertas y estables que permitan una adecuada
exploración del suelo por parte de las raíces, con ruptura de
densificaciones inducidas o genéticas (Ver apoyo didáctico de
36

37. Laboreo). De este modo se incrementan los términos V y L de la
ecuación (1)
b. Mantener buenas condiciones de permeabilidad en el suelo para
facilitar el transporte no saturado de agua y solutos desde el suelo a
la raíz, incrementando el parámetro de conductividad hidráulica k de
la ecuación (2).
c. Un buen volumen explorado por las raíces y una alta densidad de
longitud de las mismas disminuye las distancias a recorrer por el
agua, aumentando el factor q de la ecuación (2).
d. Mantener las coberturas vegetales reducen la velocidad de
evaporación y desecamiento del suelo, reduciendo el término k/ki L
∆H/∆L de la ecuación (3).
e. La eliminación de impedancias en el suelo, aumenta el diámetro de las
raíces reduciendo los potenciales de fricción ∑ψf de la ecuación (4).
f. El control de la salinización del suelo reduce el ψo, aumentando la
disponibilidad de agua para la planta. Se incluyen aquí también los
posibles efectos osmóticos del agregado de cales agrícolas o
fertilizantes (recordar el concepto de índice salino de los fertilizantes
visto en Manejo de la Condición química).
2.6. Los subsistemas PRODUCCION TOTAL y PRODUCCION COMERCIAL
La transformación del agua almacenada en producción depende además
de todos los factores que determinan la producción de un cultivo, como la
dotación de nutrientes, la radiación solar, la concentración de CO2, el manejo
del cultivo, etc. (Figura 16).
La eficiencia en el uso del agua es la relación entre los Kg de materia
seca producida y los Kg de agua consumidos, y sintetiza la capacidad de un
genotipo para utilizar y transformar el agua en materia seca o en materia
cosechable, si utilizamos además el índice de cosecha en la evaluación.
En esta instancia de resolución del sistema suelo-planta el subsistema
agua debe acoplarse con los subsistemas utilización de los diferentes
nutrientes, y con los índices de partición de fotoasimilados a los diferentes
órganos de la planta.
La ciencia ha desarrollado modelos de simulación de cultivos que
permiten integrar los diferentes subsistemas que definen la producción total y
comercial de un genotipo. Dentro de estos modelos Pilatti y col. desarrollaron
un modelo aplicable a diferentes cultivos, cuyo esquema general se muestra en
la Figura 12 (Pilatti y col, 1993, citados por Norero y Pilatti, 2003).
37

38. Dinámica
Parámetros Poblacional
Biológicos de Plagas
Cantidad y estado
de patógenos
Profilaxis y Insectos y malezas
Insumos
Pesticidas
Datos Crecimiento
Manejo Clima meteorológicos y Desarrollo del
Cultural Cultivo
Fecha y Fitometría
Densidad de
Siembra
Producción total y
Labores Suelos Producción
Comercial
Dinámica de estados
y procesos edáficos
Labores Agua, aire,
Riego nutrientes,
Fertilización temperatura,
espacio físico
Figura 16: Esquema general de la estructura conceptual de un modelo
de la producción de cultivos (Modificado de Pilatti y col., 1993)
Lectura complementaria
• Apoyo Didáctico Agua del suelo. Cátedra Sistema Suelo-Planta. FAV-UNRC.
Ediciónes CEIA.
• Apoyo didáctico Laboreo. Cátedra Uso y Manejo de Suelos. FAV-UNRC.
Ediciónes CEIA.
• Apoyo didáctico Manejo de la Condición biológica y bioquímica. Cátedra Uso y
Manejo de Suelos. FAV-UNRC. Ediciónes CEIA.
• Bonadeo, E., Bongiovanni, M., Cantero, A., Marcos, J., Moreno, I. 2001.
Relaciones Suelo-Planta. Material de estudio del Curso 2001, Maestría en
Ciencias Agropecuarias, FAV-UNRC.
• Morgan R.P.C. y R. J. Rickson, 1995. Slope Stabilization and Erosion Control- A
Bioengineering Approach. E & FN SPON, Inglaterra, 274 pags.
• Pilatti, M.A., D.A. Grenon, J.A. de Orellana, y Felli, O.M. 1993. Modelos de
regresión y simulación para interpretar la influencia de suelo, clima y manejo
sobre la producción de la soja. Rev. FAVE 7 (2) 93-121. (Citado en Norero, A.L.
y Pilatti, M.A., 2003. Enfoque de sistemas y modelos agronómicos. Necesidad,
métodos y objetos de estudio. Universidad Nacional del Litoral, 146 pags.).
• Porta Casanellas, J., Lopez Acevedo Reguerín, M. y C. Roquero De Laburu.
1994. Edafología: para la agriculura y el medio ambiente. Ediciones Mundi
Prensa, Madrid, 807 pags.
• Schwab, G. O., Fangmeier, D. D., Elliot, W. and Frevert, R. K. 1992. Soil and
water conservation engineering. Fourth Edition. John Wiley and Sons. 507 pags.
(Versión castellana disponible en la Biblioteca de la UNRC).
• U.S.D.A., S.C.S., 1968. A Method for Estimating Volumen and Rate of Runoff in
Small Watershed. Scs-Tp-149. (Descripto en Schwab y col., 1992).
38