suelos

1. MANEJO Y CONSERVACION DE SUELOS
EROSION DE LOS SUELOS

2. SUMARIO
1. Magnitud del problema erosivo
2. Contexto socioeconomico del proceso erosivo
3. Daños directos y daños indirectos causados por la erosión hidrica
4. Senacsa, creación y perpectivas
5. Agentes erosivos y niveles aceptables de erosión
6. Estabilidad estructural de suelos y suceptibilidad a la erosión
7. Factores fisicos que promueven la erosión
8. Erosividad y erodabilidad
9. Beneficios derivados de la conservacion de suelos

3. OBJETIVO
Al finalizar el estudio de este Tema, el estudiante deberá estar en capacidad de:
Explicar la magnitud del problema erosivo, el contexto socioeconómico y los
factores físicos que promueven daños directos e indirectos en el ambiente
agrícola y ecológico.
Conocer la estructura general de las instituciones gubernamentales establecidas
mediante Decretos y Leyes, para armonizar las políticas de explotación agrícola
sin deteriorar el ambiente.
Conocer los beneficios que se derivan cuando se establecen programas de
conservación de suelos y aguas.
La magnitud del problema erosivo y su contexto socioeconómico incluye un análisis
de los recursos de tierras y de aguas disponibles en el planeta. Implica también
un análisis del crecimiento de la población humana, asociado a sus demandas
alimenticias, de abrigo, de productos textiles, de productos farmacéuticos y de
otros productos como resinas, caucho, chicle, etcétera.

4. TEORÍA DEL MALTUSIANISMO
• El análisis se basa parcialmente en el enfoque de Norman Hudson (1971).
Este autor esgrime la teoría del Maltusianismo como herramienta que permite
develar, en gran parte, la magnitud del problema de la erosión.
• La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación (FAO), también considera como eje central, en algunas de sus
publicaciones relacionadas con erosión, el vínculo estrecho que existe entre
crecimiento de población y disponibilidad de recursos para satisfacer las
necesidades en materias primas y alimentos para la población mundial
(Hudson, 1971; ONU/FAO, 1984).
• Hudson (1971) se apoya en la teoría del economista inglés T. R. Ma1thus
(1766-1834). Malthus plantea que, en tanto que la población humana aumenta
geométricamente (1, 2, 4, 8, 16, 32, etc.), los recursos naturales que proveen
alimento y otros requerimientos esenciales para el ser humano crecen
aritméticamente (1, 2, 3, 4, 5, 6, etcétera).

5. CONTINUACION
• Inevitablemente, ambos modelos de crecimiento, situados en el
mismo marco de referencia, encontrarán un punto de compensación.
Más allá de éste, se produce una inestabilidad entre los recursos
naturales y las demandas en alimentos y materias primas de la
población.
• El crecimiento de la población incide en muchos aspectos. Dos de
ellos son las conductas y patrones respecto del uso de la tierra, tanto
en regiones urbanas como en regiones rurales. Simultáneamente,
van de la mano con el cambio en el uso de la tierra, urbanizando e
industrializando zonas de importancia agrícola. De esta manera, se
produce parte del trasfondo o contexto socioeconómico de la
erosión, que se asocia a factores como densidad de población,
tamaño de fincas, tenencia de la tierra, mercadeo de productos
agropecuarios, aspectos culturales y económicos, y los efectos
finales, que producen daños directos y daños indirectos.

6. MAGNITUD DEL PROBLEMA EROSIVO
• Existe una gran pérdida de suelos por erosión hídrica o
eólica, generada por el uso intensivo de terrenos no
aptos para cultivos, o por cambios en su uso, cuando las
tierras con excelente potencial agrícola son convertidas
en áreas ur-banizadas. Esto causa una acelerada
degradación física, química y biológica del recurso
edáfico e hídrico, con base en una relación antagónica
muy fuerte, entre dos variables: incremento de
población y disponibilidad de los recursos naturales del
planeta.

7. Sobrepoblación
• La densidad de población siempre es un valor estimado,
debido a la dinámica del crecimiento poblacional. Este
valor se obtiene como producto de la suma de
habitantes censados en una región, dividido entre el
total de tierra disponible en hectáreas. Un ejemplo es
Japón. Para 1992, su población superaba 123 millones
de personas, mientras que la superficie del territorio es
de 372 mil km2. Esto da una densidad de 330 habitantes
por kilómetro cuadrado, una de las más altas del mundo
(Arcos, 1992).

8. EL INCREMENTO DE LA POBLACION
• Ya para 1980, los registros
históricos indican que la población
mundial alcanzó 3252 millones de
habitantes, un valor muy cercano al
estimado por Hudson.
• Con base en los índices estimados
de crecimiento poblacional, para
los decenios siguientes a la década
de 1950 (ONU/FAO, 1984,
Hudson, 1971).
• Figura 1. 1
El incremento de la población
aumenta la demanda sobre los recursos
naturales del planeta

9. Estimaciones estadisticas de población
• Según estimaciones de los estadísticos, la población alcanzaba para el año
2000 la cifra de 5000 millones de habitantes, y se considera que se duplicará
(progresión geométrica de Malthus) a 10,000 millones de habitantes, para la
segunda mitad del siglo XXI (Dedericks, 1994; Humenik, 1994; ONU/FAO,
1984).
• Los cambios en el crecimiento poblacional generan algunos de los grandes
problemas de finales del XX, y permiten vislumbrar potenciales problemas
socioeconómicos para los inicios del siglo XXI. Ellos son:
• La explosión demográfica y la concentración de población en pequeñas áreas
con alto desarrollo industrial, comercial y tecnológico (megápolis o mega
ciudades), producto de la emigración masiva hacia las ciudades, de los
habitantes rurales que no encuentran en su entorno natal los recursos
necesarios para sobrevivir. Así, invaden las zonas urbanas, y las convierten en
ciudades monstruosas e ingobernables.

10. ESTIMADO DE LA POBLACION
• Cuadro 1.1
CANTIDAD DE HABITANTES POR ÁREA URBANA (TOTAL
ESTIMADO), PARA ALGUNAS CIUDADES DEL MUNDO CON ALTA
CONCENTRACIÓN DE HABITANTES ESTIMACIONES PARA EL
AÑO 2000
CIUDAD (ÁREA URBANA) HABITANTES POR CIUDAD
(EN MILLONES)
• México, D.F. 25,6
• Tokio 19,0
• Shangai 17,0
• Nueva York 16,8

11. EL PROBLEMA DE LA POBLACION Y ALIMENTACION
• El crecimiento de la producción de alimentos no ocurre al mismo ritmo que
el crecimiento de la población, porque depende de recursos naturales finitos.
Desde 1980, prácticamente se ha detenido la apertura de nuevas áreas
productoras de cereales. La superficie de cultivos manejada 'con riego ha
disminuido desde 1970. Además, a pesar de algunos experimentos exitosos,
la pesca, otro recurso de importancia, se ha estancado desde 1980 (Humenik,
1994; Latorre, 1993).
• Producto de la sobrepoblación urbana y rural, se dan las siguientes secuelas:
Destrucción del medio ambiente, contaminación de ríos, lagos y mares,
efecto de invernadero por la contaminación atmosférica (debido al
incremento de dióxido de carbono proveniente del desarrollo industrial) y un
marcado deterioro en la calidad de vida para un 75 por ciento de la población
mundial, cuyos rasgos más deprimentes son las muertes por hambrunas,
como las que ocurren periódicamente en el continente africano. El resto, un
25 por ciento, corresponde a la población que reside en los llamados "países
ricos", que consumen dos tercios (aproximadamente 66 por ciento) de todas
las materias primas y alimentos del planeta.

12. RECURSOS NATURALES
• En el campo de los recursos
naturales, el suelo y el agua
son factores de suma
importancia.
• De su explotación racional
depende el abastecimiento de
alimentos y materias primas
necesarias para las
poblaciones humanas.
• Fig. 1.2
• EL SUELO ES UN RECURSO
BÁSICO EN LA PRODUCCIÓN
DE ALIMENTOS

13. EL RECURSO SUELO
• El suelo es pilar fundamental en el abastecimiento
de productos alimenticios para una población que
aumenta significativamente día con día. La
evaluación del recurso, en forma generalizada y en
el ámbito mundial, se presenta en el siguiente
diagrama sectorial (Figura 1.3). Este muestra una
estimación porcentual del recurso edáfico, que
tiene validez en estos últimos 15 años del siglo xx.

14. DIAGRAMA SECTORIAL
• Figura 1.3
DIAGRAMA SECTORIAL
que evalúa porcentual
mente las condiciones del
suelo en el mundo, y los
factores que limitan la
agricultura.
FUENTE: ONU/FAO,
1984. Modificado.

15. Continuación
• Puede discriminarse en el diagrama sectorial que sólo el 11 por
ciento de hectáreas (esto es una. cifra cercana a 1500 millones de
hectáreas) son apropiadas para el desarrollo de cultivos. Pero en
el diagrama no se indica el efecto que causa en las tierras
agrícolas disponibles la degradación del suelo, vía procesos
erosivos hídricos y eólicos, que causan deterioro en las tierras
agrícolas disponibles, disminuyendo su cantidad y su calidad.
• Los estimadores estadísticos prevén que una tercera parte de esas
tierras cultivables serían afectadas, debido a la erosión, a la
contaminación por agroquímicos, a la salinización en regiones
semiáridas (Figura 1.4) y la destrucción de tierras por
extracciones mineras a cielo abierto. Esto conlleva disminuciones
drásticas en productividad agrícola, e incluso la clausura de
algunas zonas o áreas agrícolas (ONU/FAO, 1984; Humenik,
1994; Humenik, Miner y Converse, 1995).

16. ALGUNAS ESTRATEGIAS PARA EL
RESCATE DE ALGUNAS AREAS
• Las estrategias para enfrentar el reto
de rescatar, conservar e incrementar la
cantidad de terrenos agrícolas y su
productividad por área son de alto
costo económico, pero inevitables en
su ejecución. Algunas estrategias
significativas para el rescate de las
diferentes áreas son:
ÁREAS DEMASIADO SECAS: la
evapotranspiración anual supera los
índices de lluvia anual.

17. ESTRATEGIAS EN AREAS DEMACIADAS SECAS
• En las áreas demasiado secas se diseñan y establecen represas
hídricas. El agua se utiliza para regar terrenos áridos y
semiáridos. Subproducto importante de esas represas es la
generación de energía hidroeléctrica. Un ejemplo actual es la
represa de Ataturk, en Turquía, que se ubica en la quinta
posición entre las grandes represas del mundo. Entrará en
servicio a finales del siglo XX, y permitirá irrigar millón y
medio de hectáreas.
• Otro subproducto es la energía hidroeléctrica generada por el
agua de la represa de Ataturk, que significará un incremento de
50 por ciento respecto del total actual de energía eléctrica que
produce Turquía. Su costo: miles de millones de dólares EE.UU.
(García de Guinea, 1990).

18. UN PROBLEMA QUIMICO DEL SUELO
• Es causado por la presencia de sales
en su superficie.
• En las áreas con problemas químicos, los
sistemas de recuperación incluyen el
diseño de controles más eficientes para
atenuar el impacto de compuestos
agroquímicos residuales, contaminantes,
en última instancia, de los suelos, ya sea
por agua de infiltración o por agua de
escorrentía.
• Además, se planifican proyectos de
desalinización y restitución de suelos con
alto contenido de sodio, mediante técnicas
que desplazan el sodio del suelo, por
aplicación de mejoradores químicos,
complementado con un lavado por
percolación profunda y su evacuación del
sistema edáfico, por canales de drenaje.

19. EN AREAS CON SUELOS DELGADOS
• Las áreas con suelos delgados o
demasiado superficiales (suelos
con profundidad efectiva de 10 a
30 cm, y usualmente con
afloramientos rocosos) se
delimitan agroecológicamente
como reservas protectoras del
ambiente edáfico.
• Las políticas de conservación
están prioritariamente dirigidas
hacia regiones geográficas con
suelos delgados, sometidos a alta
intensidad pluviométrica y con
predominio de pendientes
escarpadas.

20. EN LAS REGIONES DEMASIADO HUMEDAS
• En las regiones demasiado húmedas y con
terrenos cuya pendiente plana permite su
habilitación agrícola, la estrategia es el
diseño de drenajes a cielo abierto o de
drenajes subterráneos, combinado con el
dragado profundo de ríos locales,
recolectores primarios de aguas pluviales.
El objetivo. es bajar el nivel freático del
agua, y aumentar el volumen de suelo
aireado y poroso, para que las raíces de los
cultivos se desarrollen adecuadamente.
• con agua en la superficie del suelo,
requieren sistemas de drenaje de alto costo
económico.

21. REGIONES PERMANENTEMENTE CONGELADAS
• En las regiones permanentemente
congeladas, hasta el momento no ha
sido posible diseñar sistemas
adecuados de recuperación de
tierras, para incorporadas a las
tierras agrícolas. Aparte de los
problemas relacionados con la
ingeniería, está el problema de
adaptación de cultivos.
• Las areas congeladas del planeta
no permiten el desarrollo agrícola.

22. AREAS SIN LIMITACIONES PARA USO AGRICOLA
• Las tierras sin limitaciones para
uso agrícola solamente requieren
de sistemas racionales de manejo y
conservación. Esta estrategia debe
permitir el uso sostenido y
continuo de los suelos. Esto se
traduce en una adecuada capacidad
de mantener índices óptimos de
producción, parámetro identificado
como sostenibilidad de tierras.
• Áreas sin limitaciones para el uso
agricola.

23. EL RECURSO HIDRICO
• El agua es la sustancia más común del planeta. Se distribuye en
forma cíclica (ciclo hidrológico), sin dependencia de la actividad
humana (Figura 1.11).
• Pero, como resultado del desarrollo tecnológico, el ciclo reacciona
a la influencia humana. Las sustancias tóxicas solubles en agua,
vertidas en ríos y lagos como subproductos de la actividad
agrícola e industrial, se integran al ciclo hidrológico y alcanzan las
zonas freáticas del suelo y los reservorios de agua, afectando a su
paso múltiples y frágiles sistemas biológicos. Finalmente, afectan
la disponibilidad aséptica del recurso para consumo humano (agua
potable). Esto obliga a las instituciones que distribuyen agua para
las poblaciones humanas a realizar erogaciones económicas muy
costosas que garanticen su potabilidad (Figura 1.12).

24. EL RECURSO HIDRICO EN CONDICIONES PRISTINAS
• El recurso hidrico en condiciones
pristinas , conserva el agua con sus
características básicas: sin color,
sin sabor, sin olor (y sin calorías).
Es esencial para toda forma de vida
terrestre.

25. EL CICLO HIDROLOGICO

26. LAS AGUAS USADAS
• subproducto de procesos
industriales vertidas en los
ríos, ingresan al ciclo
hidrológico y contaminan
el ambiente. Anualmente,
se vierten 450 km3 de
aguas residuales en los
ríos del planeta.

27. EL AGUA ES UNA SUSTANCIA ABUNDANTE
• A pesar de que el agua es una sustancia abundante, cuya
cantidad es relativamente invariable, su distribución no
es uniforme en todo el planeta. Por esta razón, existen
regiones que reciben grandes cantidades de agua por
lluvia (identificadas como zonas tropicales húmedas), y
zonas con baja disponibilidad de agua de lluvia,
identificadas como zonas tropicales subhúmedas, y
regiones tropicales, subtropicales o templadas, con
características semiáridas o áridas.
• La mayoría del agua presente en la Tierra no es
disponible. Solo un tres por ciento del agua total es agua
dulce o potable (no salina).

28. Continuación
• Del agua dulce, el 2,25 por ciento se encuentra en los glaciares y capas de hielo
situados en los polos de la Tierra. Un 0,50 por ciento corresponde al agua
subterránea, y un cincuentavo porcentual (1/50 por ciento) se encuentra en
lagos y ríos (Humenik, 1994; Gohl, 1994). El resto de agua porcentual se
recircula dentro del ciclo hidrológico. Esto abarca el agua de lluvia, agua que
infiltra hacia reservorios en el subsuelo, agua que se pierde por transpiración y
evaporación, y agua consumida por organismos del reino animal, en algunas
etapas del ciclo hidrológico.
• Por las estimaciones porcentuales anteriores, la cantidad y calidad de este
recurso irremplazable debe ser protegido celosamente.
• Si la población mundial se duplica con base en las proyecciones estadísticas y
maltusianas, para la mitad del siglo XXI se ejercerá una gran presión sobre el
recurso hídrico, que en este momento ya se encuentra seriamente presionado en
cantidad y en calidad.
• Adicionalmente, si se considera que, al inicio del siglo XX, el noventa por
ciento del agua utilizada en el mundo era para riego de cultivos que producían
alimentos y fibras textiles requeridas por la población, el problema se agrava.

29. REDUCCION DEL AGUA PARA IRRIGACION
• Era de esperar que para el año 2000, o finales del siglo
XX, el uso de agua para irrigación se hubiera reducido
en un 60 por ciento del agua total utilizada a inicios del
siglo XX (Humenik, 1994).
• Las estrategias para enfrentar el reto de conservar e
incrementar la cantidad y la calidad del recurso agua
también son de alto costo económico. Algunos de los
proyectos son más onerosos que los planificados para la
recuperación de tierras degradadas por sequía, mal
drenaje, erosión o salinidad.

30. Algunas estrategias diseñadas y establecidas para
conservar el recurso hidrico
• Reducir la evapotranspiración: La pérdida de agua del ecosistema edáfico-
agrícola, especialmente en sistemas de agricultura bajo riego, es la mayor fuente de
pérdida de agua.
• Reducir las áreas de riego e incrementar la productividad por metro cúbico de agua
utilizada: Esto significa cambios en la densidad de siembra de cultivos, desarrollo y
selección de cultivos tolerantes a sequías estaciónales mediante biotecnología, junto
con la limitación de áreas para cultivos forrajeros, aumentando simultáneamente los
cultivos para consumo humano (Humenik, 1994).
• Construir plantas desalinizadoras: En estas instalaciones eliminan la sal del agua
de mar. Es un procedimiento caro, fuera del alcance de muchos países en vías de
desarrollo, pero muy utilizado en regiones áridas, en países como Irán, Omán y
Kuwait.
• Explotar los acuíferos: Los acuíferos son depósitos de agua en rocas porosas,
situadas en el subsuelo, que se extraen mediante bombeo.

31. Continuación
• Incrementar el establecimiento de mejores manejos técnicos del agua que
protejan su calidad y cantidad: Se realiza por medio del almacenamiento de
aguas subterráneas, control de drenajes y programas de subirrigación, para
una producción más eficiente de cultivos.
• Desarrollar proyectos de reciclaje de aguas de una manera planificada y
controlada (como ya se utiliza en algunos de los grandes edificios en
Tokio, Japón): En la actualidad, se dispone de la tecnología que permite
tratar aguas efluentes, que cumple los requisitos para transformadas en agua
potable. Además, el agua tratada por reciclaje puede utilizarse para satisfacer
otras necesidades comunales, como la irrigación de parques, parcelas
agrícolas y áreas deportivas.
• Prevenir la contaminación de aguas mediante programas públicos y
privados: Como el problema del recurso agua normalmente tiene un
requerimiento específico por parte de la comunidad, se requieren soluciones
que sean aceptadas por las organizaciones comunales. Esto significa recurrir a
campañas de divulgación masiva para concientizar a los usuarios, y que
utilicen sistemas de explotación agrícola que no contaminen aguas y suelos.

32. Continuación
• Realizar campañas educativas y divulgativas: Que
orienten a la población y les brinde un concepto muy
claro del ciclo hidrológico, para que comprendan los
esfuerzos institucionales que realizan los gobiernos en
el manejo racional del recurso hídrico, en las cuencas
hidrográficas.
Simultáneamente, deben definirse prioridades en los
mensajes divulgativos, para que las comunidades
comprendan la importancia de manejar adecuadamente
recursos escasos.

33. CONTEXTO SOCIOECONOMICO DEL PROCESO EROSIVO
• Los factores socioeconómicos relacionan el incremento en la erosión de los
suelos con el incremento en la densidad de población, el tamaño y distribución
de fincas agropecuarias, la tenencia de la tierra, el mercadeo de productos
agrícolas, y los aspectos culturales y educativos de la población rural. El
acelerado crecimiento poblacional incrementa la densidad de personas por área,
tanto en regiones urbanas como rurales.
• Pero el efecto en regiones rurales tiene un mayor impacto en el uso de la tierra y
en sus sistemas de conservación del recurso suelo. Por esta razón, los factores
ligados al sector rural se analizan con mayor detalle, ya que su influencia en el
proceso de producción agrícola no sólo impacta severamente el deterioro de los
suelos, sino que restringe la oferta de productos agrícolas para una demanda cada
vez más creciente.
Estos factores socioeconómicos son:

34. I. DENSIDAD DE POBLACION
• Cuando existe una alta densidad de población, se genera una alta presión
sobre la tierra, que afecta el manejo agrícola, pecuario, forestal y las áreas de
reservas en el país, como las áreas recreacionales (parques nacionales y zonas
de protección), y sectores bióticos reservados para investigación. También son
afectadas las zonas de reservas hídricas, cuyo objetivo es abastecer a la
población regional de agua potable y de energía hidroeléctrica.
• A mayor crecimiento de la población, se genera una mayor demanda por
tierras cultivables. Cuando se agotan las posibilidades de colonizar tierras
adecuadas para cultivos, se produce una fuerte presión social orientada a
explotar terrenos no aptos para agricultura y ganadería, a pesar de que sean
terrenos con pendientes escarpadas o suelos superficiales, ubicados en
regiones de alta intensidad pluvial (Figura 1.13).

35. CRESIMIENTO DE LA POBLACION
• Figura 1.13 La población
crece, e igualmente crece
la demanda poblacional
por tierras cultivables.
• Dibujo: Rafael Murillo –
CEDA – ITCR.

36. Tamaño y distribución de las fincas agropecuarias
• En América Latina es muy frecuente asociar el concepto de tierra
con el concepto de terrateniente. Costa Rica, por su tamaño en
km2, se ubica dentro de los países pequeños, por su área
territorial (51100 km2). Pero esto no excluye que existan
terratenientes (personas físicas, corporaciones o grupos de
personas protegidas por denominaciones, como sociedades
anónimas, u otras formas jurídicamente afines).
• Debido a procesos culturales e históricos, la mayoría de las
fincas, otrora grandes extensiones (latifundios), se dividieron (y
se dividen) en parcelas cada vez más pequeñas, llamadas
minifundios. Ejemplos de estos procesos son la herencia de
tierras a descendientes, la venta e intercambio de terrenos
agrícolas y la organización de grupos sociales desposeídos de
tierra, que presionan al Estado para que les otorguen tierras para
explotadas mediante sistemas agropecuarios. Los sistemas de uso
de la tierra que se dan son los siguientes:

37. Continuación
• En las fincas grandes o latifundios, los propietarios son
identificados como terratenientes. Aunque estas fincas
no siempre ocupan las mejores tierras de una región, la
gran cantidad de tierras bajo este régimen administrativo
requiere de una alta inversión monetaria para explotar las
tierras agrícolamente, y es subutilizada. Muchas de estas
tierras se utilizan bajo la modalidad de ganadería
extensiva. Y, a pesar de que existen tierras con adecuado
potencial agrícola, muchas no se cultivan (Figura 1.14a).

38. EJEMPLO DE AREAS DE LATIFUNDIO Y MINIFUNDIO
• Figura 1.14
Tamaño y distribución de las
fincas agropecuarias:
a) Áreas de latifundio en la
región norte de San
Carlos, Alajuela,
b)Fincas de minifundio en la
zona norte de Cartago,
faldas del volcán Irazú.

39. La subdivición de las fincas grandes
• La subdivisión de las fincas grandes conduce al establecimiento
de pequeñas fincas (minifundios). Debido a la excelente calidad
de los suelos (como sucede en las faldas del volcán Irazú, en la
zona norte de Cartago, en regiones como Zarcero o en las faldas
del volcán Poás), se realiza una explotación intensiva del suelo,
sin prácticas adecuadas de conservación. La ausencia de
colaboración e integración para la evacuación de aguas de
escorrentía y una óptima preparación de terrenos entre los dueños
de las pequeñas fincas colindantes conduce a un acelerado
deterioro de los suelos de las fincas pequeñas (minifundios),
situadas en una microcuenca

40. TENENCIA DE LA TIERRA
• La tenencia de la tierra es un enfoque particularmente subjetivo.
Se refiere a los terrenos agrícolas cedidos en arriendo o alquiler
por el dueño de las tierras. La persona que alquila las tierras tiene
interés en obtener la máxima producción de cultivos, con una
mínima inversión económica. Esto conduce a un uso intensivo de
tierras sin adecuados programas de fertilización, de conservación
de suelos y de aguas, lo que resulta en un deterioro difícilmente
reversible a largo plazo. Por esta razón, este sistema de tenencia
de la tierra se conoce en algunos países de América Latina como
esquilme, que literalmente significa "chupar con exceso el jugo
de la tierra".

41. MERCADEO
• El mercadeo de productos agrícolas se remonta, a las épocas en que se inició
el crecimiento urbano. En esas épocas, ocurrió un aumento en la demanda de
los productos agrícolas y pecuarios por parte de personas dedicadas a labores
no agrícolas. Ellas se ocupaban de satisfacer la creciente especialización de
servicios en la recién nacida sociedad orientada hacia el desarrollo industrial.
• El enfoque del problema de mercadeo de productos agrícolas, en el área de
conservación de suelos, se centra en la persona del intermediario. El
intermediario compra la cosecha en la finca, para revenderla en los mercados
de distribución agrícola. Para comprar la cosecha, el intermediario acude al
pequeño agricultor, y lo presiona directa o indirectamente mediante sutiles
presiones psicológicas y económicas.
• La posición del agricultor en el contexto social de su comunidad, la
disponibilidad de recursos y mano de obra, y otros factores sociales no
cuantificados, le obligan a ceder a las presiones de los intermediarios.

42. Continuación
• El sistema de intermediarios en el trasiego de productos agrícolas funciona
libremente en el país, con pocas excepciones, a pesar de las políticas
desarrolladas por instituciones gubernamentales para quebrantar su figura,
estableciendo las conocidas ferias del agricultor.
• Para tener un claro concepto de la cadena de intermediarios en la venta de
productos agrícolas, solo baste anotar que ellos ganan más dinero que el
agricultor. El precio que pagan al agricultor por un kilo del producto agrícola
se incrementa entre 300 y 500, Y a veces hasta 800 por ciento, cuando es
adquirido finalmente por el consumidor. Una gran proporción de ese
porcentaje queda en los bolsillos de los intermediarios.
• Como resultado, los agricultores que cultivan fincas pequeñas (minifundios)
no tienen suficiente dinero para invertirlo en programas de conservación de
suelos, que protejan su finca del deterioro por erosión.

43. ASPECTOS CULTURALES Y EDUCATIVOS
• El concepto cultural reside en los aspectos de conducta ético-social, ecológica y moral
transferidos de padres a hijos. Este legado cultural genera una resistencia al cambio,
especialmente cuando los extensioncitas agrícolas incursionan en el contexto
agronómico y social del agricultor. La respuesta del agricultor hacia la adopción de
nuevas tecnologías en el uso y en el manejo de fincas agrícolas se vuelve muy
cautelosa, especialmente en los aspectos orientados a incrementar la productividad por
área. Una de las razones básicas reside en la falta de recursos económicos, la ausencia
de programas crediticios orientados a impulsar al pequeño agricultor genera temor a
perder su único recurso: la tierra. Cuando logra acceder a un crédito bancario, el
sistema bancario lo acorrala con intereses altos y amenazas de expropiación. Esto ha
sido evidente con algunos pequeños agricultores de Tierra Blanca de Cartago.
• Esta resistencia al cambio, por parte de los pequeños agricultores, no es total. Además,
el nivel tecnológico que utilizan no es necesariamente bajo: es diferente. Usualmente,
están sujetos a pautas establecidas por sus antecesores, pero estas pautas no siempre son
prácticas agrícolas que deterioren los suelos aceleradamente.

44. Continuación
• El concepto educativo se refiere a la instrucción formal o académica que
recibe un individuo como miembro de una comunidad. Desafortunadamente,
desde los primeros años de la década de los cincuenta, el país se desarrolló en
forma desordenada. El objetivo básico era lograr una mayor cobertura de la
población estudiantil. Así, quienes deciden en el gobierno no tuvieron tiempo
suficiente para diseñar y establecer programas adecuados para la instrucción
académica en regiones rurales, especialmente enfocadas a una racional
explotación de los recursos, entre ellos la conservación de suelos para la
producción agrícola.
• Otro concepto relacionado con el punto anterior es la disponibilidad de mano
de obra: es escasa en las regiones rurales. Como contramedida, las familias
rurales propietarias de tierras compensan el efecto, procreando familias
numerosas, para tener disponibilidad mediata de mano de obra. En este afán,
limitan el acceso a la educación secundaria a sus hijos, especialmente a los
varones. El resultado es obvio. A la muerte del padre, la finca será
subdividida en parcelas cada vez más pequeñas, para heredar su parte de
terreno a los miembros de la prole.
•

45. Continuación
• Pero la realidad indica que, a pesar de tantos avatares, el pequeño agricultor
posee, intuitivamente, un claro concepto del proceso de deterioro de sus
suelos y de los problemas de contaminación de aguas. La contaminación es
causada cuando los productos agrícolas (que no son comprados por los
intermediarios debido a que tienen lesiones causadas por enfermedades
fungosas o bacterianas) son lanzados por el agricultor a la quebrada más
cercana. Además, tiene un claro concepto de los problemas derivados del uso
excesivo de pesticidas agrícolas para los agricultores" aguas abajo".
• Como no existe una labor eficaz de los extensioncitas agrícolas, que oriente al
agricultor acerca del problema, y le sugiera mecanismos de manejo y control,
el agricultor se decide por la vía más fácil: lanzar los desechos y residuos de
pesticidas, incluyendo los envases, al río o riachuelo más cercano.
• El profesional en extensión agrícola tampoco merece ser acusado de la
responsabilidad asociada a esta problemática. Se intenta aumentar la
disponibilidad de los presupuestos estrechos, mediante convenios de
asistencia y ayuda internacional con entidades como la FAO (por su nombre
en inglés, United Nations Food Organization Alimentation).

46. Daños directos y inderectos causados por la
erosión hidrica
• Daños directos:
Estos daños son variables que se pueden cuantificar o medir. Algunos daños
directos usualmente son de gran magnitud, cuando son catastróficos.
Dentro de estas variables, podemos encontrar las siguientes:
a) En el grosor del horizonte A. Se calcula la cantidad de suelo perdido, en
tha-l
año-l
, multiplicando la densidad aparente del suelo por el grosor de suelo
perdido y el área total.
b) Las pérdidas de la fertilidad natural del suelo pueden calcularse cuando
se dispone de los análisis de fertilidad que dan la concentración de
nutrimentos como nitrógeno (en porcentaje) y de fósforo en partes por
millón o miligramos por litro (mg L-l
). Ambas unidades de medición son
equivalentes.
c) c) Una forma adicional de cuantificar la pérdida de suelos es utilizando
modelos de pérdida de suelos, como la ecuación universal de pérdida de
suelos EUPS (Wischmeier y Smith, 1978), o el modelo WEPP, por sus
siglas en idioma inglés (Water Erosion Prediction Project), o proyecto para
predecir la erosión hídrica (Zhang et al, 1996).

47. Continuación
• d) Una forma menos sofisticada de medir erosión incluye la
medición de suelo erosionado en surcos y en cárcavas. En este caso,
la cantidad medida se convierte en un estimado general del proceso,
debido al tamaño y longitud de los surcos, y la magnitud de algunas
cárcavas, que impiden una medición precisa.
• e) Los daños directos más graves son causados por varios procesos
muy agresivos, entre ellos derrumbes, inundaciones y la remoción
en masa. Estos daños causan pérdida de vidas humanas, pérdida de
cultivos, destrucción de viviendas, deterioro de carreteras y puentes
falseados por los ríos que se salen de cauce. Es común que los daños
directos se estimen, como pérdidas en cientos o miles de millones.

48. DAÑOS INDIRECTOS
• Son daños causados en el ecosistema que no pueden cuantificarse de una manera clara,
pero que ocurren insidiosamente todos los días. También se conocen como daños
intangibles. Algunos ejemplos son los siguientes:
∀ • Pérdida de riqueza genética de la fauna: Ante los procesos de tala del bosque
y avance continuo del frente agrícola, el banco genético de muchas especies animales
disminuye por la muerte de muchos de sus miembros. Cuando esto continúa
aceleradamente, se llega a la endogamia y a una condena irreversible de la
desaparición de especies.
∀ • Pérdida de especies de flora: Debido a la heterogeneidad del bosque tropical
húmedo y a la condición de poca densidad de especies forestales por hectárea, la
deforestación puede incidir fácilmente en que algunas especies desaparezcan
rápidamente de los ecosistemas forestales.
• Pérdida de vida útil de represas hidroeléctricas: La disminución en la capacidad de
generar energía debido a los sedimentos que ingresan a las represas por erosión
laminar y escorrentía genera mayores costos de producción eléctrica. También eleva
los costos de manejo, reparación y limpieza de las represas, especialmente cuan-do son
colonizadas por plantas acuáticas.

49. EJEMPLO DE DAÑO INDIRECTO
• Perdida de riqueza geneticas
de especies animales

50. PERDIDA DE ESPECIES DE FLORA
• El bosque tropical, es un ecosistema
fragil. Las intervenciones no
planificadas destruyen su
heterogeneidad florística y rompen su
complejo equilibrio con el ambiente.

51. PERDIDA DE LA BELLEZA ESCENICA
• LA TALA ACELERADA
DEL BOSQUE CAUSA
DETERIORO DE LA
BELLEZA ESCÉNICA.

52. AGENTES EROSIVOS Y NIVELES ACEPTABLES DE EROSION
• Los agentes erosivos reconocidos como factores socioeconómicos se
analizaron previamente. Los factores físicos que promueven procesos erosivos,
especialmente enfocado hacia procesos hídricos, se analizarán en el próximo
sub-tema. La mayoría de esos agentes son citados usualmente por muchos
investigado-res en los sectores de conservación de suelos y aguas (Cabrido,
1984; Gómez Aristizábal, 1982; Hudson, 1971; Schawb, et al, 1990; Zhang, et
al, 1996).
• El punto principal del análisis es definir cuáles son los niveles aceptables de
erosión. El concepto estima la máxima cantidad de suelo que se puede perder
por erosión de una parcela, sin sufrir degradación excesiva, a pesar de que se
explote agrícolamente en forma continua. Pero las condiciones en los
parámetros tienen una variación sustancial o significativa entre las diversas
regiones de un mismo país.
• El concepto de "las pérdidas tolerables", o niveles aceptables de erosión,
manejado objetivamente, puede ser un instrumento valioso en la identificación
de problemas erosivos y en la selección de métodos de control para minimizar
las pérdidas.

53. Continuación
• Hudson (1973) estima que los niveles aceptables o límites
tolerables están en función del proceso de formación de suelos,
para una región específica. Por esa razón, si el proceso de
formación de suelos es de 25 mm de grosor en 30 años, el nivel
tolerable de pérdida sería de 12,5 t ha-l
año-l.
• Por su parte, Gómez Aristizábal (1982) indica que los grados de
erosión natural no deben exceder 1,0 t ha-l
año-l
, y mantenerse
entre valores de 1 a 10 t ha-l
año-l
, cuando los descriptores se
encuentran entre erosión baja a alta.
• En realidad, los niveles aceptables de erosión dependen de los
procesos de formación de suelos que ocurren en una región. Por
lo tanto, la pérdida tolerable depende estrechamente de esos
procesos.

54. ESTABILIDAD ESTRUCTURAL DE SUELOS Y
SUSCEPTIBILIDAD A LA EROSIÓN
• La estabilidad estructural se refiere a la resistencia que ofrecen las partículas de
suelos menores de 2 mm (como arenas, limos y arcillas), agrupadas por agentes
cohesivos y cementantes, como los compuestos húmicos, los óxidos de hierro y
aluminio y los detritos húmicobiológicos excretados por las lombrices de tierra,
luego de pasar por su tracto digestivo.
• La estabilidad estructural puede tener una relación estrecha entre el
comportamiento de las partículas de suelos ordenadas en un estado de floculación
(micro estructura) y el predominio de macro estructura. A pesar de que sobrelleva
procesos de deformación y destrucción por el tránsito de maquinaria pesada en su
superficie, no sufre cambios importantes en la micro estructura. Las unidades
macro estructurales se pueden observar a simple vista o con ayuda de lupas 3X.
Las unidades micro estructurales requieren de la ayuda de estereoscopios o
microscopios, para observar las sustancias que intervienen (como plasma), dando
cohesión a agregados de suelos (Colombia, CENICAFE, 1975; Hanson,1996).

55. Continuación
• El resultado final de estos procesos son unidades de suelos que se denominan
genéricamente como unidades estructurales. Las formas más conocidas de
estructura del suelo son las de forma granular, migajosa y en bloques
angulares y subangulares (Figura 1.18).
• La importancia del desarrollo estructural se debe a que la formación de grietas
y cavidades entre las unidades son muy importantes para el flujo de agua, la
difusión de gases (como el oxígeno y el dióxido de carbono) y el crecimiento
de las raíces. Indirectamente, estos procesos favorecen la infiltración de agua
de lluvia, disminuyendo la cantidad de agua de escorrentía. Los factores que
influyen la resistencia del suelo a la erosión son muy importantes en la
conservación de suelos y en el control de contaminación.
• La estructura puede ser mejorada, por efectos secundarios derivados de
labranza, la adición de materia orgánica al suelo y el encalado. Pero también
puede ser destruida por la compactación que produce el tránsito de maquina-
ria agrícola en forma indiscriminada, sobre los terrenos agrícolas (Colombia,
CENICAFE, 1975).

56. TIPOS DE ESTRUCTURA DEL SUELO QUE PREDOMINAN
USUALMENTE EN EL HORIZONTE A
a) Granular arriba
b) Sub angular
abajo.

57. FACTORES FISICOS QUE PROMUEVEN LA EROSION
• En este subtema se analizan los efectos del clima, en especial los
efectos relacionados con la lluvia. Luego, se analiza el efecto de la
pendiente o la condición topográfica local, las características del suelo,
especialmente relacionadas con aspectos físicos como la
compactación, la textura y el desarrollo estructural. Por último, se
analiza el factor relacionado con cobertura vegetal.
• El clima incluye radiación solar, temperatura, humedad relativa, viento
y lluvia. En erosión hídrica, el parámetro más importante es la lluvia.
Como Costa Rica se encuentra ubicada en la Zona de Convergencia
Intertropical (ZCT), el factor más agresivo es la lluvia, y su descriptor
asociado es la erosividad, a través de tres variables: duración,
intensidad y frecuencia de los eventos pluviales. Otras características
intrínsecas de la lluvia son dos hidrodinámicas, que incluyen el
tamaño de las gotas y su velocidad terminal.

58. Continuación
• Usualmente, su tamaño oscila entre 1 y 3 milímetros de diámetro, pero pueden
alcanzar diámetros máximos de hasta 5 y 7 milímetros, cuando la intensidad de
la lluvia se incrementa (Hudson, 1971; Schawb, et al, 1990).
• La velocidad terminal se refiere a que un cuerpo en caída libre se acelera por la
fuerza gravitacional, hasta que la resistencia ofrecida por la fricción del aire se
equilibra con la fuerza de atracción ejercida por la gravedad terrestre. Al llegar
al punto de equilibrio, su velocidad permanece constante. Esto se denomina
velocidad terminal, y depende del tamaño y de la forma del cuerpo que cae,
sujetas a las condiciones atmosféricas y de atracción gravitacional del planeta.
• Ploey y Gabriels (1980), con base en las mediciones realizadas por Laws en
1941 y Gunn y Kinzer en 1949 (Ploey y Gabriels, 1980), establecen una
relación entre el diámetro de gotas (o valor D) en milímetros y la velocidad
terminal (o valor V)
•

59. En el caso de las gotas de lluvia, la máxima velocidad terminal que pueden alcanzar las
gotas de lluvia es de 9,2 m s-l
, cuando tienen un diámetro de 6,0 milímetros, como se
indica en el Cuadro 1.2.

60. Continuación
• La lluvia es el factor determinante en los procesos de erosión hídrica. Su
caracterización física, a través de los parámetros indicados de intensidad,
duración y frecuencia, ha permitido que algunos investigadores definan el
umbral de intensidad donde la lluvia se considera erosiva. Así, algunos
investigadores estiman que todo evento pluvial con intensidad menor de 25
mm h-1
no es erosivo (Hudson, 1971). Algunas mediciones realizadas en el
trópico húmedo indican que las lluvias con intensidad (130) mayor de 5
milímetros son erosivas. Pero las que tienen una intensidad menor de 5 mm,
para 30 minutos de intensidad, no lo son (Cortés,1991).
• El suelo tiene algunas características básicas que contribuyen a que el proceso
erosivo se acelere. Seis de las más importantes son:
• 1. Compactación: El trasiego indiscriminado de maquinaria agrícola en los
campos de labranza compacta los primeros 10 a 30 centímetros de suelo, y en
ocasiones a profundidades mayores, sellando mesoporos y macroporos. Esto
impide una infiltración adecuada del agua de lluvia, favoreciendo la
escorrentía y el arrastre de las partículas finas del suelo, especialmente limo y
arcillas.

61. características básicas que contribuyen
a que el proceso erosivo se acelere
• Compactación
• Textura
• Estructura
• Densidad aparente
• Topografía
• Cobertura vegetal
1. Compactación. Compactación: El trasiego indiscriminado de maquinaria agrícola en los
campos de labranza compacta los primeros 10 a 30 centímetros de suelo, y en
ocasiones a profundidades mayores, sellando mesoporos y macroporos. Esto
impide una infiltración adecuada del agua de lluvia, favoreciendo la
escorrentía y el arrastre de las partículas finas del suelo, especialmente limo y
arcillas.

62. Continuación
• Si la compactación es superficial, debido al impacto de las gotas de lluvia por
dispersión de las partículas finas del suelo (limas, arcillas y arenas finas), se
forma una costra delgada de 0,1 milímetro de espesor como estrato
impermeable, y una zona de hasta cinco milímetros de partículas finas con
mayor compactación que los estratos que continúan hacia abajo.
• 2. Textura2. Textura: Los suelos con altos contenidos de limo son más vulnerables a
la erosión que los que tienen altos contenidos de arcilla o de arena. En el caso
de altos contenidos de arcilla, el suelo puede presentar estructura en bloques
subangulares, fuerte en desarrollo, lo que lo hace resistente a la erosión
pluvial. Pero también puede ser estructuralmente masivo, con poca porosidad
y poca velocidad de infiltración de agua en el suelo, lo que favorece la
escorrentía.
• Los suelos con altos contenidos de arena fina, media o gruesa pueden resistir
el impacto de las gotas de lluvia. Pero si el suelo se satura con agua, las
partículas son arrastradas con el agua de escorrentía, por saltación.

63. Continuación
• 3. Estructura:Estructura: Un adecuado desarrollo estructural del suelo favorece la
infiltración y disminuye la escorrentía. Esto ocurre en suelos franco arcillosos,
franco arcillo limosos, arcillosos y arcillo limosos.
• 4. Densidad aparente y porosidadDensidad aparente y porosidad: Los suelos con alta densidad aparente
tienen menor porosidad. Sin embargo, lo que realmente interesa en la porosidad
es el predominio de mesoporos y macroporos, que promueven la infiltración. Esto
evita que el suelo se sature rápidamente con agua.
• 5. TopografíaTopografía: Si se incrementa la pendiente en una región, normalmente
aumenta la velocidad de escorrentía del agua de lluvia, y se incrementa la erosión.
Adicionalmente, cuanto mayor es la longitud de la pendiente, habrá mayor
vulnerabilidad del suelo (Cortés, 1991; Mitchell y Bubenzer, 1980). Un factor
adicional que genera mayor pérdida de suelo por erosión es la forma de la
pendiente. Hay dos formas: convexa y cóncava. Por el modelado fisiográfico, la
erosión es mayor en pendientes convexas.

64. Continuación
• 6. Cobertura vegetalCobertura vegetal: La cobertura se refiere a las especies vegetales que crecen
en una región o en una parcela. Su follaje, la densidad de siembra, la etapa de
crecimiento y su estructura arquitectónico foliar protegen el suelo del impacto directo
de las gotas de lluvia. Simultáneamente, sus raíces favorecen la retención del agua y
regulan el flujo o la velocidad de escorrentía, especialmente en áreas de laderas, ya que
constituyen un obstáculo que disipa la energía del agua que escurre.
• Las etapas de crecimiento y la estructura foliar son muy importantes en parcelas bajo
uso agrícola. Las plantas tienen cuatro etapas básicas: germinación, desarrollo,
producción, y senectud o muerte. Cada una tiene períodos variables de tiempo, de
acuerdo con la especie. También tienen diferente estructura foliar. Un análisis breve
permite identificar mejor el efecto de la cobertura de cultivos hortícolas:
• Los cultivos de papá tienen un follaje denso, con hojas compuestas y grandes, que
protege efectivamente el suelo después de 40 días, en un 80-100 por ciento. Los
cultivos de zanahoria y remolacha también tienen un follaje denso en la etapa de
crecimiento y producción, no tanto por su biomasa foliar sino por su densidad de
siembra, lo que les permite ser eficientes en cobertura. Pero los cultivos de cebolla, con
una arquitectura foliar de hojas semicirculares, delgadas y alargadas, que se originan
del bulbo, no dan cobertura al suelo ni en un 20 por ciento.
• Con base en los factores físicos, se hace un desglose en variables activas y pasivas. Las
pasivas son las que, durante un ciclo de cultivo, no sufren modificaciones en el suelo,
como textura, estructura, densidad aparente y porosidad.

65. EROSIVIDAD y ERODABILlDAD
• La erosividad es resultado de la lluvia que causa erosión de suelos por el efecto directo
de sus características físicas como la intensidad, la duración y la frecuencia del evento
pluvial, sumado a las características hidrodinámicas de las gotas de lluvia. Se define
como "...la habilidad potencial de la lluvia para causar erosión" (Hudson, 1971). La
erosividad depende de la energía cinética asociada a la intensidad de la lluvia.
• La erodabilidad es "...la susceptibilidad de los suelos para ser erosionados por agentes
externos", entre ellos la lluvia (Hudson, 1971). La erodabilidad de los suelos depende de
sus características físicas y del manejo que se da a estos, en cuanto a cultivos y terrenos.
Puede evitarse utilizando sistemas de manejo de suelos que incrementen su cobertura
superficial con cultivos, con desechos de cultivos o con sistemas de manejo alternas
(como agroforestería), que pueden proteger parcialmente el suelo del impacto directo de
las gotas de lluvia. También, puede evitarse con sistemas de protección de tierras, como
cultivos en contorno, y sistemas de cultivos en terrazas.
• La erodabilidad se puede controlar o disminuir, reforzando algunas características físicas
del suelo que incrementen su resistencia a ser desplazados o erodados. Esto, a su vez,
mejora su capacidad de infiltración de agua. Se puede lograr con la aplicación de abonos
orgánicos, la labranza con arado de cincel y la labranza profunda, para romper capas o
horizontes del subsuelo compactadas.

66. BENEFICIOS DERIVADOS DE LA C. S. A.
• Se pueden describir con base en sistemas de uso y manejo de suelos que anulen
los daños que causa la erosión tanto directa como indirectamente.
∀ • El primer beneficio lo produce el uso de sistemas de conservación de suelos
en áreas planas, con suelos profundos y adecuado abastecimiento de agua para los
cultivos.
∀ • El beneficio final necesariamente incrementa la productividad de las parcelas
dedicadas a cultivos agrícolas, siempre que se mantengan sistemas de control de
drenajes y de fertilización en las parcelas. Además, estas estrategias de
conservación garantizan que la pérdida de nutrimentos por lavado disminuya
significativamente, en tanto se mantiene un adecuado contenido de materia
orgánica del suelo, importante para el reciclaje de algunos nutrimentos como
nitrógeno, fósforo y azufre. En cierta manera, esto contribuye a reducir los costos
de fertilización (Colombia, CENICAFE, 1975; Costa Rica, MAG,1994).
∀ • El segundo beneficio es el control de pesticidas que se aplican a los cultivos. Si
el agricultor se ajusta a las especificaciones indicadas en las etiquetas de los
productos para las normas de aplicación y los controles de desechos, los
problemas de contaminación de suelos, ríos estanques y represas disminuyen
significativamente.

67. Continuación
∀ • El tercer beneficio consiste en la protección de áreas que circundan las
represas, mediante siembra de árboles y diseño de sistemas que capturen los
sedimentos de suelos arrastrados por las aguas de escorrentía. El Instituto
Costarricense de Electricidad (ICE), en la represa de Arenal, realiza esta
Función. Esto significa una mayor vida útil de las represas y un mejor
ambiente acuático para especies piscícolas.
• El cuarto beneficio, cuando se realizan programas de conservación de suelos
en sectores regionales donde predominan fincas pequeñas, es evitar el
deterioro de las fincas vecinas, ladera abajo.
• Un quinto beneficio son los denominados beneficios intangibles. Son
acciones que favorecen a las comunidades presentes y futuras. Incluyen la
regulación de la cantidad y calidad de aguas para aprovechamiento humano e
industrial y la protección de asentamiento s humanos de avalanchas,
desplomes y deslizamientos, la conservación de vías de comunicación y una
mejoría en las condiciones ecológicas regionales que ayudan a preservar la
fauna, la flora y algunos de los microorganismos benéficos en la región de
actividad biótica del suelo (Colombia, CENICAFE, 1975; Costa Rica,
MAG,1994).

68. TEMA II: ESCORRENTÍA
SUMARIO
 DEFINICIÓN DE ESCORRENTÍA Y CONCEPTO DE CUENCA
HIDROGRÁFICA
 EL PROCESO DE ESCORRENTÍA
 FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DE ESCORRENTÍA
 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (VALOR Tc).
 CALCULO DE LA ESCORRENTÍA.
 CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LAS ESTRUCTURAS DE
CONSERVACIÓN DE SUELOS.

69. INTRODUCCIÓN
• La escorrentía es un proceso de suma importancia en cualquier programa
orientado hacia la conservación de suelos. Conociendo las variables de los
suelos y las variables físicas relacionadas con la atmósfera, se pueden
seleccionar sistemas de evacuación del exceso de agua de lluvia, de la parcela
• El dominio del cálculo de la escorrentía, combinado con la versatilidad de
diseñar las estructuras básicas de conservación de suelos, como canales
guardia y zanjas de drenaje, permite su construcción. Estas estructuras se
diseñan con una capacidad hidráulica suficiente para evacuar los excesos de
agua a largo plazo, 10, 15 años. Esto se conoce hidrológicamente como
períodos de retorno.

70. OBJETIVOS
• Al finalizar el estudio de este Tema, el estudiante deberá
estar en capacidad de:
 Aplicar el proceso de escorrentía dentro de las cuencas
hidrográficas y los parámetros atmosféricos y de suelos,
asociados al proceso.
 Calcular los coeficientes de escorrentía dentro de una
cuenca hidrográfica, y evaluar los coeficientes del agua de
escorrentía (valor Qe) versus la capacidad de evacuar esa
agua de escorrentía de las parcelas (valor Qc).

71. DEFINICION DE ESCORRENTIA Y
CONCEPTO DE CUENCA HIDROGRÁFICA
• Es la cantidad del agua de lluvia que excede la capacidad de
infiltración del suelo. Si la lluvia caída supera esa capacidad,
el exceso escurre hacia arroyos, quebradas, ríos, lagos y
océanos.
Para realizar cálculos matemático-hidrológicos, el proceso de es
correntía normalmente se considera asociado a una cuenca,
denominada área de captación de la lluvia.
• Una cuenca hidrográfica es una porción de terreno delimitada
geográficamente por divisorias de aguas, que corresponden a las
cimas de las colinas o las montañas que rodean los terrenos y sus
componentes coluvioaluviales, ladera abajo.

72. Nacientes de agua
Areas
Protegidas/
Biodi.
Bosques y producción

73. Delimitación topografica de cuencas con
divisorias de aguas.
• Entre ellos, se incluyen patrones
geológicos locales y
modificaciones sufridas en la
superficie del terreno por procesos
fluviales y tectónicos, que se
pueden interpretar en mapas
cartográficos o fotografías aéreas,
mediante análisis fisiográfico
(Figura 2.1).

74. Accidentalmente, el basamento geológico de una cuenca puede alterar la
escorrentía de una cuenca, aumentándola o disminuyéndola. Esto puede
inferirse de la Figura 2.2, en la que parte de la lluvia caída al este de la
cuenca es interceptada por el buzamiento este-oeste de estratos geológicos
impermeables. Bajo esta condición, la escorrentía favorece la cuenca situada
al oeste, como indica la flecha del diagrama. El análisis individual o
comparativo de los procesos fluviales y coluvio-aluviales permite delimitar,
mediante análisis fisiográfico, la cuenca en estudio.
• DIVISORIA TOPOGRÁFICA
y GEOLÓGICA. Efecto de la
• geología en la captación de
agua en una cuenca.

75. Continuación
El mecanismo para segregar cuencas fisiográficamente se basa en que la mayoría
de ellas tienen diferentes relieves, patrones climáticos y diferentes materiales
parentales o sus combinaciones estadísticas, incluyendo características
diferenciadoras adicionales (como su orientación geográfica, el uso de la tierra,
su altimetría y su forma: Ovalada, alargada, o de simetría casi cuadrada).
Relieve, clima, fisiografía y geología pueden evaluarse cuando se dispone de los
siguientes datos:
 Relieve: Hojas cartográficas de Costa Rica, escala 1:50 000.
 Clima: Especialmente lluvia. La información se obtiene de los registros de
lluvia de las estaciones meteorológicas más cercanas al área de estudio,
recopilados por el Instituto Meteorológico Nacional.
 Material parental: Se obtiene de hojas cartográficas que contienen
información geológica o geomorfológica. En Costa Rica, existe bastante
información confiable al respecto.
 Orientación geográfica: Hojas cartográficas de Costa Rica.

76. Continuación
  Uso de la tierra: Existen pocos mapas confiables en este país al
respecto. Se requiere una inspección preliminar del terreno en que se desea
determinar el uso de la tierra, y aplicar el sistema de clasificación de tierras del
Servicio Nacional de Conservación de Suelos y Aguas (SENACSA), a los
terrenos sujetos a evaluación técnica.
  Altimetría y forma de la cuenca: Puede calcularse la altimetría con las
curvas a nivel insertas en las hojas cartográficas. La forma de la cuenca se
puede delimitar identificando las divisorias de aguas (como se ilustra en la
Figura 2.1), apoyándose en las curvas a nivel de las hojas cartográficas de
Costa Rica en escala 1:50 000.
• Dos formas típicas de cuencas segregadas con la metodología indicada son la
oval redondeada y la alargada o rectangular (Figura 2.3). La forma permite
evaluar si las cuencas de forma oval o alargada son compactas o no. El
coeficiente de cuenca compacta se determina con una relación matemática
entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de área
equivalente. El objetivo para determinar este coeficiente es conocer el riesgo
de inundación por desbordamiento de ríos, dentro de la cuenca (Calvo, 1996).
Si la cuenca es compacta, el coeficiente tiende a uno o a un número menor que
uno. Si no lo es, el valor crece, y siempre es mayor que uno.

77. DETERMINAR LA FORMA DE LA CUENCA ES
IMPORTANTE
• Cuencas alargadas el tiempo de
concentración (o tiempo en el
cual se produce escorrentía en el
punto de salida de la cuenca)
demora más tiempo que en las
cuencas oval redondeadas,
rectangulares o de formas
cuadradas (Hudson, 1971). Esto
es, son menos compactas
(Figura 2.3).
• FORMA DE LAS CUENCAS:
a) Oval redondeada,
• b) Alargada.
La forma oval redondeada es más
compacta que la alargada.

78. EL PROCESO DE ESCORRENTÍA
• El agua de lluvia satisface inicialmente las demandas hídricas del suelo y el
ambiente atmosférico que rodea los cultivos: temperatura, humedad relativa,
lluvia, radiación solar y viento. Por efecto de las cinco variables citadas, se
produce la transpiración de las plantas vía estomas y la evaporación del agua de
la superficie del suelo. Simultáneamente, ocurre infiltración de agua en el suelo,
parte de la cual se almacena en sus horizontes o estratos; dependiendo de su
textura, estructura, tipos de poros y contenido de materia orgánica.
• Cuando la precipitación pluvial ha cubierto todas las demandas, ocurre la
escorrentía superficial. El proceso se desarrolla así:
• Inicialmente, se forman pequeños empozamientos en diferentes sectores del
terreno, especialmente en áreas microdepresionales de laderas (sean de cultivos,
de pastos o de áreas forestales).
• Cuando el exceso de lluvia supera la capacidad de almacenamiento del suelo, el
agua fluye en sentido longitudinal de la pendiente (aguas abajo). El exceso de
agua que desborda los sectores microdepresionales y que fluye hacia cauces
más bajos se denomina agua de es correntía.

79. FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DE ESCORRENTIA
• Existen dos factores generales que afectan el proceso de escorrentía: la lluvia y
la cuenca (Luque, 1981).
La lluvia
• La lluvia influye en el proceso de escorrentía debido a tres características:
intensidad, duración del evento y distribución geográfica dentro de la cuenca.
Esto afecta la proporción entre la cantidad de agua que ha caído por acción de
las tormentas y el volumen total de es correntía registrado en el punto de aforo,
en la salida de la cuenca.
• El total "de escorrentía está ligado a la duración de las tormentas. Para una
intensidad específica, se generan las siguientes condiciones para la lluvia:
  Infiltración: Es el ingreso vertical descendente del agua de lluvia a través
de la superficie de un suelo no saturado con agua. Decrece con el tiempo de
registro de una tormenta. Es influenciada por las propiedades físicas del suelo:
textura, estructura, contenido de materia orgánica, grado de humedad inicial y
presencia de grietas causada por la condición mineralógica de suelos que tienen
arcillas 2:1 expandibles. También es influenciada por la presencia de
canalículos remanentes a causa de raíces muertas, cuya mineralización y
humificación deja espacios huecos en el suelo (usualmente macroporos).

80. La infiltración se produce bajo las siguientes condiciones:
• Cuando llueve, ingresa agua al suelo. Sus poros, especialmente mesoporos y
microporos, se llenan de agua en forma paulatina. Cuando todo el sistema poroso
del suelo se satura (incluyendo macroporos), el exceso de agua escurre en
sentido de la pendiente, o se empoza, si el relieve es plano o plano cóncavo.
• - Si en la cuenca se mantiene la misma intensidad de lluvia, y se duplica o
triplica el tiempo de duración de la tormenta, en los terrenos de ladera se produce
escorrentía, y en los terrenos planos se forman encharcamientos. Para este
modelo, se asume que toda la cuenca recibe la misma intensidad pluviométrica.
• Intensidad pluviométrica: Una tormenta de alta intensidad pero de corta
duración no necesariamente produce escorrentía. Si la produce o no, dependerá
del tiempo de duración de la tormenta, de la capacidad de infiltración del suelo y
del área, o tamaño de la cuenca.

81. TAMAÑO DE LA CUENCA
• Tamaño de la cuenca: La cuenca del río Parrita es una cuenca grande en
Costa Rica. Abarca aproximadamente 130 000 hectáreas. Se inicia en las
faldas del Cerro Buena vista o Cerro de la Muerte, y concluye en la población
costera de Parrita, en el Pacífico Central.
• Una tormenta de alta intensidad y corta duración, localizada geográficamente
dentro del área de la cuenca, en los alrededores del pueblo de Bijagual de
Acosta, no necesariamente origina un volumen de escorrentía importante
dentro del área total de la cuenca. Bijagual de Acosta se encuentra a pocos
kilómetros de distancia del punto de drenaje principal de la cuenca del río
Parrita, o su desembocadura en el mar. Pero si llueve con igual intensidad en
toda la cuenca, se produce un volumen de escorrentía mayor. Cuando esto
ocurre, se presentan condiciones desastrosas en la planicie aluvial-costera de
Parrita, causando inundaciones.
• Este enfoque, que se refiere al área de la cuenca y los eventos pluviales que la
afectan parcial o totalmente, se visualizan en la Figura 2.4.

82. DISTRIBUCIÓN DE LA LLUVIA EN UNA CUENCA
• a) Una tormenta puede cubrir
parte de la cuenca (área
sombreada), pero no causa el
máximo de flujo.
• b) También puede cubrir toda
la cuenca, lo que siempre
causa la máxima escorrentía

83. Continuación
• RELACIÓN ENTRE
INTENSIDAD DE
LLUVIA Y TIEMPO.

84. Relación entre intensidad de lluvia y tiempo
 Si dos suelos tienen una capacidad similar para infiltrar agua
de lluvia y se compara una intensidad pluviométrica de 60 mm/h,
durante un período de tiempo de 20 minutos, con una lluvia de
baja intensidad (23 mm/h) e igual tiempo, la escorrentía será
mayor en los suelos sujetos a una mayor intensidad pluvial
• También puede darse el caso de una tormenta de alta intensidad
(70 o más mm/h), pero de corta duración (cinco minutos), y no
necesariamente produce escorrentía máxima. Que esta se origine
o no depende de la forma y del área de la cuenca, y del área que
cubre el evento (tormenta) en la cuenca (Hudson, 1971).

85. Distribución lluvia e intensidad
Así se generan algunos modelos para diferentes intervalos de tiempo, que
relacionan intensidad de lluvia y cuenca geográfica. Ellos son:
• - Que abarque el área de la cuenca parcialmente (40 por ciento), con una
intensidad alta, pero que en el resto del área de la cuenca no llueva.
• - Que la distribución de la lluvia abarque toda la cuenca, y la intensidad de la
lluvia sea alta, esto es, mayor de 70 mm por hora (Figura 2.4b).
• -Que abarque algunos sectores del área de la cuenca con alta intensidad
pluviométrica, y otros con baja o nula intensidad.
• -Que abarque sectores del área de la cuenca con intensidad intermitente y
distribuidas irregularmente en el tiempo
• -Que la distribución de la lluvia abarque toda la cuenca, pero con una
intensidad débil.
• Independiente de los eventos de tormenta que ocurren en una cuenca y de la
distribución pluviométrica, condicionados por la condición geográfica u
orográfica, el proceso de escorrentía en una cuenca se puede complementar
con otros parámetros, de la siguiente forma:

86. Contaminación
  Al inicio de una tormenta existe un flujo base, que es el aporte de agua
subterránea de tormentas previas al caudal de los ríos. Si no ocurren lluvias en
la cuenca, el flujo base disminuye paulatinamente con el tiempo.
  Luego de que se inicia una tormenta, existe una etapa transicional en la que
predomina la intercepción de la cobertura vegetal y la infiltración de agua en el
suelo. En esta etapa, la escorrentía superficial no se manifiesta. La etapa
finaliza cuando una cantidad de agua que escurre superficialmente alcanza el
punto de salida, o el cauce del drenaje principal de la cuenca.
  La curva de pérdidas de agua de la cuenca ocurre cuando se excede la
capacidad de interrupción foliar de la vegetación y la capacidad de infiltración
del agua en el suelo
  Luego de iniciada la escorrentía superficial, se inicia la curva de ascenso de
la escorrentía, que alcanza un caudal máximo (caudal pico), con base en el
tiempo de concentración
  Después de alcanzar el caudal máximo, hay una disminución del flujo de
escorrentía, hasta que la curva de recesión se iguala con el flujo base.En todos
los períodos (ascenso, caudal máximo y recesión) el proceso mediante el cual
infiltra agua en el suelo es activo. Por esta razón, el nivel de agua subterránea
aumenta el flujo base de la cuenca, incrementándose al final de la tormenta.

87. La cuenca
• La cuenca también afecta el volumen de escorrentía, debido a las
siguientes características:
• .Forma y tamaño: Como se indicó previamente, las cuencas oval
redondeadas, redondas o de formas cuadrangulares son más
compactas que las cuencas encajonadas a lo largo del cauce o río
principal que drena la cuenca (que tienen forma más o menos
rectangular). Como resultado, en las cuencas alargadas y angostas
el volumen de escorrentía es menor que en las compactas, en
función de áreas similares.
• La justificación de un mayor o menor volumen de escorrentía se
atribuye a la forma de la cuenca y a la tormenta que cae dentro de
ella. Si el eje mayor de la cuenca es paralelo al curso de la
tormenta, se produce mayor escorrentía que si el curso de la
tormenta es transversal, porque no cubre toda la cuenca. Se
considera, para esta condición hipotética, que la intensidad pluvial
es similar.

88. Graficos de tormenta y escorrentia.
• Además, como las tormentas se
desplazan en función de diferencias de
presión atmosférica y de condiciones
orográficas, se da la siguiente
situación. Si una tormenta se desplaza
hacia la parte superior de una cuenca,
causa menor escorrentía que las que se
desplazan desde la parte superior
hacia la parte inferior de la cuenca,
asumiendo intensidades
pluviométricas similares (Hudson)

89. El fenómeno se explica de la siguiente manera:
• - Si la tormenta se desplaza hacia la parte superior de la cuenca
(pendiente arriba), las gotas de lluvia que caen en el frente de
avance de la tormenta demoran cierto tiempo (minutos u horas)
en alcanzar el punto de drenaje o de salida de la cuenca.
• - Si la tormenta se desplaza pendiente abajo de la cuenca, las
gotas de lluvia que caen en el frente de avance de la tormenta
demoran cierto tiempo (minutos u horas) en alcanzar el punto de
drenaje o de salida de la cuenca. Pero se le suma la es correntía
acumulada en la parte superior de la cuenca, lo cual acorta el
tiempo para alcanzar el punto de salida o drenaje principal de la
cuenca, por un efecto de recarga hídrica superficial o sub
superficial.

90. ORIENTACIÓN Y TOPOGRAFÍA DE LA CUENCA
Las cuencas pueden estar orientadas hacia el sur, norte, este u oeste, o sus
integrados cardinales: nornordeste, nornoroeste, etcétera.
• En cuanto a topografía, esta puede ser accidentada, abrupta o escarpada,
como son descritas en forma general, o pueden describirse técnicamente
por sus categorías de pendiente como terrenos planos (0-3 por ciento de
pendiente); ondulados (15 a 30 por ciento de pendiente) o escarpados (50 a
75 por ciento de pendiente).
• Ambas variables (orientación y topografía) interrelacionan causando una
mayor o menor es correntía en las cuencas, en función de otras variables
ligadas al desplazamiento de la tormenta y las características de la lluvia,
como intensidad, duración y frecuencia.
• El porcentaje de humedad del suelo: Si al momento de ocurrir una
tormenta el suelo está seco, o tiene un porcentaje de humedad muy bajo,
tendrá mayor capacidad de absorber agua. Cuando el suelo está húmedo
o casi a capacidad de campo, y ocurre una tormenta, el suelo se satura
rápidamente, favoreciendo el proceso de escorrentía.

91. MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DE LA
ESCORRENTÍA
• La cantidad de escorrentía de una cuenca, o de un área parcial
dentro de ella, está determinada mayoritariamente en función de
las condiciones de textura y estructura del suelo. También tiene
gran influencia el relieve local, las características de la lluvia, la
condición geológico-estructural de la cuenca, la cobertura de la
vegetación natural y el diseño geométrico-espacial de los
sistemas de explotación agropecuaria o forestal: cultivos,
pastizales para ganadería, o sectores de explotación forestal.
Teniendo presente estos factores, se analiza uno de los métodos
más utilizados para el cálculo de escorrentía: el método racional.

92. METODO DE COOK
• En la década de los años 50, Cook (citado por Hudson, 1971) Y Eppkin
(1983) evalúan el método conocido como a w, pronunciado como "sigma
W", donde la letra griega a representa estadísticamente una sumatoria de
valores, y W se refiere a la palabra watershed del idioma inglés, que
significa cuenca.
• El método de Cook corresponde a la sumatoria porcentual, expresado en
forma decimal, asignadas para el relieve, la infiltración del agua en el
suelo, la cobertura vegetal y el almacenamiento superficial del agua.
Siempre conserva su condición adimensional (Hudson, 1971; USo SCS,
1953 y Eppkin, 1983).
•
• En este método, la sumatoria de los parámetros permite obtener, con la
ayuda de un nomograma, el pico máximo de descarga en m3 s -1, en
función del área en hectáreas, para un tiempo de retorno pluviométrico de
50 años (cuando las áreas evaluadas son menores de 500 hectáreas) (US.
CSS, 1953).

93. METODO RACIONAL
• Para estimar la es correntía de una cuenca, o de una región situada dentro de ella,
existen varios métodos. El de mayor uso en el mundo después de la década de los
años 30 de este siglo, ha sido el método racional (Ramser, 1927). Este
investigador estableció un método simple para estimar la es correntía, con base en
la siguiente fórmula:
Q= ____ C I A ____
360
• La simbología de la fórmula corresponde a:
• Q = Volumen o caudal de escorrentía, en metros cúbicos por segundo
• C = Coeficiente de escorrentía (adimensional). Usualmente es indicado
• en las fórmulas de resolución de problemas, en forma decimal. Esto es:
10 % equivale a 0,1
• I = Intensidad de la lluvia en mm por unidad de tiempo
• A = Área de la vertiente o cuenca, en metros cuadrados

94. Continuación
• El método fue originalmente diseñado para el sistema de unidades inglesas.
Debería ser conocido como un método anglo-norteamericano, debido a que el
desarrollo científico y tecnológico de los Estados Unidos de América en el área
de la conservación de suelos, diseminó en el planeta el sistema sajón, para las
mediciones de longitud, volumen y área.
• En el sistema de unidades inglesas, el valor C (coeficiente ligado a pendiente,
textura, cobertura vegetal, infiltración y retención hídrica por el suelo) es
adimensional. Ese valor C, en el sistema internacional de unidades (SI),
también es adimensional. Simultáneamente, el valor 1 (intensidad de la lluvia)
se incluye en la fórmula original, en pulgadas por hora, mientras el valor del
área de la cuenca (valor A), o sus subáreas, denominados sectores parciales, se
especificaba en acres. Actualmente, los valores de intensidad de lluvia y área se
describen en milímetros y en hectáreas.
• El método racional, readecuado para el sistema internacional de unidades (SI),
permite calcular la escorrentía máxima de una cuenca con base en la ecuación

95. Continuación
Q= CIA
360
que es equivalente a: Q= 0,0028 CIA
• Para ambos sistemas de unidades, la simbología es:
• Q = Razón de la escorrentía máxima de diseño
• C = Coeficiente de escorrentía de la cuenca, o de un sector evaluado dentro de
una cuenca
• I = Intensidad de lluvia para un período de retorno y para un período de
tiempo, igual al tiempo de concentración de la cuenca
• A = Área de la cuenca
• El divisor 360 (1_= 0,0028, redondeado) es una constante que convierte la
ecuación original a las 360 unidades del Sistema Internacional.
• En el Sistema Internacional de Unidades (SI), las unidades son:
• Q = Caudal en metros cúbicos por segundo, expresado en m3
S-1
• C = Factor adimensional. Corresponde al factor de escorrentía, ponderado
mediante el uso del Cuadro 3.6. Puede ser convertido a una fracción
decimal
• I = Intensidad de la lluvia, registrada en milímetros por hora (mm h-1
) A =
Área en metros cuadrados o en hectáreas

96. Continuación
• Para obtener el coeficiente de escorrentía o valor C, Ramser
(1927) inicialmente propuso una serie de valores deducidos
empíricamente de investigaciones realizadas en varias cuencas.
Posteriormente, el valor C fue definido como la relación entre el
grado de máxima escorrentía en una cuenca y la intensidad de la
lluvia (Schwab el al, 1990).
• Las investigaciones posteriores en cuencas pequeñas para un solo
cultivo demostraron que los efectos fundamentales de la
escorrentía estaban ligados al grado de infiltración de la cobertura
vegetal y de la intensidad de la lluvia. Así, Horn y Schwab (1963)
definen una serie de coeficientes C para cuencas agrícolas, con
base en la conducta hidrológica de los suelos, que agrupa la
condición textural en cuatro tipos de suelos, en relación con su
potencial de escorrentía. En este libro no se indica esa condición
textural, pero el enfoque incluye la cobertura vegetal, los índices
pluviométricos y el sistema de siembra de los cultivos (Horn y
Schwab, 1963).

97. Continuación
• En 1966, el método de Cook es reajustado por el Departamento
de Conservación de Suelos de los Estados Unidos de América. La
principal modificación es que, en lugar de estimar la tasa de
escorrentía, estima el volumen (Schwab, et al, 1966). Para 1972,
este método es conocido como el Método de las tierras altas
(Schwab, et al, 1990).
• Este método funciona bajo el supuesto de que la lluvia cae con
una intensidad uniforme y una duración por lo menos igual al
tiempo de concentración de la cuenca. Se asume que la lluvia
cubre la cuenca totalmente. Si se cumplen es-tos supuestos, la
lluvia y la escorrentía de la cuenca se representan gráficamente
(Figura 2.6).

99. TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (VALOR Tc)
• El tiempo de concentración para una cuenca (Tc) es el tiempo teórico que
demora una gota de agua que cae en el sitio más alejado del punto de salida
final de la cuenca, luego de que el suelo y las microdepresiones cóncavas del
relieve se saturaron con agua.
• Descrito en forma práctica, es cuando la primera cantidad de agua de lluvia
que ingresa a la cuenca (mientras ocurre una tormenta de alta intensidad) llega
al sitio de drenaje principal de la cuenca luego de que el suelo se ha saturado, y
el agua que llena las depresiones de las laderas se derrama. En este punto se
alcanza el tiempo de concentración o valor Tc (Figura 2.6).
• Se desarrollaron más de 66 fórmulas para calcular el tiempo de concentración
(Tc). En la mayoría de esas fórmulas se asume que todas las partes de la
cuenca, o del sector evaluado, aportan el agua que sale por la sección principal
de drenaje de la cuenca, o del sector evaluado (Chow, 1962).

100. Continuación
• De todas esas fórmulas, Kirpich (1940) desarrolló uno de los métodos
de mayor aceptación en el área de ingeniería de aguas y suelos, para
calcular el tiempo de concentración o valor Tc de una cuenca. La
fórmula, redondeada a dos decimales para el primer término, es la
siguiente (Hudson, 1971):
Tc = 0,02 x L0.77
x S -0..385
La siguiente fórmula también es equivalente (Eppink, 1983):
Tc = 0,02 (L0.77
) 0.77
S0.5
• Otra fórmula que ofrece resultados similares es la de Chow, citado por
Eppink (1983). La fórmula es:
Tc = 0,07( L ) 0.64
S 0..5

101. Continuación
• Normalmente, los resultados obtenidos con la fórmula propuesta por Chow
(1962) exceden en un 10 a 15 por ciento los valores obtenidos con la fórmula
de Kirpich (1940). Pero cuando se sobreestima el tiempo de concentración
con bajos valores porcentuales, se considera que se agrega un pequeño
margen de seguridad en el diseño de estructuras para proteger el suelo de
escorrentía y sus concomitantes procesos erosivos.
• Igualmente, se agrega ese pequeño margen de seguridad si se calculan los
tiempos de concentración por ambos métodos, y se obtiene un promedio
(Eppink, 1983).
• La simbología utilizada en las fórmulas anteriores es la siguiente:
• Tc = Tiempo de concentración en minutos
• L = Longitud máxima de la corriente en metros
• S = Diferencia de altura entre el punto más remoto o alejado de la cuenca y el
punto de salida del agua de la cuenca (m/m)

102. Continuación
• Conviene reflexionar cuidadosamente respecto al cálculo del tiempo de concentración
que se da en una cuenca (valor Tc). Los siguientes párrafos incluyen los factores o
variables asociadas con las cuencas, que determinan parcialmente el valor final de
tiempo de concentración (Tc) determinado para una cuenca. Para cualquier cuenca
sometida a análisis, el parámetro Te depende de:
  Las características fisiográficas, geomorfológicas y geológicas de las cuencas. .
Las condiciones estructurales y texturales de los suelos.
  La cobertura vegetal y el contenido de materia orgánica de los suelos.
  La pendiente general del terreno.
  La intensidad de la lluvia y el período de retorno permiten calcular la intensidad
crítica de diseño en milímetros por hora para un evento pluviométrico (tormenta) y un
período de retorno dado. Las intensidades críticas calculadas varían con el tiempo de
retorno, lo cual es evidente de la Figura 2.7a. También tiene influencia el promedio de
lluvia anual, porque implica variaciones significativas en los volúmenes de recarga
hídrica de una cuenca. Así, no ocurre igual recarga en una cuenca situada en una región
con una lluvia promedio anual de 750 milímetros, que en una cuenca situada en una
región con promedio anual de lluvia de 1500 milímetros (Figura 2.7b).

104. TEMA III
ECUACIÓN UNIVERSAL DE LA PÉRDIDA DE
SUELO (EUPS)
SUMARIO
CALCULA LAS PÉRDIDAS DE SUELOS POR EROSIÓN.
 APLICACIÓN DE LA ECUACIÓN.
 ANÁLISIS DE LOS FACTORES DE LA EUPS.

105. OBJETIVOS
• Al finalizar el estudio de este Tema, el estudiante
deberá estar en capacidad de:
 Analizar los factores de la EUPS, con base en
las fórmulas específicas para cada factor, y su
forma de aplicación.
 Calcular los diferentes parámetros de la EUPS,
para obtener, mediante la aplicación de suelo la
causa de los procesos erosivos.

106. INTRODUCCION
• Existen muchos sistemas que permiten determinar la pérdida de
suelos por erosión y su impacto económico y social en la
población rural, que depende económicamente de la producción
agrícola y de su valor en el mercado. Algunos sistemas incluyen el
diseño de pequeñas parcelas donde se analiza la escorrentía.
• Otros incluyen la simulación de eventos mediante lluvia artificial,
donde se controla la cobertura vegetal y el grado de inclinación de
la pendiente, o mediante la simulación de modelos matemáticos.
• Otro sistema es la EUPS. Una ventaja que tiene es que se puede
aplicar en cuencas hidrográficas, cuando se evalúan
estadísticamente todas las variables de la ecuación.

107. ECUACIÓN PARA CALCULAR LAS
PÉRDIDAS DE SUELOS POR EROSIÓN
• La de mayor aceptación en gran cantidad de
países, es la EUPS.
• Esta ecuación es conocida como EUPS, en
español, y USLE , en inglés. En este tema se
analiza la ecuación universal de la pérdida de
suelos (EUPS), y la forma en que se determinan
sus variables.

108. Desarrollo histórico EUPS
Para definir los parámetros de la EUPS, se evaluaron datos por más de 40 años, en
parcelas pequeñas, en varios estados EUA. Las parcelas o unidades
experimentales evaluadas tenían una longitud de 22,13 m y una pendiente
uniforme del nueve por ciento, en sentido longitudinal.
Dentro de ellas se aislaron las interacciones complejas entre prácticas de manejo de
cultivos (factor C), o los métodos de conservación (factor P), de tal forma que
sólo se evaluaran los factores o parámetros individuales. Las parcelas se
mantuvieron bajo barbecho al menos durante dos años. Posteriormente se
preparaban mediante labranza, hacia arriba y hacia abajo de la parcela, para
cultivada periódicamente.
El objetivo de la labranza fue preparar adecuadamente la cama de siembra para
controlar las malezas.

109. La ecuación es un diseño estadístico de regresión múltiple para
cinco factores que los investigadores definieron como
responsables del proceso de erosión hídrica: clima, suelo,
pendiente, cobertura vegetal y prácticas de manejo.
Dos variables son dimensiónales: la variable R, dependiente de la
lluvia, y la variable K, dependiente de las características de los
suelos, que incluyen textura, contenido de materia orgánica,
estructura y su permeabilidad.
Las otras variables son adimensionales. Ellas son: pendiente, valor
de la pendiente en porcentaje, cobertura y prácticas de manejo.

110. • Por ejemplo, la variable relacionada con la pendiente es adimensional, y se obtiene con
la fórmula general:
• L ( I )m
• I1
• L = Longitud de la pendiente en metros
• I = Longitud de la parcela evaluada en metros
• I1 = Longitud de la parcela demostrativa o parcela unitaria igual a 22,13 m, con base
en estimaciones empíricas
• m = Factor exponencial que depende de la pendiente en porcentaje, desde 0,5 hasta 5,0
por ciento. Este factor convierte a la pendiente en valor adimensional, ya que
introduce en su cálculo un valor porcentual.
• Conviene indicar que el efecto de longitud de la pendiente y su escabrosidad o relieve
abrupto, no son independientes de la erodabilidad, la cobertura o la erosividad.
• De esta manera, la EUPS se convirtió en la ecuación más utilizada en muchos países,
para estimar las pérdidas de suelo por erosión. La ecuación se complementa con los
datos generados por más de cien mil unidades experimentales por año, en las cuales se
sumaron y analizaron estadísticamente los registros pluviométricos, y de simuladores
de lluvia.

111. EL USO DE ECUACION HA SIDO CUESTIONADA
EN OTROS PAISES
• El diseño
• La ecuación fue calibrada para regiones del medio oeste de los Estados Unidos
de América. Se aduce que las características climáticas, edáficas,
geomorfológicas y de uso y manejo de suelos difieren marcadamente de las
condiciones presentes en países tropicales, entre ellos Costa Rica y Filipinas
(Vahrson, 1990; Bruce, 1985).
• Adicionalmente, algunos investigadores insisten en que muchos parámetros
fueron establecidos en forma empírica, queriendo, en el fondo, darle un matiz
despectivo. Sin embargo, conviene que tales investigadores se remonten en la
historia y comprueben que muchas verdades científicas actuales se originaron
de observaciones empíricas. Un ejemplo basta: Sir Isaac Newton formula su
teoría de la gravitación o atracción universal, después de haber visto caer la
manzana desde el árbol respectivo.

112. QUE EVALUA LA EUPS
La ecuación evalúa la pérdida del suelo, pero no los sedimentos
erosionados previamente, que se depositan o acumulan en otros
lugares.
Se debe reconocer que los investigadores norteamericanos han
realizado esfuerzos muy útiles y orientadores. Esto ha permitido
el diseño de una ecuación de suelos para estimar su pérdida con
diseños empíricos, evaluando parcelas modelo, simultáneamente,
los indicadores pluviométricos (Bruce, 1985).

113. La ecuación y sus parámetros
La ecuación universal predice la pérdida de suelos debido a procesos erosivos,
especialmente de origen hídrico. Se define matemáticamente de la siguiente
forma:
A= R • K • L • S • C • P
El significado de los parámetros de la ecuación que se indica con símbolos
alfabéticos es:
A: La pérdida del suelo por causa de la erosión
R: El factor asociado a la erosividad de la lluvia. Este factor está ligado a la
cantidad, duración e intensidad de los eventos de lluvia y se evalúa dentro de
un período dado. Se calcula para todos los eventos pluviales o tormentas que
ocurren en un año, en tanto que "el período dado" puede abarcar varios años. El
factor R indica la capacidad de las lluvias de causar erosión en los suelos, por
características asociadas a las gotas de lluvia, como intensidad, duración y
frecuencia, e indirectamente al tamaño, velocidad de impacto y la energía
cinética asociada a las gotas de lluvia.

114. K: Es el factor asociado a la erodabilidad del suelo. Este factor indica la
susceptibilidad del suelo a ser erodado por propiedades intrínsecas ligadas a su
condición textural, materia orgánica, la permeabilidad del perfil del suelo y su
desarrollo estructural.
L: Es el factor asociado con la longitud de la pendiente. Con el factor L se asume que
a mayor longitud de la pendiente, hay mayor susceptibilidad de los suelos a sufrir
erosión.
S: Es el factor asociado al grado de la pendiente. Se determina en forma porcentual.
Se considera que a mayor grado de pendiente hay mayor erosión, o mayor riesgo de
erosión de los suelos.
C: Es el factor involucrado en la cobertura del suelo. Participa en este factor el manejo
que se da a los cultivos.
P: Es el factor relacionado con las prácticas de conservación de suelos utilizados en
una región o en una zona agrícola.

115. Los factores A, R, Y K son parámetros que se pueden medir en
unidades de longitud, área, volumen y tiempo. Pero los factores
S, e y P son variables adimensionales.
El grado de inclinación de la pendiente (S) se mide en porcentaje y
se expresa como factor adimensional. En realidad, la expresión
"porcentaje de pendiente" significa medir la longitud del terreno
y su grado de inclinación, que luego se transforma en porcentaje.
Tradicionalmente, en el área científica, los valores porcentuales
se consideran adimensionales. Los parámetros e (factor de
cobertura del suelo) y P (relacionado con las prácticas usuales de
conservación de suelos) son estrictamente adimensionales.
Estos factores o variables no se pueden medir con precisión, pero
pueden estimarse con base en parámetros indirectos obtenidos de
mediciones empíricas.

116. Dimensiones de los factores de la ecuación EUPS
FACTOR SIMBOLO DIMENSIONES SIMBOLOGÍA
Intensidad de lluvia (mm) I Longitud________
tiempo
Energía de la lluvia por
lluvia unitaria
E longitud ● fuerza____
Area ● longitud
Erosividad de las tormentas El Longitud ● fuerza● Longitud
Area ● tiempo
Pérdida de Suellos A Masa_______
Area ● tiempo
Erosividad anual R Longitud ● fuerza● Longitud
Area ● tiempo ● tiempo
Erodabilidad del suelo K Masa ● área ● tiempo_____
Área ● lonitud ● fuerza ● long.
Longitud de la pendiente L (Longitud)m
longitud
Pendiente P Adimensional
Manejo de la cobertura C Adimensional
Prácticas de conservación P Adimensional

117. SIMBOLOGIA:
F = Longitud - fuerza Area - longitud
L y Long = logitud en unidades métricas del sistema internacional (SI)
M = masa
L2
= tiempo
T = tiempo
M M = Exponente que varía entre 0,2 y 0,5. Este símbolo está
relacionado con los valores porcentuales de la pendiente de un terreno.
La ecuación universal de la pérdida de suelos o EUPS, se desarrolla como un
método para predecir la pérdida promedio anual del suelo entre ríos, arroyos o
vías de agua. Se denomina "universal" porque se considera exenta de
generalizaciones y restricciones geográficas inherentes a los primeros
modelos matemáticos diseñados para evaluar pérdidas de suelos.

118. APLICACIÓN DE LA ECUACION
 Predecir la pérdida anual del suelo en una parcela, bajo condiciones
específicas de uso de la tierra.
 Guiar en la selección de sistemas de cultivo y de manejo, para establecer
prácticas de conservación de suelos bajo condiciones de pendientes específicas.
 Predecir el cambio en la pérdida de suelo que resultaría de un cambio en el
uso de la tierra.
 Determinar de qué modo aplicar o modificar las prácticas de conservación de
suelos, para establecer un cultivo más intensivo.
 Estimar las pérdidas de suelos en áreas con un uso distinto al agrícola, como
áreas de pastizales o parcelas forestales.
 Estimar las pérdidas de suelos, lo que permite a los técnicos en conservación
de suelos diseñar sistemas adecuados para la protección del recurso suelo. Estos
sistemas pueden incluir prácticas agronómicas, mecánicas o sus combinaciones
La ecuación se desarrolla para calcular la pérdida promedio anual a largo plazo
(varios años).

119. ANÁLISIS DE LOS FACTORES DE LA
ECUACION UNIVERSAL DE LA PERDIDA DE
SUELOS
• Todos los factores de la ecuación universal (EUPS) tienen gran
influencia en la pérdida de suelos. Que uno u otro predomine
depende frecuentemente del clima, del relieve, de las
propiedades físicas del suelo y de los sistemas de uso, manejo y
protección del suelo.

120. Erosividad causada por la lluvia (factor R)
• La erosividad es un proceso ligado a la agresividad de la lluvia por
sus características hidrodinámicas. I
• Incluye el tamaño o diámetro de la gota, su velocidad de impacto
en el suelo, que causa desprendimiento de las partículas menores
de 0,05 mm, en el ámbito de limos y arcillas, y el transporte
posterior de estas partículas en suspensión, arrastradas por
películas superficiales de agua.
• El factor R es la sumatoria de los valores individuales de la
erosividad de las tormentas, y es producto de dos variables o
características de la lluvia: la energía cinética (E) y la intensidad
m máxima (1), evaluada para un período de 30 minutos.

121. Energía total de la tormenta (factor E)
• Una tormenta es el registro de un evento lluvioso, durante un período o
unidad de tiempo, que puede incluir lapsos de 15, 30 Y 60 minutos. Si la
lluvia durante el lapso evaluado es menor de 13 mm y está separada de otros
períodos de lluvia por más de seis horas, no se computa (a menos que en ese
lapso caigan 6 mm de lluvia durante 15 minutos continuos).
• El factor E corresponde a la energía total de una tormenta, en tanto que 1 es la
intensidad máxima de lluvia en 30 minutos. Estadísticamente, R (o
erosividad), es la sumatoria de las tormentas ocurridas durante un año, desde j
= 1 (primera tormenta), hasta la tormenta n (enésima), o última tormenta del
año. El factor R es producto del factor E (energía), multiplicado por la
intensidad (1), hasta el jotaésimo evento de un período estudiado.
• La fórmula correspondiente es: R = Σ (E ● I).n j
j= 1

122. • Donde:
• R = Energía total de la tormenta o evento pluvial
• j = 1 = Primera tormenta, en el registro anual de tormentas
• n = Número de tormentas durante el período evaluado (1 año)
∀ Σ = Sumatoria de todos los eventos de lluvia o tormentas evaluadas
• E = Energía total de la tormenta
• I = Intensidad máxima de lluvia en 30 minutos
• J = jota. Estadísticamente denominado jotaésimo: último evento de todos
• los eventos de tormentas analizados durante un período de tiempo,
generalmente anual
• La energía cinética para una sola tormenta (e) o evento pluvial, se calcula con
base en la ecuación:
e = 0,119 + (0,0873●log10
I)
• Donde:
• = Intensidad de la lluvia, en mm por hora
• = energía cinética para una sola tormenta

123. Es necesario tomar en cuenta que la energía cinética se indica en
algunos libros y documentos con e minúscula, en tanto que en
otros se indica con E mayúscula.
Con el ejemplo presentado en el Cuadro 3.3, se realiza el cálculo de
la energía cinética para una tormenta, con base en el sistema
internacional de unidades. Para hacer los cálculos respectivos, se
utilizan los datos básicos que se complementan con los datos de
duración, cantidad e intensidad de la lluvia, derivados de los
datos básicos.
Posteriormente, se realizan los cálculos para determinar la energía
por unidad de lluvia y la energía por incremento de tormenta. Al
final, se realiza la sumatoria de la energía cinética, con base en el
incremento de tormenta, que corresponde al símbolo (E). El
sistema de cálculos se explica al final del Cuadro 3.3 y 3.4.

124. EJEMPLO DE CÓMPUTO DE LA ENERGÍA DE UNA TORMENTA

125. Considerando el valor de 77 mm/hora como el de mayor intensidad del evento,
se calcula la intensidad real (1), en mm/hora, que corresponde a la tormenta
analizada (Por esa razón, en el Cuadro 3.3 ese valor se marca con un
asterisco).
La cantidad de agua acumulada, o profundidad en mm (27 mm de lluvia), durante
el intervalo de máxima intensidad (77 mm/hora), se convierte en el valor 130
para esta tormenta. Luego, la cantidad acumulada o valor I30
, multiplicado por
dos, como se indica a continuación: 2● 27 = 54 mm/hora (es decir, el producto
da la intensidad en mm por hora: 54 mm/hora).
Como resultado final se obtiene que el valor R de esta tormenta es el producto de
E ● 1, igual a 8,59● 54 = 463,8 MJ ● mm/ha ● h. En resumen,
R = E ● I = 8,59 ● 54 = 463,8 MJ mm ha-1
h-1

126. RESUMEN
Existen diferentes de sistemas para calcular la perdida de suelo por la erosión.
Uno de los sistemas de mayor aceptación es la Ecuación Universal de la Perdida
de Suelo. Conocida por sus siglas en español como EUPS.
El diseño actual de la ecuación requirio mas de 40 años de investigaciones
realizadas en parcelas experimentales. El diseño estadistico es de
regresión multiple y evalua a cinco factores relacionados con la erosión
hidrica: clima, suelo, pendiente, cobertura vegetal y manejo del cultivo.
La ecuación tiene seis variables
1. Erosividad causada por la lluvia ( R )
2. Erodabilidad facilidad del suelo a sufrir procesos erosivos ( K )
3. Longuitud de la pendiente en areas de ladera ( L )
4. Grado de la pendiente expresado en porcentaje ( S )
5. Factor de cobertura del cultivo en terreno agricolas, forestales o ganaderos ( C )
6. Factor esta relacionado con las practicas de conservación de suelo ( P )

127. En la ecuación dos variables son dimencionales (R y K). Las otras
son adimencionales.
La ecuacion evalua la perdida de suelo indicado como factor A,
producto de la multiplicación de las seis variables anteriores.
Los usos principales de la ecuación EUPS permiten predecir las
perdida annual de suelo en una parcela o en cuencas hidrograficas.
Ademas sirve como guia para seleccionar sistemas de cultivo y de
manejo, para predecir cambios en la perdida de suelo como el
resultado de un cambio en los cultivos.
Tambien para determinar las practicas de C.S. cuando se desea
establecer un cultivo intensivo, y estimar las perdidas de suelo en
areas con usos diferentes al sistema agricola, como terrenos para
ganaderia o bajo uso forestal.

128. Ademas a la ecuación, se analizan seis factores que causan erosión de suelo. Dos
de ellos son la erosividad (o factor R) y la erodabilidad (o factor K).
Erosividad en la agresividad de la lluvia debido a sus caracteristicas
hidrodinamicas como tamaño de la gota lluvia y la velocidad de impacto en
el suelo.
El factor R involucra dos conceptos la energia total de una tormenta (que se
representa con la sigla E) y la intencidad de la lluvia milimetros por hora (i).
El producto de E x I es igual R.
La erodabilidad se obtiene utilizando el nomograma, que evalua cinco parametros
del suelo que son : limo mas arena muy fina, arena gruesa, porcentaje de
materia organica, estructura y permeabilidad.
Los restantes cuatro factores son:
1. Longuitud de la pendiente ( L )
2. Grado de la pendiente ( S )
3. Manejo del cultivo ( C )
4. Metodos de control de la erosión ( P )