Logo
Imprimir esta página

ESTIMACIÓN DE LA EROSIÓN HÍDRICA EN LA PARTE ALTA DE LA ZONA CAÑERA, MICROCUENCA LOS SUJUYES, SANTA LUCÍA COTZUMALGUAPA, ESCUINTLA, GUATEMALA

Valora este artículo
(2 votos)

Autor: Alma Lizeth Santos Pérez1*. Luis Enrique Reyes García**. Marvin Roberto Salguero Barahona***. José Horacio Ramírez Pérez***.

1 * Autora

** Asesor (Instituto Privado de Investigación sobre el Cambio Climático)

*** Asesores (Facultad de Agronomía, Universidad de San Carlos de Guatemala)

 

 

 

1. RESUMEN

 

Por medio de un análisis temporal y espacial, utilizando la ecuación universal de la pérdida del suelo modificada, EUPSM o MUSLE (por sus siglas en inglés) y su validación por medio de parcelas de escurrimiento, se estimó la pérdida de suelo por procesos de erosión hídrica, en la microcuenca Los Sujuyes (parte alta de la zona cañera de Guatemala). Se instalaron cuatro parcelas de escurrimiento en distintas ubicaciones dentro de la microcuenca, cada una con diferente cobertura vegetal del suelo; cultivo de caña de azúcar, plantación forestal de eucalipto y una plantación de hule. Mediante un sistema de información geográfica se realizó una modelación de la erosión. Los resultados mostraron que los factores cobertura y prácticas de conservación de suelos contribuyen a reducir la erosión. Las tasas de erosión estimadas mediante parcelas de escurrimiento y Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Modificada (EUPSM o MUSLE) para los diferentes usos de la microcuenca, se encuentran, según la clasificación de la FAO, en un nivel de erosión moderada, siendo el área bajo la cobertura de caña de azúcar la que presentó la mayor tasa de erosión, seguida del área bajo la cobertura de eucalipto y finalmente el área bajo la cobertura de hule. Según características físicas de los suelos de la microcuenca, estos presentaron un alto porcentaje de porosidad y una clase textural de tipo gruesa, las cuales les brindan una alta permeabilidad y como consecuencia una escorrentía superficial menor al 10% de la precipitación total y erosión hídrica moderada. La microcuenca Los Sujuyes vista como un sistema y separada en tres subsistemas de producción refleja en términos generales un manejo adecuado no solo del recurso suelo sino también de las variables que afectan la erosión hídrica, a saber, uso de la tierra, pendiente y cobertura (época de siembra y de corte); por lo que se considera como un modelo productivo que debe ser divulgado y replicado en otras áreas de la parte alta de la zona cañera guatemalteca.

 

PALABRAS CLAVE: Erosión, MUSLE, suelo, Fenología, Cultivo.

 

2. INTRODUCCIÓN

 

Generalmente, los métodos actuales de la agricultura aceleran la erosión de los suelos, tales actividades pueden romper el equilibrio de la materia orgánica que se encuentra en éste, agotándose la cantidad de carbono que la tierra es capaz de almacenar, lo que produce que el carbono se convierta en dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que es el principal contribuyente al calentamiento global (Guioteca 2012).

En 2009, según el Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales, en Guatemala se perdió 149 millones de toneladas métricas de suelo fértil debido a erosión hídrica; considerando que los suelos de la vertiente del Pacífico son los más erosionados, por presentar esta área una alta actividad agrícola.

Métodos de control de erosión como las terrazas o las curvas a nivel están dirigidos a aumentar la estabilidad de la materia orgánica en la superficie del suelo con una cobertura vegetal, residuos de plantas y otros; por lo tanto, una disminución de la erosión contribuirá también al manejo del carbono en el suelo (FAO 2002).

La agroindustria azucarera de Guatemala, específicamente los ingenios Pantaleón, La Unión, Madre Tierra, entre otros, están implementando prácticas de conservación de suelos para evitar su erosión. Actualmente en conjunto con el Instituto Investigación sobre el Cambio Climático –ICC- se ha realizado evaluaciones de acequias de ladera, en la microcuenca Los Sujuyes, como prácticas de conservación de suelos, las cuales han contribuido a la disminución de la velocidad de la escorrentía, aumentando el volumen de infiltración y la retención del suelo (ICC, 2012).

El estudio se desarrolló en los meses de mayo a octubre (época lluviosa) de 2013, el objetivo de esta investigación fue estimar la cantidad de suelo perdido por procesos de erosión hídrica en la microcuenca Los Sujuyes, ubicada en la parte alta de la zona cañera, utilizando parcelas de escorrentía, distribuidas en diferentes ubicaciones y usos de la tierra (cultivo de caña de azúcar, plantación forestal de eucalipto y cultivo de hule). Los resultados obtenidos de las parcelas de escorrentía se validaron con la ecuación universal de pérdida del suelo modificada, EUPSM o MUSLE (por sus siglas en inglés), misma que fueron modelados utilizando un sistema de información geográfica.

Para la industria azucarera el desarrollo de esta investigación es estratégico, debido a que los datos obtenidos sobre la erosión del suelo y los factores que la controlan, servirán de base para sugerir prácticas de conservación de suelos que tiendan a la rehabilitación de otras áreas que estén dentro de la parte alta de la zona cañera, tanto bajo la cobertura de caña de azúcar como también coberturas forestales. Estas prácticas contribuirán a reducir la erosión, controlar las pérdidas de nutrientes de los suelos agrícolas, evitar la contaminación del recurso agua, reducir las tasas de sedimentación e inundaciones en las zonas bajas de las cuencas, reducir la emisión de dióxido de carbono y limitar los daños a los cultivos por derrumbes.

 

 

3. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 Determinación del suelo erosionado a través de un método directo (parcelas de escurrimiento) y un método indirecto (MUSLE).

En el suelo cultivado con caña de azúcar se instalaron dos parcelas de escorrentía con un área de 75 m2 (10 m de la largo y 7.5 m de ancho), (Chamorro Batres, 2007; Carrera Escobar, 2007). Debido a los distanciamientos de siembra de los árboles de eucalipto y hule y con el objetivo de obtener una mejor representatividad de la cobertura de los mismos en el área experimental de estas parcelas, el área fue de 150 m2 (15 m de largo y 10 m de ancho). Para delimitar las parcelas se utilizó plástico negro calibre 8 milésimas. El sistema colector de sedimentos y agua constó de una batería de 3 a 4 recipientes plásticos de 204 litros (figura 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1: Parcelas de escurrimiento: A) Sistema colector de sedimentos y agua en cultivo de caña de azúcar y B) Sistema colector de sedimentos y agua en plantación forestal (eucalipto).

Los registros de la precipitación se obtuvieron diariamente por medio de pluviómetros instalados en el área de estudio. Los sedimentos y agua acumulados en los recipientes se colectaron después de un evento de lluvia mayor a 10 mm. Se tomaron 600 ml de material retenido en este caso agua y sedimentos por recipiente colector, eliminando el resto de material para el siguiente evento de lluvia. Las muestras se trasladaron al laboratorio de CENGICAÑA (Centro Guatemalteco de Investigación y Capacitación de la Caña de Azúcar, GT.), donde posteriormente fueron analizadas; para obtener los gramos de suelo erosionado (en peso suelo seco) por cada evento de lluvia, los cuales fueron transformados matemáticamente a las unidades de toneladas por hectárea (T/Ha).

3.2 La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Modificada, MUSLE, por sus siglas en inglés -Modified Universal Soil Loss Equation-; fue adoptada por Williams (1975), considera otro enfoque para estimar el rendimiento de sedimento de cuencas. MUSLE es un modelo de parámetros "agrupados" que estima el rendimiento de sedimento de cuencas para un evento pluvioso único. Utiliza un factor de escurrimiento para reemplazar el factor de energía pluviosa del USLE (FAO, s.f.). Está dada por la siguiente ecuación:

Y= 11,8(Q x qp)0.56 x K x L x S x C x P

Donde:

Y: es el rendimiento de sedimento de la cuenca en toneladas métricas. Q: volumen de escurrimiento por tormenta, m3. qp: es la velocidad máxima del caudal, m3/seg. K: El factor susceptibilidad de erosión del suelo, es la tasa de pérdida de suelos por unidad para un suelo específico, medido en una porción de terreno estándar (22.13 m de largo, 9% pendiente, en barbecho y labranza continua). L: El factor de largo de la pendiente, es la proporción de pérdida de suelos en el largo de la pendiente específica con respecto a un largo de pendiente estándar (22.13 m). S: El factor de magnitud de la pendiente, es la proporción de pérdida de suelos de una superficie con una pendiente específica con respecto a aquella en la pendiente estándar de 9%, con todos los otros factores idénticos. C: El factor cubierta y manejo, es la proporción de pérdida de suelo en una superficie con cubierta y manejo específico con respecto a una superficie idéntica en barbecho, con labranza continua. P: El factor de prácticas de apoyo de conservación, es la proporción de pérdida de suelo con una práctica de apoyo como cultivo en contorno, barreras vivas, o cultivo en terrazas, con respecto a aquella labranza en el sentido de la pendiente.

Para obtener la cantidad de suelo erosionada por evento de lluvia en unidades de toneladas por hectárea (T/Ha) se utilizó el volumen de escurrimiento por tormenta en milímetros (mm) y la velocidad máxima del caudal en milímetros por hora (mm/h), esto según Díaz Herrero; Laín Huerta y Llorente 2008.

3.3 Modelación de la erosión hídrica a través de un sistema de información geográfico.

Se utilizó la herramienta SIG ArcGis 10 ® de ESRI, donde se utilizaron las siguientes aplicaciones: ArcMap, ArcToolbox y ArcCatalogo. La información espacial en formato digital empleada como punto de partida se obtuvo de diversas fuentes: Instituto Privado de Investigación sobre el Cambio Climático (ICC), Centro Guatemalteco de Investigación y Capacitación de la Caña de Azúcar (CENGICAÑA), Facultad de

Agronomía, Universidad de San Carlos de Guatemala (FAUSAC), Ministerio de Agricultura, Ganadería y Alimentación (MAGA) e Ingenio Pantaleón.

Para implementar la ecuación universal de pérdida de suelo Modificada (MUSLE) en ArcGis 10 ® se calculó por separado cada uno de los factores que la integran mediante una serie de operaciones, esto permitió a posteriori operar con todas las capas resultantes para obtener la cartografía de riesgo de erosión potencial y erosión actual.

 

 

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

 

4.1 Cantidad de suelo erosionado, Microcuenca Los Sujuyes

Las cantidades de suelo erosionada obtenidas a través de las parcelas de escurrimiento y la variación de la precipitación se muestran en la figura 2, donde se observa que los tres primeros meses (mayo a junio) suman la mayor cantidad de suelo erosionado, debido a los condiciones de humedad del suelo (seco).

 

 

 

 

 

Este sistema de producción de caña de azúcar integra varios factores que contribuyen a la protección de los suelos de la parte alta de la zona cañera. Como se puede observar en la figura anterior los primeros tres meses son los que presentan una tasa de erosión mayor debido a que lo suelos se encuentran secos y sueltos, lo que los hace susceptibles a la erosión hídrica provocada por las primeras lluvias, sin embargo para esta fecha el suelo cuenta con la protección del cultivo en sus primeras fases fenológicas y el suelo erosionado es retenido en las acequias de ladera.

Se puede verificar también que en el mes de agosto las precipitaciones son mayores, contrario a las cantidades de suelo erosionado, debido fundamentalmente al estado fenológico del cultivo. Al realizar el análisis de regresión se observó que no existe relación entre los datos de erosión obtenidos a través de MUSLE y las parcelas de escurrimiento (coeficiente de regresión de 0.0027).

 

 

 

 

 

4.2 Modelación de la erosión hídrica a través de un sistema de información geográfico.

Con los valores obtenidos del raster se generó el mapa de erosió potencialn y actual, para la Microcuenca Los Sujuyes, con loa que se clasificó la tasa de erosión según la FAO, 1997, obteniendo así los siguientes resultados:

La erosión potencial (figura 4) muestra que el 45% de su superficie perdería de 50 a 200 T/Ha/año de suelo, es decir que 143.86 hectáreas son suceptibles a sufrir erosión fuerte, mientras que el 24% de la superficie es suceptible a sufrir una erosión muy fuerte (> 200 T/Ha/año). Un panorama totalmente diferente se observa en la erosión actual (figura 5) dónde el 94% de la superficie (298.77 ha) presentan una tasa de erosión menor a 10 T/Ha/año esto gracias a la protección que supone la cobertura del suelo y las prácticas mecánicas con las que cuenta el área de caña de azúcar (acequias de lader y cultivos a curvas a nivel), y el cultivo forestal y el bosque mixto (curvas a nivel).

 

5. CONCLUSIONES

 

Las tasas de erosión estimadas, para los diferentes usos de la microcuenca los Sujuyes, a través de las parcelas de escurrimiento y la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Modificada (EUPSM o MUSLE) se encuentran según la clasificación de la FAO, en un nivel de erosión que va de nula a moderada, siendo el área bajo la cobertura de caña de azúcar la que presenta la mayor tasa de erosión, seguida del área bajo la cobertura de eucalipto y finalmente el área bajo la cobertura de hule, ya que para esta última área se considera la tasa de erosión de agosto a octubre.

Según características fisicoquímicas de los suelos de la microcuenca Los Sujuyes, estos presentan un alto porcentaje de porosidad y una clase textural de tipo gruesa, las cuales les brindan una alta permeabilidad y consecuentemente una escorrentía superficial menor al 10% de la precipitación total y erosión hídrica moderada.

La microcuenca Los Sujuyes vista como un sistema y separada en tres subsistemas de producción refleja en términos generales un manejo adecuado no solo de los recursos sino también de las variables que afectan la erosión hídrica; por lo que se considera como un modelo productivo que debe ser divulgado y replicado en otras áreas de la parte alta de la zona cañera guatemalteca.

 

6. BIBLIOGRAFÍA

1. Almorox, AJ. 2010. La degradación de los suelos por erosión hídrica: métodos de estimación. Murcia, Universidad de Murcia. 384 p.

 

2. CENGICAÑA (Centro Guatemalteco de Investigación y Capacitación de la Caña de Azúcar, GT). 2012. El cultivo de la caña de azúcar en Guatemala. Guatemala. 512 p.

 

3. Díaz Herrero, A; Laín Huerta, L; Llorente, I. 2008. Mapas de peligrosidad por avenidas e inundaciones: guía metodológica para su elaboración. España, Instituto Geológico y Minero de España. 190 p.

 

4. Dumas Salazar, Á. 2012. Riesgo de erosión hídrica en la cuenca hidrográfica del río Mundo. Tesis MSc. TIC. España, Universidad Complutense de Madrid. 48 p.

 

5. Escalante, S. 2005. La medición de sedimentos en México. Tabasco, México, IMTA-UJAT. 318 p.

 

6. FAO, IT. 1997a. Capacitación sobre el manejo y conservación de suelos. Nigeria, IITA. 225 p.

 

7. Hudson, N. 1982. Conservación de suelos. España, Reverté. 352 p.

 

8. INETER (Instituto Nicaraguense de Estudiios Territoriales, NI); CONSUDE (Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación, NI). 2005. Erosión hídrica: mapas de amenazas, recomendaciones técnicas para su elaboración: proyecto MET-ALARN. Managua, Nicaragua. 52 p.

 

9. MARN (Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales, GT). 2009. Informe ambiental del estado: GEO Guatemala. Guatemala, MARN. 286 p.

 

10. PHI-LAC (Programa Hidrológico Internacional de Unesco para América Latina y el Caribe, UY). 2010. Procesos de erosión-sedimentación en cauces y cuencas. Montevideo, Uruguay, UNESCO. 144 p.

 

11. PROCISUR (Programa Cooperativo para el Desarrollo Tecnológico Agroalimentario Agroindustrial del Cono Sur, MV). 2001. Siembra directa en el Cono Sur. Montevideo, Instituto Interamericano de Cooperación para la agricultura. 450 p.

 

12. Río, J. 2012. Cálculo de producción de sedimentos en la subcuenca del río Ahuehuepan, Taxco Guerrero. México, Universidad de Chapingo. 90 p.

 

13. Unité Hidrographique Aquin, Saint Luis du Sud, FR. 2012. Rapport de I´etude ser I´erosiíb des sols MUSLE. Francia. 26 p. Villalobos Araya, M. 2005. Diseño de drenaje superficial. Costa Rica, Universidad Tecnológica de Costa Rica. 92 p.

 

14. Villón Béjar, M. 2006. Drenaje. Costa Rica, Universidad Tecnológica de Costa Rica. 554 p.

 

 

Modificado por última vez en
Ricardo Schmalbach R

Ricardo Schmalbach tiene como vocación el cuidado del ambiente, buscando siempre soluciones creativas e innovadoras, comprometidas con una ambiente sano. Es un Biólogo Marino con 24 años de experiencia en el control de erosión en costas y riberas. Preocupado por motivar a la acción para preservar el ambiente informa en esta página sobre los estudios y preocupaciones de los asociados a IECAIberoamerica

Lo último de Ricardo Schmalbach R

Los enlaces externos se proporcionan para fines de referencia. IECA no se hace responsable por el contenido de sitios externos en Internet.
© Diseñado por www.am689.com | iecaiberoamerica.org. Todos los derechos reservados.