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28 CONTROL DE LA EROSIÓN EÓLICA 2022 Introducción Eolo es el dios griego del viento de cuyo nombre deriva el término "eólico". El viento ha tenido desde tiempos remotos efectos catastróficos sobre el entorno biológico y cultural del hombre (ej: huracanes, tifones tropicales, ventiscas de las regiones más frías y tormentas de arena en zonas áridas). Las regiones más vulnerables de la Tierra y las más gravemente deterioradas por el viento son las zonas áridas. El conocimiento y seguimiento de los fenómenos eólicos y sus efectos comenzó aproximadamente a partir del Prairie State Forestry Project alrededor de 1935 en los Estados Unidos, lo que despertó el interés de estudios hacia la erosión eólica. Erosión Eólica es el proceso de desalojamiento y transporte de las partículas del suelo por el viento. ¿Qué es el Viento? El viento es el aire que se pone en movimiento, por el contacto de masas de diversa densidad debido a las diferencias de presión atmosférica o de temperatura. El poder erosivo del viento aumenta en forma exponencia1 con la velocidad; con velocidades menores de 12 a 19 km h-1, a 1 m por encima del suelo, casi nunca existe (a nivel del suelo) la energía suficiente para desalojar y transportar partículas del tamaño de la arena. La erosión eólica de los suelos muy suceptib1es comienza normalmente cuando el viento alcanza una velocidad de 25 a 30 km h-1 a una altura de 30 cm por encima de la superficie del suelo (Hopkins et al., 1937). Tipos de desplazamiento Se identifican 3 tipos de desplazamiento de las partículas de suelo, ellas son: suspensión, reptación y saltación Suspensión es el desplazamiento de partículas muy finas (< 0,1 mm de Ø), responden a la Ley de Stokes. Ejemplo de este tipo de desplazamiento son las tormentas de polvo que desplazan grandes cantidades de suelo a considerables distancias. Reptación es el movimiento de las partículas entre 0,5 y 1 ó 2 mm de Ø, ruedan por la superficie a impulsos de la fuerza del viento y de las otras partículas. Saltación este movimiento consiste en una serie de pequeños saltos sobre la superficie de partículas cuyo tamaño permite ser levantadas pero son demasiado grandes pata permanecer en suspensión. El tamaño de partículas va desde 0,05 a 0,5 mm de Ø, siendo las de mayor frecuencia entre 0,1 y 0,15 mm de Ø. 29 Figura 8: Tipo de transporte en función del tamaño de la partícula de suelo Figura 9: Tipos de Transporte Estimación de la pérdida de suelo por el viento: La cantidad de suelo erosionado dependerá de 2 factores: velocidad del viento y rugosidad de la superficie. La rugosidad de la superficie del suelo determina la fricción entre el viento y el suelo, afectando el gradiente eólico (variación de velocidad del viento desde la superficie del suelo). La cantidad de suelo desplazado está expresada por la siguiente fórmula empírica, propuesta por SCHWAB et al. (1966), es: Donde: S: cantidad de suelo removido. V: velocidad del viento. Vo: velocidad mínima del viento, con capacidad de desplazar partículas del tamaño considerado. d: diámetro de las partículas del suelo. Otros investigadores han desarrollado ecuaciones para el cálculo de la pérdida de suelo; así los objetivos de la ecuación desarrollada por W.S.Chepil son: 1º) determinación del volumen potencial de erosión eólica bajo condiciones locales existentes. 2°) guía para determinar las técnicas necesarias para controlar la erosión eólica. (Chepil y Woodruff,1963). Donde: E: suelo perdido (erosión eólica potencial). tn.ha-1año-1 L: índice de erodabilidad del suelo. C: factor climático local. K: factor de rugosidad de la superficie del suelo. L: longitud del campo en la dirección prevaleciente de los vientos. E = f (I, C, K, L, K, V) S = (V – V0) 3 d 0,5 30 V: cobertura vegetal media (kg.ha-1). Las relaciones matemáticas entre estos factores son complejas por las interacciones que existen entre ellos, de allí que no puedan simplemente multiplicarse entre sí para dar la respuesta. Se han implementado soluciones gráficas y tabulares. La aplicación de ecuaciones predictivas permiten plantear estrategias de manejo adecuadas a cada zona. Técnicas de prevención y control de la erosión eólica Para prevenir la erosión eólica, es eficaz realizar lo siguiente: • Localizar aguadas del ganado en suelos resistentes a la erosión. • Proteger los campos agrícolas y las zonas más explotadas con cortinas cortavientos. Mantener un buen equilibrio entre plantas herbáceas y leñosas. • Distribuir arbustos y árboles en las tierras de pastoreo para reducir la velocidad del viento. La forma más eficaz de control es la introducción de Sistemas de Ordenación de Tierra con las siguientes condiciones: • No eliminar la cubierta vegetal en grandes extensiones; • Reducir la longitud de los espacios libres y de esa manera disminuir la velocidad del viento. • Aumentar la cohesión del suelo para impedir el levantamiento de las partículas por el viento. • Reducir la velocidad del viento cerca del suelo y desviar su dirección. • Controlar la fuente del material de que están constituidas las dunas. Las técnicas de control de la erosión eólica están dirigidas a actuar sobre los factores principales que determinan la cantidad de suelo perdido, a través de: • mantener la humedad del suelo • reducir la velocidad del viento. • incrementar la rugosidad del suelo. Comenzado el proceso de erosión eólica es difícil detenerlo, por lo que se debe prevenir los efectos que éste ocasiona. Cuando existe saltación cada partícula que se desplaza toma suficiente energía del viento para que varias partículas comiencen a moverse y así el efecto se acelera. Esta aceleración tiene lugar tanto en el tiempo como en el espacio. La pérdida de las partículas más finas empobrece aún más la condición física y la fertilidad de los suelos. Cortinas rompevientos o cortavientos (windbreaks) • Una técnica preventiva es el uso de cortinas rompevientos o cortavientos; los beneficios de su implantación son: • Reducción de la velocidad de los vientos (velocidades de 3 m.s-1) reportan los mayores beneficios). 31 • Reducción de las pérdidas de agua al decrecer el intercambio turbulento. • Se reduce la evapotranspiración. • Evita la caída de flores, frutos, roturas de vainas, desecación del suelo. • Evita el transporte de arena y su acción abrasiva sobre brotes y cortezas. • Disminuye los efectos que puede producir las heladas negras. • Atenúa los efectos de las granizadas, que por lo común esta acompañada de fuertes vientos y lluvias torrenciales. • Atenúa las heladas tardías, permitiendo conservar el ambiente más cálido dentro de los lotes protegidos. • Evita que los rayos del sol actúen por la mañana temprano sobre los vegetales cubiertos de rocío nocturno, evitando cambios bruscos de temperatura en el interior del vegetal. • Reduce las diferencias de temperatura del suelo y la atmósfera con lo cual disminuye la evapotranspiración durante las horas cálidas del verano. • Reduce el enfriamiento del ganado pastando al aire libre. • Proporciona hábitat a la fauna silvestre. • La rentabilidad del terreno se ve incrementada por la implantación de las cortinas rompevientos, considerándose una mejora al establecimiento. Tabla 2: Condiciones de las especies seleccionadas para integrar la cortina rompevientos CONDICIÓN CARACTERÍSTICA Permeabilidad Debe ser de aproximadamente el 50 %, es decir, que debe ser homogénea pero no compacta. Rusticidad Con capacidad para soportar las inclemencias climáticas, tanto sequías como bajas temperaturas sin experimentar mayores daños. Buen sistema radicular Las especies más aptas tienen un profundo sistema radicular,evitando la caída de árboles. Flexibilidad Las ramas de las especies deben ser flexibles y densas. Resistencia A plagas y enfermedades, y a las condiciones climáticas. Crecimiento Medio-rápido, para protección anticipada del cultivo. Especies espinosas Condición ventajosa cuando en la zona existen animales que pueden destruir cultivos. Los efectos benéficos de la cortina forestal son reducción de pérdidas de: • Agua. • Primeros horizontes del suelo. • Fertilidad edáfica. • Temperatura. • Erosión eólica. • Pérdida de rendimiento de cosechas. 32 Figura 10: Curvas de Rendimento, (INRA). Superficie Protegida La extensión de terreno protegido por cortinas rompevientos depende de la altura (h) y porosidad () de las especies que la constituyen. La determinación de la longitud del área protegida (para diferentes) respecto de los vientos predominantes genera información para establecer la distancia de plantación entre cortinas rompevientos. La porosidad () de una cortina nos describe la estructura interna de la misma y se la puede definir como: "la relación existente entre el área perforada (los claros de la barrera que permiten el paso del viento y el área total" (Golberg et al, 2003). Considerando este parámetro lo podemos dividir en Cortinas Impermeables (= 0 a15%), Semipermeables (= 15-45%) y Permeables ( = 45-55%). Según Hagen & Skidmore (1971), es la principal característica relacionada con la reducción de la velocidad del viento a sotavento de una cortina rompevientos. La longitud que protege una cortina es de 10 a 15 veces la altura de las especies utilizadas. Si se utilizan cortinas impermeables la protección es de 4 - 5 veces la altura de la cortina. La altura mínima que debe poseer una cortina es de dos veces la altura del cultivo a proteger (Cartwright et al. 1984). La altura efectiva de protección de una cortina es altura de la cortina (hf) - altura del cultivo (hc). Ejemplo: hf = 7 m, hc = 2 m, la altura efectiva de protección de la cortina es de 5 m. La longitud máxima de la cortina, debe ser menor que 24 veces su altura y la longitud mínima debe ser 11 veces la altura del cultivo a proteger (Kiwi-Baztan, SA., 1989). El ancho menor o igual a la altura (h) de una cortina natural produce mayor Long máx= hc * 24 Long min= hc * 11 Rendimiento en % en relación al rendimiento en campo abierto 33 reducción del viento y un área de protección más grande respecto de las muy anchas con relación a su altura (Golberg, 2003). Las cortinas no deben poseer espacios de tamaño importante que permitan concentrar el viento, ya que aumentaría su velocidad. Figura 11: Cortina Impermeable. Fuente: Guyot, G. l989. Figura 12: Cortina Permeable. Fuente: Guyot, G.l989. Tipos de cortinas rompevientos La composición de la cortina puede ser: monofítica (una especie) o plurifítica (varias especies). Según el número de hileras que componen la cortina se clasifican: Una hilera: es el tipo más sencillo pero menos eficiente; alta permeabilidad. Especies: álamos, cipreses, eucaliptos, casuarinas, etc. Dos hileras: la primera frente a la dirección de los vientos dominantes, se plantan cada 2 a 3 m entre planta y la segunda hilera unos 4 m más atrás, separada entre planta 3 a 4 m. Ej.: primera hilera: cipreses y segunda hilera eucaliptos. Tres hileras: 1) Dos primeras hileras constituidas por árboles frondosos y heliófilos (ej. eucaliptos, casuarinas), a una distancia entre hileras de 5 a 6 m y entre plantas de 2 a 3 m. A 2 - 3 años de esta plantación se planta la tercera hilera que puede estar entre las dos anteriores, o a barlovento de la cortina. 2) Una hilera de eucaliptos, otra hilera de una especie más pequeña y la tercera hilera otra especie de porte intermedio, entre las dos anteriores; se obtiene una cortina menos permeable, con especies de menor a mayor porte. Cuatro hileras: dos hileras de árboles de mucha altura y heliófilos, y entre ambos otra hilera de especies de grandes ramas basales. La cuarta hilera se implanta con 34 ejemplares de similares características a las especies de la tercera hilera, y se las coloca a barlovento. Más de cuatro hileras: a mayor número de hileras el efecto de las cortinas será más efectivo, lográndose una cerrada pared vegetal capaz de impedir el acceso de los vientos más veloces. Las cortinas deben ser plantadas dos años antes del cultivo que va a proteger Figura 13: Composición de una cortina rompevientos (Fuente: D. Merino, Cortavientos en la Agricultura) Diseño de Cortinas El diseño de la cortina estará en relación a la dirección de los vientos predominantes. Si los vientos son constantes en dirección y velocidad se puede adoptar un diseño tipo “L”. Los de tipo “T” protegen áreas expuestas a vientos más fuertes; los de tipo “U” tienen el lado abierto hacia la dirección de fuga del aire (sotavento). El diseño tipo H es el óptimo, porque compartimentaliza el terreno. (Figura 14) Figura 14: Diseños de cortinas en L, H, U y T respectivamente Superficie ocupada por cortinas rompevientos o forestales La superficie ocupada por cortinas forestales (SOCF) se calcula mediante las siguientes fórmulas: 35 El valor 800 pl ha-1 se usa debido a que es la cantidad de plantas equivalentes a 1 hectárea de acuerdo a lo dispuesto en las normas legales del Régimen de Promociones de Plantaciones Forestales vigente. Por ejemplo si tenemos una cortina de 3 hileras, con una longitud de 700 m, una distancia entre hileras de 2 m y de 1 m entre plantas dentro de la hilera; la superficie neta de plantación en cortina será: Distancia entre Cortinas: Mediante túneles de viento se determinó la ecuación de distancia de protección: Donde: d: distancia de protección (en metros) Vm: velocidad a 15 m de altura v: velocidad real Técnicas de Control de Erosión Eólica: 1) Prácticas de labranza: deben aumentar la rugosidad del suelo, dejando terrones o haciendo camellones y surcos perpendiculares a la dirección dominante del viento. Para intensificar la acción de los camellones y surcos deben disponerse terrones resistentes, estos limitan la erosión del viento hasta que son desmenuzados como consecuencia de las actividades de roturación, la acción del tiempo o la erosión misma. La eficacia de las prácticas de labranza en el control de la erosión eólica aumenta con la introducción de cultivos con abundantes raíces, que incrementan el contenido de materia orgánica del suelo. 2) Residuos superficiales: se dejan después de la cosecha, para proteger el suelo y reducir la erosión. Debe evitarse la quema de residuos o barbechos, que constituyen una capa protectora del suelo. 3) Rotación de cultivos: mejoran la fertilidad del suelo, evitan la exposición del suelo a la sequedad y a la erosión eólica. Una rotación adaptada a la zona debe considerar: cubrir el suelo durante el mayor tiempo posible, aumentar los residuos que mantienen unidas las partículas del suelo y un período de barbecho. 4) Cultivo intercalado: frecuente en las regiones áridas. Consiste en disponer las especies de cultivo según su porte: dominante, bajo y superficial. 5) Cultivo en varias alturas: aprovechan al máximo la energía solar, abundante en las regiones áridas, utilizando los rayos luminosos oblicuos (en oposición a los verticales) para la fotosíntesis. Las especies ubicadas en cotas superiores protegen del excesivo calor y mejoran el microclima que aprovechan los cultivos a nivel de suelo. En consecuencia, el suelo no necesita tanta humedad, de por sí escasa, y la producción agrícola por unidad de superficie aumenta y se 36 diversifica. Se han introducido numerosas modificaciones delsistema, con árboles frutales o especies forestales en la parte superior y en la inferior cultivos. 6) Pastoreo controlado: controlando el número y tipo de animales, y los períodos de aprovechamiento de los pastizales se protege la cobertura vegetal. 7) Cultivo en franjas: El cultivo en franjas reduce el ancho de superficie del suelo expuesto a la erosión eólica. Alternando las franjas de cultivo y de barbecho o las de cultivos y pastos, se consigue reducir la erosión eólica. Bibliografía - BEN SALEM, BRAHIM. Prevención y Control de la Erosión Eólica en las Regiones Áridas. FAO. - CLIMATOLOGÍA Y METEOROLOGÍA AGRÍCOLA. Ediciones Paraninfo. 202 - 207 pp. Golberg, Alberto Daniel et al. 2003. Viento, Suelo y Plantas. Ediciones INT A. Cap. 5. 75-125 pp. - FECIC, 1996. El deterioro del ambiente en la Argentina (Suelo-Agua-Vegetación- Fauna). Centro para la Promoción de la Conservación del Suelo y el Agua. 3° Edición. - FUNDACIÓN CARGILL, 1988. Erosión: Sistemas de producción, manejo y conservación del suelo y del agua. Bs. As. - GÓMEZ, MIRTA ISABEl. 1985. Importancia y Necesidad de la Implantación de Protecciones Forestales. Revista Habitat. Año 1. N°1. Noviembre de 1985. Dirección de Bosques, Caza y Pesca del Gobierno de la Provincia de Jujuy. - HUDSON, NORMAN. 1982. Conservación del Suelo. Capítulo 14.265 - 280 pp. - INTA, MARCOS JUAREZ. 1985. 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