EFECTOS DE LA ACTIVIDAD FORESTAL SOBRE LOS RECURSOS SUELOS Y...

1Efectos de la actividad forestal sobre los recursos suelos y aguas

Editor del Proyecto: Ing. Luis Silveira, Ph.D

Equipo técnico:

PROYECTO FPTA-210 EFECTO DE LA ACTIVIDAD FORESTALSOBRE LOS RECURSOS SUELOS Y AGUAS, EN

MICROCUENCAS SIMILARES SOMETIDAS A DISTINTO MANEJO

Facultad de Ingeniería Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental(IMFIA): Ing. Luis Silveira, Ph.D.; Ing. Christian Chreties, M.Sc.; Ing. Jimena Alonso;Ing. Carlos Amorín; Ing. Pedro De Izaguirre; Ing. Magdalena Crisci; Ing. SantiagoSymonds.

Facultad de Agronomía Departamento de Suelos y Agua (DSyA): Ing. Agr. LeticiaMartínez; Ing. Agr. Mario García, Ph.D.; Ing. Agr. Fernando García, Ph.D.; Ing. Agr.Silvana Delgado; Ing. Agr. Carlos Clérici; Ing. Agr. Lisette Bentancor; Ing. Agr.Mariana Hill; Ing. Agr. Florencia Alliaume.

Facultad de Ciencias Centro de Investigaciones Nucleares (CIN) Dr. PabloCabral; Q. F. Paola Audicio.

Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias Forestales y RecursosNaturales: Dr. Ing. Andrés Iroumé; Dr. Ing. Anton Huber.

Consultor: Lic. Alejandro Schipilov (ex docente de Facultad de Agronomía).

EFECTOS DE LA ACTIVIDAD FORESTAL SOBRELOS RECURSOS SUELOS Y AGUAS

Sitio Argentino de Producción Animal

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2 Efectos de la actividad forestal sobre los recursos suelos y aguas

Título: Efectos de la actividad forestal sobre los recursos suelos y aguas

Director de Proyecto: Ing. Luis Silveira, Ph.D.

Equipo técnico: Ing. Luis Silveira, Ph.D.; Ing. Christian Chreties,M.Sc.; Ing. Jimena Alonso;Ing. Carlos Amorín; Ing. Pedro De Izaguirre; Ing. Magdalena Crisci; Ing. SantiagoSymonds; Ing. Agr. Leticia Martínez; Ing. Agr. Mario García; Ph.D. Ing. Agr.Fernando García Ph.D.; Ing. Agr. Silvana Delgado; Ing. Agr. Carlos Clérici;Ing. Agr. Lisette Bentancor; Ing. Agr. Mariana Hill; Ing. Agr. Florencia Alliaume;Dr. Pablo Cabral; Q. F. Paola Audicio; Dr. Ing. Andrés Iroumé; Dr. Ing. AntonHuber; Lic. Alejandro Schipilov

Serie: FPTA N° 32

© 2011, INIA

ISBN: 978-9974-38-331-9

Editado por la Unidad de Comunicación y Transferencia de Tecnología del INIA

Andes 1365, Piso 12. Montevideo - Uruguayhttp://www.inia.org.uy

Quedan reservados todos los derechos de la presente edición. Esta publicación no se podráreproducir total o parcialmente sin expreso consentimiento del INIA.


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INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA

INTEGRACIÓN DE LA JUNTA DIRECTIVA

Dr. Pablo Zerbino

Dr. Alvaro Bentancur

Ing. Agr., MSc. Rodolfo M. Irigoyen

Ing. Agr. Mario Costa

Ing. Agr., MSc. Enzo Benech - Presidente

Ing. Agr., Dr. Mario García - Vicepresidente


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FONDO DE PROMOCIÓN DE TECNOLOGÍA AGROPECUARIA

El Fondo de Promoción de Tecnología Agropecuaria (FPTA) fue instituido por elartículo 18º de la ley 16.065 (ley de creación del INIA), con el destino de financiarproyectos especiales de investigación tecnológica relativos al sector agropecuario delUruguay, no previstos en los planes del Instituto.

El FPTA se integra con la afectación preceptiva del 10% de los recursos del INIAprovenientes del financiamiento básico (adicional del 4o/oo del Impuesto a la Enaje-nación de Bienes Agropecuarios y contrapartida del Estado), con aportes voluntariosque efectúen los productores u otras instituciones, y con los fondos provenientes definanciamiento externo con tal fin.

EL FPTA es un instrumento para financiar la ejecución de proyectos de investiga-ción en forma conjunta entre INIA y otras organizaciones nacionales o internacionales,y una herramienta para coordinar las políticas tecnológicas nacionales para el agro.

Los proyectos a ser financiados por el FPTA pueden surgir de propuestaspresentadas por:

a) los productores agropecuarios, beneficiarios finales de la investigación, o por susinstituciones.

b) por instituciones nacionales o internacionales ejecutoras de la investigación, deacuerdo a temas definidos por sí o en acuerdo con INIA.

c) por consultoras privadas, organizaciones no gubernamentales o cualquier otroorganismo con capacidad para ejecutar la investigación propuesta.

En todos los casos, la Junta Directiva del INIA decide la aplicación de recursos delFPTA para financiar proyectos, de acuerdo a su potencial contribución al desarrollo delsector agropecuario nacional y del acervo científico y tecnológico relativo a lainvestigación agropecuaria.

El INIA a través de su Junta Directiva y de sus técnicos especializados en lasdiferentes áreas de investigación, asesora y facilita la presentación de proyectos a lospotenciales interesados. Las políticas y procedimientos para la presentación deproyectos son fijados periódicamente y hechos públicos a través de una amplia gamade medios de comunicación.

El FPTA es un instrumento para profundizar las vinculaciones tecnológicas coninstituciones públicas y privadas, a los efectos de llevar a cabo proyectos conjuntos.De esta manera, se busca potenciar el uso de capacidades técnicas y de infraestruc-tura instalada, lo que resulta en un mejor aprovechamiento de los recursos nacionalespara resolver problemas tecnológicos del sector agropecuario.

El Fondo de Promoción de Tecnología Agropecuaria contribuye de esta manera ala consolidación de un sistema integrado de investigación agropecuaria para elUruguay.

A través del Fondo de Promoción de Tecnología Agropecuaria (FPTA), INIA hafinanciado numerosos proyectos de investigación agropecuaria a distintas institucio-nes nacionales e internacionales. Muchos de estos proyectos han producido resulta-dos que se integran a las recomendaciones tecnológicas que realiza la institución porsus medios habituales.

En esta serie de publicaciones, se han seleccionado los proyectos cuyos resulta-dos se considera contribuyen al desarrollo del sector agropecuario nacional. Surelevancia, el potencial impacto de sus conclusiones y recomendaciones, y su aporteal conocimiento científico y tecnológico nacional e internacional, hacen necesaria laamplia difusión de estos resultados, objetivo al cual se pretende contribuir con estapublicación.


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Página

CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 11

2 ANTECEDENTES ................................................................................................ 11

3 OBJETIVOS ......................................................................................................... 12

4 ÁREA DE ESTUDIO ............................................................................................ 13

4.1 Microcuencas Don Tomás y La Cantera ................................................... 14

4.2 Microcuencas Santo Tomas........................................................................ 145 METODOLOGÍA ................................................................................................... 156 RESULTADOS ..................................................................................................... 17

6.1 Balance Hídrico ............................................................................................ 176.2 Intercepción ................................................................................................... 196.3 Recarga de acuíferos ................................................................................... 226.4 Calidad de aguas .......................................................................................... 256.5 Erosión de suelos ......................................................................................... 306.6 Consumo de agua en las diferentes coberturas ....................................... 32

7 CONCLUSIONES ................................................................................................ 337.1 Balance hídrico ............................................................................................. 337.2 Intercepción ................................................................................................... 337.3 Recuperación de acuíferos .......................................................................... 347.4 Calidad de aguas .......................................................................................... 347.5 Erosión de suelos ......................................................................................... 34

8 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 35


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AGRADECIMIENTOS

La línea de investigación vinculada a los efectos de las plantaciones forestalessobre los recursos naturales aguas y suelos, comenzó por iniciativa de la DirecciónGeneral Forestal, del Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca. Posteriormente,se mantuvo con el apoyo de la Comisión Sectorial de Investigación Científica (CSIC)de la Universidad de la República. Actualmente, los estudios que se presentan en estapublicación, han sido financiados por el Programa de Desarrollo Tecnológico (PDT) yel Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA). Los autores agradecen a lasautoridades y funcionarios de las instituciones mencionadas por su apoyo y colabo-ración durante estos diez años.

Nuestro agradecimiento también a los productores y empresas forestales que a lolargo de este tiempo han colaborado con la investigación cediendo sus predios para lainstalación del instrumental e infraestructura necesarios y adaptando sus planes decosecha y plantación de acuerdo a las necesidades de éste programa.

Finalmente agradecemos la participación y constante colaboración en esta línea deinvestigación de los colegas de la Universidad Austral de Chile.


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Proyecto FPTA 210Período de Ejecución: Mar. 2007-Jun. 2010

Efectos de laactividad forestal

sobre los recursossuelos y aguas

Luis Silveira1; Christian Chreties1;Jimena Alonso1; Carlos Amorín1;Pedro De Izaguirre1; MagdalenaCrisci1; Santiago Symonds1;Leticia Martínez2; Mario García2;Fernando García 2; S i lvanaDelgado2; Carlos Clérici2; LisetteBentancor2; Mar iana Hi l l 2;F lorencia Al l iaume 2; PabloCabral3; Paola Audicio3; AndrésI roumé 4; Anton Huber 4;Alejandro Schipilov5

1 INTRODUCCIÓN

Durante los últimos veinte años, elUruguay experimentó un significativo in-cremento de la superficie territorial afec-tada a la forestación industrial, en elmarco de la política forestal amparadapor la Ley Nº 15.939. En este período, lasuperficie de bosques plantados con es-pecies de rápido desarrollo, principal-mente eucaliptos y pino, pasó de 45.000hectáreas en 1990 a aproximadamente1.000.000 de hectáreas en diciembre de2009. Por otra parte, puesto que lossuelos definidos como de prioridad fores-tal abarcan una extensión de 3,6 millo-nes de hectáreas, y que la industriaforestal se encuentra en pleno desarro-llo, con la instalación de plantas para laproducción de pasta de celulosa y ase-rraderos, se prevé que la superficie plan-tada continuará creciendo durante lospróximos años.

Los procesos de deforestación y refo-restación representan, a escala mundial,la modificación del uso de la tierra mássignificativa, tanto por la superficie afec-tada como por la incidencia sobre losprocesos hidrológicos y edafológicos(Bosch, J.M. y Hewlett, J.D., 1982;Calder, 1992, 2005; Huber e Iroumé, 2001;Lima, 1992; Andréassian y Vazken, 2004;Lima y Sakia, 2006). Los grandes em-prendimientos de empresas forestales,modificando el uso agrícola-ganadero tra-dicional del suelo en el Uruguay, han

creado preocupación en la sociedad, enlas instituciones nacionales y en laspropias empresas forestales respecto asu impacto sobre los recursos naturales,en particular cantidad y calidad de losrecursos hídricos y erodabilidad de lossuelos. Esto se debe a que, si bien lasplantaciones forestales causan algunosefectos que pueden tener consecuen-cias positivas para el medio ambiente(por ej.: reducen la pérdida de suelo;estabilizan los cauces y regulan las cre-cidas), también pueden producir efectosnocivos para el medio ambiente (por ej.:el incremento de la biomasa aérea redu-ce la cantidad de agua que alcanza elsuelo; su sistema radicular más profundoles permite acceder a una mayor canti-dad de agua del suelo; la gestión inade-cuada de las faenas forestales puededeteriorar el suelo; el uso de plaguicidasy/o herbicidas en la fase de estableci-miento de una plantación forestal y/oreforestación puede contaminar tanto loscursos superficiales como los acuíferosa través de zonas de recarga explotadasforestalmente).

2 ANTECEDENTES

Con el propósito de estudiar los efec-tos de las plantaciones forestales sobrelos recursos naturales aguas y suelos ytomando como patrón de comparación elcampo natural para uso ganadero, es quedesde fines del año 1998 a la fecha se

1Facultad de Ingeniería.2Facultad de Agronomía.3Facultad de Ciencias.4Universidad Austral de Chile.5Consultor.


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han ejecutado, a nivel nacional, los si-guientes proyectos de investigación:

• «Proyecto de instalación de micro-cuencas experimentales para el es-tudio del impacto ambiental y monito-reo de programas de forestación conEucalyptus en el Uruguay». Direc-ción General Forestal del Ministeriode Ganadería, Agricultura y Pesca.Ejecutado por las Facultades de Agro-nomía e Ingeniería de la Universidad dela República a través de un convenioentre la Universidad de la República(UDELAR) y la Unidad Ejecutora delPrograma de Manejo de Recursos Na-turales y Desarrollo del Riego(PRENADER), con financiamiento delBanco Internacional de Reconstruc-ción y Fomento, Préstamo BIRF 3697-UR. La ejecución tuvo lugar entre el4.12.1998 y 31.5.2001. Los resultadosmás relevantes se sintetizan en Silvei-ra et al. (2006) y Delgado et al. (2006).

• «Proyecto INIA FPTA 102 Efectos delestablecimiento de áreas forestadasen el comportamiento hidrológico deuna cuenca en Tacuarembó, Uruguay.».Ejecutado por la empresa ColonvadeS.A. y Weyerhaeuser Company Foun-dation (Chescheir et al., 2008).

• «Impacto de las plantaciones foresta-les sobre los recursos hídricos.¿Cómo extender la información demicrocuencas experimentales a gran-des cuencas?». Este proyecto, fi-nanciado por la Comisión Sectorialde Investigación Científica (CSIC) dela Universidad de la República, en elmarco del programa de Investigacióny Desarrollo, se ejecutó entre el1.10.2002 y el 30.09.2004 por lasFacultades de Agronomía e Ingenie-ría de la Universidad de la República,contando con el apoyo de DGF, DNHy UTE. Sus principales resultados seencuentran documentados en un parde publicaciones presentadas en elXXI Congreso Latinoamericano deHidráulica (Silveira et al., 2004; Sil-veira y Alonso, 2004).

• Proyecto de cooperación bilateralentre la Universidad de la República(Uruguay) y la Universidad Austral(Chile): «Impacto de las Plantacio-nes Forestales sobre los RecursosHídricos». Financiación: Programa de

Desarrollo Tecnológico (PDT), Direc-ción Nacional de Ciencia y Tecnolo-gía (DINACYT). Ejecución: noviem-bre 2004-abril 2006.

• Proyecto CSIC I+D Llamado 2004:«Monitoreo y modelación hidrológicade la redistribución de la precipita-ción en plantaciones forestales». Eje-cución: marzo 2005-febrero 2007. Losprincipales datos de redistribuciónde lluvias están documentados en DeIzaguirre y Alonso (2006), Silveira yAlonso (2008).

• Proyecto PDT 3203: «Indicadores hi-droambientales de manejo forestalsustentable de las plantaciones deEucalyptus en el Uruguay». Finan-ciación: Programa de Desarrollo Tec-nológico (PDT), Dirección Nacionalde Ciencia y Tecnología (DINACYT).Ejecución:septiembre 2005-agosto2007. Los principales resultados delproyecto PDT 3203 están documen-tados en tres publicaciones presen-tadas en el XXIII Congreso Latino-americano de Hidráulica (Amorín ySilveira, 2008; Silveira et al., 2008;Alonso y Silveira, 2008).

3 OBJETIVOS

El objetivo del presente estudio con-sistió en evaluar los efectos de la activi-dad forestal sobre la cantidad y calidaddel recurso agua y la pérdida de suelo, enmicrocuencas similares sometidas a dis-tinto manejo, medido como impacto rela-tivo al campo natural para uso ganadero,que representa el uso tradicional del sue-lo en Uruguay.

En dicho marco, se plantearon lossiguientes objetivos específicos:

• Mantener y ampliar el programa demonitoreo ambiental iniciado en elmarco del proyecto PDT 32/03, en elámbito de las plantaciones de euca-liptos. Dicho programa comprendiódos microcuencas existentes: 1) mi-crocuenca testigo bajo pastura parauso ganadero; 2) microcuenca fores-tal sin intervención durante todo elperíodo de ejecución del proyecto; eincorporó dos nuevas microcuencas:3) microcuenca cosechada en condi-ciones de suelo a capacidad de cam-


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po o superior y seguidamente refo-restada; 4) microcuenca cosechadaen condiciones de suelos con déficithídrico y seguidamente reforestada.

• Evaluar los efectos de plantacionesforestales sin intervención y los efec-tos que tiene la cosecha realizada endiferentes épocas del año (invierno yverano), y la posterior reforestación,sobre la pérdida de suelo y calidad ycantidad del recurso agua, medidoscomo impacto relativo a la situaciónnatural bajo pastura para uso gana-dero.

• Establecer indicadores hidrológicos yedáficos del manejo sustentable deplantaciones forestales.

• Sintetizar la información nacional pro-ducida por los proyectos ejecutadospor el grupo postulante, desde 1998 ala fecha de finalización del presenteproyecto.

4 ÁREA DE ESTUDIO

Las zonas de estudio del proyectocorresponden a:

• Dos microcuencas ya existentes lo-calizadas en los establecimientosDon Tomas (forestal) y La Cantera(pasturas naturales), sobre las cua-les no fueron efectuadas intervencio-nes durante el período de ejecucióndel proyecto. La denominación dedichas microcuencas corresponde-rá, de aquí en más, al nombre delestablecimiento en el que se locali-zan.

• Dos nuevas microcuencas forestaleslocalizadas en el establecimientoSanto Tomás. La denominación delas mismas, corresponderá de aquíen más, al nombre del establecimien-to seguido de los números 1 y 2respectivamente.

Los establecimientos Don Tomás y LaCantera se ubican en el departamento dePaysandú, siendo su acceso por el km48.5 de Ruta 90 que une las ciudades dePaysandú y Guichón (a la altura de Pie-dras Coloradas), mientras que el esta-blecimiento Santo Tomás se localizasobre la Ruta 25, en las proximidades deAlgorta, departamento de Río Negro (Fi-gura 1).

Figura 1. Localización de los establecimientos de las subcuencas de estudio


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4.1 MICROCUENCAS DONTOMÁS Y LA CANTERA

La microcuenca Don Tomás está si-tuada sobre la Cañada Baigorria mien-tras que la microcuenca La Cantera estásituada sobre la cañada de la Quinta.Ambos cauces son afluentes del ArroyoCapilla Vieja en su margen izquierda(Figura 2).

Las principales características físi-cas de las microcuencas se presentanen el Cuadro 1.

La vegetación de la microcuenca LaCantera es de parque de algarrobos(Prosopis sp.) con gramíneas de cicloinvernal, mientras que en Don Tomas

existe una plantación de Eucalyptus deltipo globulus sp. maidenni implantadaen el otoño-primavera del año 1998, conuna densidad de 895 árboles/ha.

Las características geomorfológicasy edáficas en ambas cuencas son muysemejantes, lo cual aporta validez a lametodología de estudio seleccionada, enla cual éstas serán utilizadas como ele-mentos de comparación frente diferentesusos del suelo.

Los materiales generadores son sedi-mentos cretácicos con relieve escarpadoy valles disectados, formando lomadasfuertes y suaves. Se visualizan variosniveles de escarpas, un nivel superiorcon alto contenido de material calcáreoque actúa como generador de los suelosde la superficie aplanada del interfluvioen la cabecera de ambas cuencas. Lossuelos dominantes son vérticos, de pro-fundidad variable, desarrollados sobre laescarpa calcárea. Por debajo de estaprimera escarpa se encuentran suelosarenosos pardos de profundidad variablecon gran diferenciación textural entre loshorizontes superficiales y los subsuper-ficiales, que se clasifican como Brunoso-les Subeutricos (dístricos) lúvicos, Enlas lomadas más suaves asociadas a lasvías de drenaje se encuentran tambiénsuelos arenosos pero de color oscuro,más profundos y de menor diferenciacióntextural.

4.2 MICROCUENCAS SANTOTOMAS

En el Cuadro 2 se presentan las prin-cipales características hidrológicas de

Figura 2. Localización de las subcuencas Don Tomás y LaCantera.

Cuadro 1. Características físicas de las microcuencas DonTomás y La Cantera.

Característica Don Tomás La Cantera

Área (km2) 2.12 1.20

Perímetro (km) 5.81 4.58

Long. Cauce (m) 1783 2168

Pend cauce principal (%) 0.90 1.58

Pend media cuenca (%) 4.68 5.92

Tc (min) 39.0 36.5


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las microcuencas ubicadas en el esta-blecimiento Santo Tomás.

En las microcuencas del estableci-miento Santo Tomás existieron planta-ciones forestales cuya especie predomi-nante era Eucalyptus del tipo globulus.Las mismas fueron cosechadas en dife-rentes condiciones de humedad de sussuelos, de acuerdo a los objetivos delestudio. Santo Tomás 1 fue cosechadaen el verano 2009-2010, mientras que lacosecha de Santo Tomás 2 se realizó enla primavera del 2010.

El material geológico corresponde aareniscas con cemento arcilloso, frecuen-temente de tonos rosados, a veces roji-zos o blancos grisáceos. El relieve engeneral es suavemente ondulado con pre-dominio de 1 a 3% de pendientes. Es unacombinación de laderas extendidas de 1-2% de pendiente, predominando sobreladeras de disección de mayor convexi-dad y pendiente (3 a 5%), que correspon-den a las litologías más gruesas delsedimento. Los suelos predominantescorresponden a Planosoles DístricosOcricos, a veces Melánicos y ArgisolesDístricos Ocricos Abrúpticos, a vecesTípicos. El color de los horizontes supe-riores es pardo grisáceo oscuro, la textu-ra es arenoso franca y son de fertilidadbaja e imperfectamente drenados. En lasladeras de mayor convexidad y pendien-te, los Planosoles Dístricos Ocricos pre-sentan mayor espesor de horizonte A, decolor pardo grisáceo, textura arenosa yfertilidad muy baja. Como asociados, enladeras medias y bajas de pendientemáxima de 1%, existen Brunosoles

Subéutricos, a veces Dístricos Típicos yLuvicos. Son de color pardo muy oscuro,textura franco arenosa, fertilidad media ydrenaje moderadamente bueno a imper-fecto.

5 METODOLOGÍA

La metodología consistió en:

• Comparar el comportamiento del ciclohidrológico en una microcuenca fo-restal adulta (Don Tomas) y en unamicrocuenca de pasturas (La Cante-ra). Para cuantificar dicho comporta-miento se analizaron, para ambasmicrocuencas, los siguientes indica-dores: balance hídrico, intercepciónde la precipitación incidente, recargade acuíferos y calidad de aguas.

• Comparar la pérdida de suelos en dossubcuencas forestales cosechadasen diferentes condiciones de hume-dad de suelos (Santo Tomás 1 ySanto Tomás 2).

Para ello fue necesario monitorear lassiguientes variables: precipitación (plu-viógrafo), escorrentía (vertedero y limní-grafo), contenido de humedad del suelo(tubos para acceso de sonda de neutro-nes), nivel freático (piezómetros y limní-grafos) y calidad de aguas (tanto de lluviacomo en cauce en donde se localizan losvertederos).

En las Figuras 3 y 5 se ubica en plantala instrumentación por microcuenca deestudio, y en las Figuras 4 y 6 se presen-tan algunas imágenes del instrumental einstalaciones existentes.

Cuadro 2. Características físicas de las microcuencas Santo Tomás.

Característica Santo Tomás 1 Santo Tomás 2

Área (km2) 0.97 1.17 Perímetro (km) 4.0 4.6 Long. Cauce (m) 1232 1477 Pend cauce principal (%) 1.0 0.9

Pend media cuenca (%) 3.8 3.5

Tc (min) 25 31


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Figura 3. Localización de los instrumentos de medida en las microcuencas Don Tomás y La Cantera.

Figura 4. Fotografías de algunos equipos e instalaciones en las microcuencas Don Tomás y La Cantera.

Estación meteorológica – Don Tomás. Vertedero desde aguas arriba – La Cantera.

Figura 5. Localización de los instrumentos de medida en lasmicrocuencas Santo Tomás.


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6 RESULTADOS

6.1 BALANCE HÍDRICO

El balance hídrico sintetiza la relaciónentre los principales componentes delciclo hidrológico en una cuenca. Cual-quiera sea la magnitud y dirección delcambio en las componentes del balancehídrico, la ley de conservación de la masanos recuerda que su suma algebraicasiempre debe ser igual a cero, en todoperíodo de tiempo.

Para la realización del balance hídricoen las microcuencas Don Tomás (fores-tal) y La Cantera (pasturas naturales), seutilizó información mensual de: precipita-ción, humedad del suelo y escorrentía re-gistrada entre octubre-06 a setiembre-09.

El balance hídrico, estacional o anual,se ajusta a la siguiente ecuación:

ETRPercHQP ++Δ+=siendo:

P = precipitación incidente sobrela microcuenca.

Q = escurrimiento medido en el pun-to de cierre de la microcuenca.

ΔH = variación del contenido de aguaen el suelo.

Perc = percolación.ETR = evapotranspiración real en la

microcuenca.Las tres primeras variables en la ecua-

ción (P, Q y ΔH) corresponden a datosmonitoreados en las microcuencas DonTomás y La Cantera. El término percola-ción es al menos un orden menor que losdemás, con lo que puede despreciarseen la ecuación de balance hídrico. Noobstante, hay que tener presente queindirectamente se lo incluye en el térmi-no de evapotranspiración real, puestoque el balance se ajusta calculando estetérmino, que se lo compara con la evapo-transpiración potencial media mensual.

En las Figuras 7, 8 y 9 se comparanlas distintas componentes del balancehídrico estacional (Oct-Mar y Abr-Set),mientras que la Figura 10 muestra losbalances anuales (Oct-Set), en ambasmicrocuencas.

Teniendo en cuenta que, el escurri-miento superficial es una medida integralde la relación precipitación – caudal enuna cuenca, se puede definir un indica-dor adimensional que permita analizar ladisminución de caudales en la micro-cuenca Don Tomás (forestal), tomandocomo patrón de comparación la micro-cuenca La Cantera (pasturas) y la lluviacaída en el período considerado (esta-ción o año hidrológico):

Limnígrafo Santo Tomás 1 localizado en un tajamarexistente al cierre de la cuenca.

Toma muestras de calidad de agua localizado en elcauce Santo Tomás 1.

Figura 6. Fotografías de algunos los equipos instalados en las microcuencas Santo Tomás.


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Figura 7. Balance hídrico estacional Oct 06 – Mar 07 y Abr 07 – Set 07.



acum

p

PQQ −

siendo:Qp = escurrimiento pasturas, se-

mestral o anual, expresado enmm

Qf = escurrimiento forestal, semes-tral o anual, expresado en mm

Pacum = precipitación acumulada en elsemestre o en el año, expresa-da en mm

Este coeficiente adimensional, cuyosvalores se presentan en el Cuadro 3,permite interpretar los balances hídricospresentados en las Figuras 7 a 10.


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6.2 INTERCEPCIÓN

Los ecosistemas forestales (bosquesnativos o plantaciones industriales) jue-gan un papel trascendental en la redistri-bución de la precipitación total incidente,puesto que controlan la acción y el movi-miento del agua. Una parte es retenidapor las copas y troncos de los árboles(intercepción del dosel) y luego es reinte-grada a la atmósfera por evaporación. La

fracción de la precipitación que llega alsuelo está constituida por aquella quelogra atravesar el dosel, conjuntamentecon aquella que gotea desde las copas yla que escurre por los troncos. Estareducción de la precipitación que efecti-vamente llega al suelo afecta, por lotanto, los aportes fluviales aguas abajo.Por consiguiente, la medida de la inter-cepción (por eventos, estacional y anual)es un buen indicador de la reducción de

Figura 10. Balances hídricos anuales Oct 06 – Set 07, Oct 07 – Set 08 y Oct 08 – Set 09.

Período P acum

fpP

QQ −

Oct06-Mar07 1111 0.09 Oct07-Mar08 614 0.13

Estacional Primavera -Verano

Oct08-Mar09 528 0.18 Abr07-Set07 415 0.38 Abr08-Set08 320 0.30

Estacional Otoño - Invierno

Abr09-Set09 266 0.24 Oct06-Set07 1526 0.17 Oct07-Set08 934 0.19 Anual Oct08-Set09 795 0.20

Cuadro 3. Indicador adimensional que relaciona la reducción en el escurrimiento conla precipitación acumulada en el período.


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la precipitación que efectivamente llegaal suelo, según las especies plantadas,edad, densidad de plantación y localiza-ción.

La fracción de la precipitación quellega al suelo está constituida por laprecipitación directa que atraviesa el dosel(Pd), conjuntamente con precipitación oescurrimiento fustal (Pf). La intercepción(Ic) de la precipitación total incidente (P)por el dosel, se calcula como la diferen-cia entre la precipitación total incidente yla fracción de la precipitación que efecti-vamente llega al suelo:

)( fdc PPPI +−=

La medición directa de P, Pd y Pfpermite, por lo tanto, calcular Ic para laplantación bajo estudio, en este caso seinstrumentó una parcela experimental enel establecimiento Don Tomás en Paysan-dú. Se presentan en primer lugar lasrelaciones observadas entre las varia-bles monitoreadas. Posteriormente sepresentan los resultados de la modela-ción efectuada implementando los mo-delos de Rutter et al. (1975) modificadopor Abbot et al. (1986) y Gash (1979).Ambos modelos se calibraron y validaronpara eventos diarios seleccionados en elperíodo junio-06 a diciembre-09, obte-niéndose buenos ajustes entre los datossimulados por los modelos y los datos

observados en la parcela de redistribu-ción de la microcuenca Don Tomás.

6.2.1 INFORMACIÓN MONITOREADA

Entre el 1 de julio de 2006 y el 31 dediciembre de 2009 pudieron registrarseen forma completa 216 eventos que tota-lizan 2765 mm de precipitación total inci-dente. Se observa que la precipitacióndirecta representa un 79% de la precipi-tación total incidente, mientras que laprecipitación fustal representa un 4%.Para la intercepción, a pesar de la altadispersión de los datos, se observa unarelación de tipo logarítmica que indica latendencia a una asíntota en la intercep-ción al aumentar la precipitación inciden-te. En valores promedio se tiene que laintercepción representa un 17% de laprecipitación total incidente para la par-cela experimental de Don Tomás.

Los resultados obtenidos en esta par-cela de redistribución indican tendenciassimilares a las observadas en otros sitiosde estudio instalados y monitoreados porlos autores. En el Cuadro 4 se comparanlos valores medios, máximos y mínimosobtenidos en diferentes ubicaciones,períodos de tiempos, tipo de plantacio-nes y edades. Asimismo, se presentanlos valores medios de precipitación me-dia mensual, precipitación directa (Pd) yescurrimiento fustal (Pf).

Figura 11. Relación entre la Intercepción y la precipitación total incidente paraeventos diarios en la parcela Don Tomás.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 15 30 45 60 75 90

Precipitación incidente (mm/día)

Int (%) =-0.14.Ln(P) + 0.73

R2=0.75

Inte

rcepció

n(%

de

Pre

c.In

cid

ente

)


16 de 34


Dado que el proceso de intercepciónresponde a múltiples factores entre losque se encuentra la edad, densidad ycaracterísticas estructurales de la plan-tación, así como las características lo-cales de las variables meteorológicasrelacionadas a la evaporación, es posibleinferir a partir de los resultados obteni-dos, una relación creciente de la inter-cepción con la densidad de plantación.Por otro lado únicamente la parcela ubi-cada en Don Tomas cuenta con registrosde variables meteorológicas por lo cualno es posible a nivel de las observacio-nes cuantificar el efecto de las variacio-nes debidas a la ubicación geográfica delos sitios de monitoreo. Finalmente cabeaclarar que en el primer trabajo realizadoen el marco del proyecto PRENADER

(RETEIA, 2001) se determinó la intercep-ción utilizando una metodología de medi-ción menos precisa que la desarrollada enlos proyectos CSIC, PDT3203 y FPTA 210.

6.2.2 MODELACIÓN DE LAREDISTRIBUCIÓN

Los parámetros estructurales de laplantación se obtuvieron a partir de lasrelaciones a nivel de eventos, entre lasvariables de la redistribución y aplicandola metodología descrita por Leyton (1967)y por correlación directa. Además el índi-ce de área foliar (IAF) fue estimado indi-rectamente mediante la metodología defotografía hemisférica (Jonckheere et al.,2004). Los parámetros se presentan enel Cuadro 5.

Cuadro 4. Comparación de valores nacionales de intercepción.

PROYECTO PRENADER CSIC PDT3203 / FPTA210

Ubicación: Tacuarembó Lavalleja Lavalleja Paysandú

Establecimiento: La Abuelita Santa Julia La Tacuara Don Tomás

Plantación: Eucalyptus grandis

Eucalyptus globulus

Eucalyptus globulus

Eucalyptus globulus ssp.

Maidennii

Densidad (árb/ha): 1200 1330 1150 895

Edad (años) al inicio del período de medición: 7 8 9 8

Período de medición: Ene – Oct 2000 Ene – May 2006 2008 Jul 06 – Mar 09

P media mensual (mm): 151 72 112 102

Observaciones: Exceso hídrico Déficit hídrico

Pd (%): 87 77 78 79

Pf (%): 8 2 4 4

Ic media (%): 5 21 18 17

Cuadro 5. Parámetros característicos del rodal de Eucalyptus en estudio.

Parámetro Descripción Valor

S Almacenamiento máximo del dosel. [mm] 0,7 mm

pd Coef. de atravesamiento libre. [adim] 0,263

Sf Almacenamiento máximo de los fustes. [mm]

pf Coef. de drenaje desde los fustes [adim]

IAF Índice de área foliar. [adim] 1,87 ± 0,27


17 de 34


Con las variables de entrada precipita-ción y evaporación además de los pará-metros descritos se implementaron losmodelos de redistribución de Rutter et al.(1975) y Gash (1979). En particular sepresenta la implementación del modelode Rutter modificado por Abbot et al.(1986) que fue aplicado con paso detiempo horario en el período julio 2006 adiciembre 2009, omitiendo aquellos pe-ríodos en que los eventos no fueron regis-trados en forma completa. Para la cali-bración se comparan los resultados cal-culados con los acumulados mensualesde las observaciones registradas en elperíodo Jul-06 a Dic-08, llegando a unajuste cuyo coeficiente de Nash (Nash ySutcliffe, 1970) es de 0,77 y el errorcuadrático es de 39. La validación serealizó en el período Ene-Dic/09, obte-niéndose un coeficiente de Nash de 0,73.

Se observa que el mejor ajuste delmodelo corresponde al período Jul-06 aDic-07, coincidiendo con el período dedisponibilidad de datos en la estaciónmeteorológica local para el cálculo de laevaporación. Esto demuestra la impor-tancia de contar con datos meteorológi-cos cercanos al sitio para la modelacióndel fenómeno. Otra observación refiere alapartamiento de las series observados ycalculados en el final del período devalidación, en el cual se registraron loseventos con mayor intensidad de precipi-tación en todo el período monitoreado,superiores a 40 mm/h.

6.3 RECARGA DE ACUÍFEROS

Entre los efectos nocivos para el me-dio ambiente, que se le atribuye a lasplantaciones forestales, se señala que elincremento de la biomasa aérea reducela cantidad de agua que alcanza el sueloy que su sistema radicular más profundoles permite acceder a una mayor canti-dad de agua del suelo, afirmándose in-cluso que los Eucalyptus son verdaderasbombas de agua que secan los acuífe-ros. El tema es particularmente sensibleen la zona litoral del país, donde seidentifican pobladores que dependen deperforaciones someras para el consumode agua potable, abrevadero de animalesy/o riego.

Por consiguiente, la cuantificación dela recarga - expresada en mm o porcen-taje de la lluvia estacional y/o anual - esun indicador robusto para medir los efec-tos de la forestación sobre los acuíferosy compararlo con la recarga que tienelugar en pasturas para uso ganadero.

El cálculo de la recarga puede efec-tuarse aplicando diferentes metodologías,como la aplicación de balances hídricos,modelos numéricos como VISUALBALAN, ensayos de campo tales comolisímetros y trazadores (Samper, 1998;Sophocleous, 2004). Sin embargo, sudeterminación aplica -en general- a acuí-feros sedimentarios. En el caso particu-lar de los acuíferos superficiales asocia-dos a las microcuencas Don Tomás y

Figura 12. Ajuste del modelo de redistribución.


18 de 34


La Cantera, se trata de un medio com-puesto (sedimentario-fracturado). Por ello,se optó por analizar la recuperación delnivel freático frente a eventos de lluvia ysu posterior descenso.

El análisis de la recuperación de losacuíferos se basó en la información con-tinúa registrada en los piezómetros ubi-cados en: 1) la posición baja, próxima alcierre de las microcuencas Don Tomás yLa Cantera, con una litología consistenteen areniscas arcillosas y bancos gravillo-sos del tercio inferior de la Fm. Merce-des; 2) posición media, ubicada en elbaricentro de las microcuencas, que eva-lúa la evolución de la napa freática enfacies media de la Fm. Mercedes, co-rrespondiente a conglomerados silicifi-cados; y 3) posición alta, ubicados en lacabecera de las microcuencas, que mo-nitorea la freática instalada en las litolo-gías calcáreas del nivel superior de laFm. Mercedes.

La Figura 13 muestra la respuesta delos niveles freáticos frente a eventos delluvia y períodos secos, en el períodocomprendido entre julio de 2009 y abril de2010. Ésta representa, en el eje izquier-do de las ordenas, la profundidad de losniveles piezométricos (pastura-forestal),medida respecto a la superficie del terre-no, y su variación en el tiempo. Asimis-mo, en el eje derecho de las ordenadas,se representa la diferencia entre la pro-fundidad de los niveles piezométricos(pastura menos forestal). Cuando estegráfico es aproximadamente horizontaldebe interpretarse como similar compor-tamiento en ambas coberturas, un des-censo representa mayor recarga en la

microcuenca forestal y un ascenso ma-yor consumo o descenso en la micro-cuenca forestal.

El 18/11/2009 se registró un eventocon 150 mm de precipitación, superior ala lluvia media histórica mensual en lazona. En la microcuenca forestal se tie-ne una respuesta (recuperación) de 1,57m y 1,01 m en la microcuenca cubiertapor pasturas naturales. La capacidad deinfiltración y la porosidad eficaz del me-dio no explican este pronunciado ascen-so, que puede deberse a su comporta-miento combinado de medio permeable ymedio por fracturación. En efecto, unaporosidad eficaz de 20% requeriría unainfiltración de 300 mm, respectivamente,200 mm, para producir el ascenso obser-vado.

En el período agosto-noviembre de2009, dominado por escasas precipita-ciones en relación a la media histórica, ladiferencia de niveles se mantiene esta-ble, próxima a 2 m. A partir del evento denoviembre de 2009, la diferencia se redu-ce a poco menos de 1 m, debido a la mayorrecarga en la microcuenca forestal.

El verano de noviembre 2009 a marzo2010 es particularmente lluvioso, conanomalías por encima de la media histó-rica, manteniéndose la diferencia de ni-veles en el entorno del metro. La lecturacombinada de las tres curvas muestraque, en un período lluvioso, la recarga esmayor en la microcuenca forestal.

En abril de 2010 no se registran preci-pitaciones de importancia, y claramentese observa un mayor descenso de losniveles en la microcuenca forestal, con-

Figura 13. Recuperación de niveles piezométricos, ubicación baja.

0500

100015002000250030003500400045005000

Pro

fund

idad

en

mm

Dif.

de

nive

les

(pas

tura

-fore

stal

) (m

m)

100009000800070006000500040003000200010000

Fecha1/8/09 31/8/09 30/9/09 30/10/09 29/11/09 29/12/09 28/1/10 27/2/10 29/3/10 28/4/10

Dif. pastura-forestalPasturaForestal


19 de 34


firmando que en situaciones de déficithídrico, el consumo de agua de los árbo-les incide sobre los acuíferos someros.

La Figura 14 compara los piezóme-tros ubicados en la posición media deambas microcuencas, que evalúa la fa-cies media de la Fm. Mercedes, corres-pondiente a conglomerados silificados.

Para el mismo evento, del 18/11/2009,se tiene una recuperación (ascenso) si-milar en ambas coberturas, 2,12 m en lamicrocuenca forestal y 2,05 m en lamicrocuenca cubierta por pasturas natu-rales. Debe hacerse notar que el limní-grafo de que se dispone tiene un rango demedición que solo permite registrar varia-ciones del nivel freático de hasta dosmetros, de ahí las trazas horizontalesque se observan el la microcuenca fores-tal, que podrían corresponder a un mayorascenso no registrado por estar fuera delrango de medición.

Para el evento de diciembre de 2009se tiene una recuperación de niveles de1,35 m en pasturas y 1,84 en la micro-cuenca forestal, y en febrero de 2010,0,81 m y 2,05 m, respectivamente. Esdecir, la recarga en la microcuenca fores-tal es mayor a la que se registra enpasturas naturales. En ambos casos, lastrazas horizontales que se observan enla microcuenca forestal, podrían corres-ponder a un mayor ascenso no registradopor estar fuera del rango de medición. Acontinuación de los eventos de noviem-bre y diciembre de 2009 y febrero de2010, es mucho más acentuado el des-

censo en la microcuenca forestal. Lacurva inferior, que ilustra la diferencia deniveles (pasturas-forestal) muestra queéstas son próximas a 0 (niveles simila-res) en el período de déficit hídrico (agos-to-octubre de 2009) y en meses de prima-vera – verano muestra como se acentúalas diferencias a continuación de cadaevento de lluvia, debido a los pronunciadosdescensos en la microcuenca forestal.

Por último, la Figura 15 presenta losniveles de los piezómetros ubicados enla cabecera de las microcuencas, queevalúan las litologías calcáreas del nivelsuperior de la Fm. Mercedes. Ambospiezómetros están situados a similar cotatopográfica.

Se observa que el piezómetro ubicadoen la microcuenca La Cantera (pasturasnaturales) permanece seco entre agostode 2009 y abril de 2010, y que el piezóme-tro ubicado en la microcuenca Don Tomás(forestal) también permanece seco entreagosto a noviembre de 2009. A partir delevento de noviembre de 2009, el piezóme-tro en la microcuenca forestal muestra unarecuperación de niveles para cada eventode lluvia que se produce en la temporada deverano, entre noviembre de 2009 y febrerode 2010. En pasturas, el piezómetro per-manece seco todo el tiempo. Esto parececonfirmar que la cobertura forestal favorecela infiltración y, por lo tanto, la recarga.Asimismo, tratándose de temporada deverano, se observa que inmediatamentedespués que cesa la lluvia, se produce unrápido descenso de niveles.

Figura 14. Recuperación de niveles piezométricos, ubicación media.

Fecha

1/8/09 31/8/09 30/9/09 30/10/09 29/11/09 29/12/09 28/1/10 27/2/10 29/3/10 28/4/100

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Pro

fund

idad

en

mm

Dif.

de

nive

les

(pas

tura

-fore

stal

) (m

m)

10000

8000

6000

4000

2000

0

-2000

Dif. de niveles pastura-forestal (mm)PasturaForestal


20 de 34


6.4 CALIDAD DE AGUAS

La difusión, disolución y precipitaciónde contaminantes en la atmósfera de-pende de las condiciones meteorológi-cas y la composición física y química delos contaminantes. Las corrientes deaire transportan las sustancias contami-nantes que escapan a la atmósfera, lasdifunde a través de procesos de difusión,se transforman a través de procesos físi-cos y químicos y se depositan sobre elterreno, la vegetación y el agua, ya seadirectamente o a través de la precipita-ción. La deposición en pasturas natura-les consiste principalmente en deposi-ción húmeda, es decir, sustancias di-sueltas en las aguas de lluvias, mientrasque en una plantación forestal las copasde los árboles filtran o retienen las partí-culas sólidas, gases y aerosoles del aire(deposición seca), y la lluvia produce unlavado puntual de los contaminantes.(Kindbom et al., 1997). De las aguas quellegan al suelo, parte escurren superfi-cialmente. En estas, las variaciones delargo plazo de la calidad son gobernadaspredominantemente por cambios queocurren en las propiedades químicas,físicas y biológicas del suelo, vinculadosa sus diferentes usos y/o cobertura.

Puede, por lo tanto, afirmarse que lacalidad del agua es, sin duda, un indicadoradecuado de la calidad ambiental de lasprácticas de manejo forestal adoptadas.

A continuación se presenta el análisisde las muestras tomadas entre junio de

2006 y noviembre de 2008. Si bien setrata de un período de 30 meses, elnúmero de muestras es inferior a una pormes, 16 en la microcuenca con camponatural y 9 en la microcuenca forestal,debido a meses con déficit hídrico, enque no se registró caudal en los puntosde muestreo.

Si se comparan los resultados obteni-dos en las aguas de las dos microcuen-cas, en primera instancia no se percibendiferencias importantes entre las mis-mas, encontrándose sus variaciones den-tro de los rangos estadísticamente nor-males para agua naturales (McCutcheonet al., 1993). Sin embargo una compara-ción de los valores realizada con la téc-nica de los «box-plot» muestra una ten-dencia de funcionamiento diferente entrelas dos microcuencas, aunque no degran significancia. Esto es, que en lamayoría de los parámetros analizados,tanto los valores de la mediana como dela media, correspondientes a la micro-cuenca forestal, son menores que losobservados en la microcuenca con pas-turas naturales. La única excepción es elK+ que presenta un andamiento diferente.

6.4.1 ANÁLISIS DE IONES LOSMAYORITARIOS

Dentro de este conjunto se integrantanto los valores de los ocho iones mayo-ritarios (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, SO4

2-

,HCO3-, CO3

2-) así como sus parámetrosasociados: pH, alcalinidad y dureza. Losdatos de carbonatos, bicarbonato y dure-

Figura 15. Recuperación de niveles piezométricos, ubicación alta.

0

500

1000

1500

2000250030003500400045005000

Pro

fund

idad

en

mm

Fecha

1/8/09 31/8/09 30/9/09 30/10/09 29/11/09 29/12/09 28/1/10 27/2/10 29/3/10 28/4/10

Forestal Pastura


21 de 34


za no fueron medidos en laboratorio sinoque calculados en base a los otros pará-metros.

En la Figura 16 puede observarse queel pH muestra que las aguas de ambasmicrocuencas son levemente alcalinas,con valores por encima de 7, registrándo-se en una única ocasión el valor 8 en lamicrocuenca La Cantera (pasturas natu-rales). El valor más bajo se registró en lamicrocuenca forestal, coincidiendo conel valor más bajo obtenido en la micro-cuenca La Cantera. Que los valores depH se encuentren tan próximos a la neu-tralidad y con tendencias alcalinas, noes extraño dado los altos valores dealcalinidad medidos, lo que estaría indi-cando que los sistemas se encuentranadecuadamente «tamponeados» por elsistema de los carbonatos. Los valoresde alcalinidad si bien son valores norma-les para este tipo de agua, se encuentran

dentro del rango superior de las aguas enel Uruguay.

Mientras que la microcuenca La Can-tera presenta un rango de variación dealcalinidad muy estrecho, que van entre230 y 303 mg/l CaCO3, en la microcuencaforestal se midieron dos valores por de-bajo de los 200 mg/l, que correspondenal mismo mes.

Los valores de dureza calculados sonmuy altos para este tipo de agua, pudién-dose clasificar las mismas como aguasmuy duras. La dureza se explica por losaltos valores encontrados en Ca2+ y Mg2+.Seguramente estos iones controlan losvalores de alcalinidad, ya que las aguasde ambas microcuencas presentan unatendencia a la precipitación del carbona-to de calcio. La microcuenca forestalpresenta valores más bajos que la conpasturas.

Figura 16. Comparación de valores de pH, alcalinidad, conductividad y dureza.

pH

ForestalPasturas7

7,2

7,4

7,6

7,8

8

Alcalinidad

ForestalPasturas230

240

250

260

270

280

290

300

310

mg/L

CaC

O3

Conductividad

ForestalPasturas100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

uS/c

m

Dureza

ForestalPasturas600

650

700

750

800

850

900

mg/L

de

CaC

O3


22 de 34


También la conductividad presentadiferencias entre las dos microcuencas,presentando menores valores en la mi-crocuenca forestal. Si bien todos losiones mayoritarios tienen influencia eneste parámetro, los que presentan mayorpresencia son el Ca2+ y los bicarbonatos,que estarían explicando los valores me-didos en este parámetro.

Se observa, analizado el comporta-miento de los cuatro cationes mayorita-rios (calcio, magnesio, sodio y potasio),en los tres primeros la misma tendenciaque en los anteriores parámetros, esdecir, mostrando menores valores en lamicrocuenca forestal. La excepción aesto, es el potasio, cuyo comportamien-to es el inverso, es decir, mostrandomayores valores en la microcuenca fo-restal (Figura 17). En ambas microcuen-cas, la presencia de los cationes bivalen-

tes es mucho más alta que los monova-lentes. La relación entre ambos muestraque la diferencia es mayor en la micro-cuenca forestal, es decir, es en ella quelos cationes bivalentes presentan unamayor presencia que los monovalentes,a pesar del aumento del potasio.

En los aniones, los únicos datos aanalizar corresponden a los bicarbona-tos y carbonatos (Figura 18), que fueroncalculados a partir de la alcalinidad y elpH. Lo valores de cloruros y sulfatos seencuentran muy próximos al límite decuantificación con la técnica utilizada y,por tanto, no es posible un análisis esta-dístico de estos valores. Aún así, puedeobservarse que tanto en los analizados,como en los no analizados, la tendenciaes la misma, presentando menores valo-res la microcuenca forestal.

Calcio

ForestalPasturas170

190

210

230

250

270

290

310

mg

/LC

a

Magnesio

ForestalPasturas0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

mg

/LM

g

Potasio

ForestalPasturas0

0,5

1

1,5

2

2,5

mg

/LK

Sodio

ForestalPasturas2

4

6

8

10

12

14

mg

/LN

a

Figura 17. Comparación de valores de calcio, magnesio, potasio y sodio.


23 de 34


6.4.2 ANÁLISIS DE NUTRIENTES

Los valores de nutrientes medidos(ortofosfatos y nitratos), presentaron va-lores muy próximos al límite de cuantifi-cación, lo que dificulta su análisis gráfi-co. No obstante, estos también presen-tan la misma tendencia, encontrándoseen general menores valores en la micro-cuenca forestal.

6.4.3 ANÁLISIS DE SÓLIDOS

Los sólidos son parámetros globalesque permiten generar una idea de cualesson las principales características de lasaguas analizadas. Como se señalara pre-cedentemente, parte de estos paráme-tros son medidos y parte son calculados.Si bien también presentan menores valo-res para la microcuenca forestal, estatendencia no es tan evidente en todos los

sólidos, existiendo algunos donde lamediana de la microcuenca forestal esmayor a la de pasturas y en otra lo es lamedia. Los sólidos totales en ambasmicrocuencas presentan valores entrelos más altos para microcuencas natura-les, aunque dentro de los normales. Enlos dos casos, la mayoría de estos sóli-dos se encuentran disueltos, estandodivididos entre los disueltos fijos y losdisueltos volátiles, con alguna variaciónmuy leve entre microcuencas. Mientrasque en la microcuenca con pasturas el50 % de los SDT son Volátiles y el otro50 % Fijos, en la microcuenca forestalexiste una muy leve tendencia hacia lossólidos volátiles, es decir, una mayorpresencia de materia orgánica disueltafrente a las sales disueltas, aunque deninguna manera significativa, (Figura 19).

Bicarbonatos

ForestalPasturas280

290

300

310

320

330

340

350

360

370

mg/

L

Carbonatos

ForestalPasturas0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

mg/

L

Figura 18. Comparación de valores de bicarbonatos y carbonatos.

ST - Sólidos Totales

ForestalPastura150

200

250

300

350

400

450

mg/L

SST - Sólidos Suspendidos Totales

ForestalPasturas0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

mg/

L

SDT - Sólidos Disueltos Totales SVT - Sólidos Volátiles Totales


24 de 34


SDT - Sólidos Disueltos Totales

ForestalPasturas150

200

250

300

350

400

450

mg/

L

SVT - Sólidos Volátiles Totales

ForestalPasturas50

100

150

200

250

300

mg/

LSSV - Sólidos Suspendidos Volátiles

ForestalPasturas0

2

4

6

8

10

12

14

16

mg/

L

SDV - Sólidos Disueltos Volátiles

ForestalPasturas50

70

90

110

130

150

170

190

210

230

250m

g/L

SSF - Sólidos Suspendidos Fijos

ForestalPasturas0

5

10

15

20

25

mg/

L

SDF - Sólidos Disueltos Fijos

ForestalPasturas0

50

100

150

200

250

300

mg/

L

SDT - Sólidos Disueltos Totales

ForestalPasturas150

200

250

300

350

400

450

mg/

L

Figura 19. Comparación de los sólidos medidos y calculados


25 de 34


6.5 EROSIÓN DE SUELOS

6.5.1 ESTIMACIÓN DEL POTENCIALDE EROSIÓN

El modelo USLE/RUSLE fue aplicadopara estimar el potencial de erosión tantoen las microcuencas testigo (pastura yforestada) como en las microcuencassometidas a cosecha, los resultados sepresentan en los Cuadros 6 y 7. Losfactores del modelo se tomaron de labase de datos del programa Erosión 5.0(Hill et al., 2008). Se evaluaron los suelosdominantes en cada microcuenca y seconsideraron tres situaciones topográfi-cas: pendiente (S) nula para la zona altay plana, 3% para la zona de ladera mediay 0.5% en ladera baja, y se tomo unalongitud de la pendiente (L) de 100 m encada caso con el objetivo de hacer com-parable los resultados. En ninguna de lassituaciones se supera el monto de pérdi-da de suelo tolerable para el suelo consi-derado, el cual es en ambos casos de7 Mg/ha.año.

Como se observa los valores de ero-sión estimados para las diferentes situa-ciones de la microcuencas testigo sonmuy similares a los obtenidos para lasmicrocuencas que fueron sometidas aprácticas de cosecha.

6.5.2 ESTIMACIÓN DE LA EROSIÓNCON CS137

El Cs137, es un radionucleido artificialcon una vida media de 30,12 años, produ-cido por fisión nuclear. Tiene una distri-bución global producida por las explosio-nes nucleares de los años 50 y 60. Elvalor como trazador del Cs137 se debe asu rápida y fuerte adsorción por las par-tículas finas de suelo, particularmenteminerales arcillosos y materiales húmi-cos (Tamura,1964; Bachhuber etal.,1982). En los agro-ecosistemas laredistribución de Cs137 se considera comoun directo resultado de la erosión, trans-porte y deposición de las partículas desuelo en el período que va desde ladeposición atmosférica hasta la fecha demuestreo (Walling y Quine,1995). Enpasturas naturales con suelos impertur-bados el Cs137 se concentra cerca de lasuperficie del suelo, involucrando unagran proporción del inventario de Cs ori-ginal, mientras en el caso de suelosperturbados o laboreados, el Cs se distri-buye a través de la capa laboreada einvolucra una pequeña proporción del in-ventario original (Wall ing y Quine,1990,1993).

También, es posible estimar la dife-rencia de erosión entre usos de la tierraen un determinado período desde que se

Cuadro 6. Estimación de la pérdida de suelo para diferentes situaciones en las microcuencas testigosLa Cantera (pastura natural) y Don Tomas (forestada) mediante la aplicación del modeloEROSION 5.

1 CN: campo natural, MI: monte implantado, MC: monte recién cosechado con restos en superficie.

Parámetros del modelo Erosión 5.0 Tipo de

suelo Topografía Situación1

R K S L C Rusle P

Erosión estimada

Mg/ha

CN 0.02 0.1

MI 0.006 0 Ladera alta

MC

659 0.21 0 100

0.03

1

0.1

CN 0.002 1.6

MI 0.006 0.5 Ladera media

MC

659 0.21 3 100

0.03

1

2.4

CN 0.002 0.3

MI 0.006 0.1 Bru

noso

l Uni

dad

Bay

gorr

ia

Ladera baja

MC

659 0.21 0.5 100

0.03

1

0.4


26 de 34


conoce que ha ocurrido un cambio, comoen el caso de la forestación sobre pastu-ras naturales o regeneradas. Si como esconocido, la pérdida de suelo por erosiónbajo pasturas es muy baja y se puedeconsiderar que estima a la tasa de ero-sión natural o geológica, la diferencia enel stock de Cs entre el suelo forestado yel que se encuentra en los cortafuegosbien empastados y sin perturbación, sepuede considerar que es una medida dela erosión ocurrida en el período desde laplantación hasta el presente. Los resul-tados de Cs137 obtenidos a partir de lasmuestras de referencia en la microcuen-ca ST1, muestran que es posible medirniveles de concentración hasta una pro-

fundidad de 25 cm, siendo a mayor pro-fundidad su concentración menor al lími-te de detección del equipo (0.3 Bq/kg).Este resultado concuerda con lo espera-do, ya que generalmente se observa quela profundidad de penetración del Cs137

no supera los 30 cm. Por otro lado lamayor contracción de Cs137 se encontróentre los 5-10 cm (2.2 Bq/kg) observán-dose un decrecimiento exponencial enfunción de la profundidad. Es así que elperfil de concentración de Cs137 obtenidoconcuerda con un sitio referencia, quepuede ser utilizado para estimar erosiónen otras zonas que presenten suelo conlas mismas características (Zapata, 2003)(Figura 20).

Cuadro 7. Estimación de la pérdida de suelo para diferentes situaciones en las microcuencassometidas a prácticas de cosecha, establecimiento Santo Tomas, modelo EROSION 5.

Figura 20.Perfil de Cs137 para el sitio de referencia de la microcuenca ST1.

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0-5

5-10

10-15

15-20

20-25

25-30

30-35

Actividad 137 -Cs (Bq/kg)

Sitio de referencia Santo Tomás 1

Pro

fun

did

ad

(cm

)

Parámetros del modelo Erosión 5.0 Tipo de

suelo Topografía Situación1

R K S L C Rusle P

Erosión estimada

Mg/ha CN 0.02 0.1

MI 0.006 0 Ladera alta

MC

659 0.20 0 100

0.03

1

0.1

CN 0.002 1.5

MI 0.006 0.4 Ladera media

MC

659 0.20 3 100

0.03

1

2.2

CN 0.002 0.3

MI 0.006 0.1

Arg

isol

Uni

dad

Alg

orta

Ladera baja

MC

659 0.20 0.5 100

0.03

1

0.4


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Por otro lado se presenta el perfil deconcentración de Cs137 obtenido en unamuestra de media ladera de la micro-cuenca ST1 tomada en enero del 2010 yrepresentativa de la situación pre-cose-cha (Figura 21).

Comparando ambos perfiles se obser-va una clara disminución en el valor máxi-mo de concentración de Cs137 en lasmuestras de media ladera, donde eraesperable observar erosión, con respec-to al sitio elegido como referencia. Porotro lado la profundidad máxima a la quese encuentra el Cs137 en el suelo corres-pondiente a media ladera, nos indicaríala posible pérdida de suelo debido a

erosión. Es necesario aún el análisismás exhaustivo de estos datos para po-der confirmarlo y estimar las tasas deerosión correspondientes.

6.6 CONSUMO DE AGUA EN LASDIFERENTES COBERTURAS

El consumo de agua se determinó apartir del balance hídrico realizado en elperíodo de tiempo comprendido entre dosmedidas de agua en el suelo sucesivas(aproximadamente mensual). Los resul-tados se muestran acumulados en formatrimestral (Figura 22).

Figura 21. Perfil de Cs137 para la muestra de media ladera en situaciónpre-cosecha de la microcuenca ST1.

Figura 22. Consumo de agua en las distintas coberturas.


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Al comparar los resultados de la ETrestimada para ambas microcuencas seobserva que no existen grandes diferen-cias en cuanto al consumo de agua por lavegetación, los mayores valores estima-dos en la microcuenca forestada estaríandados porque está incluida, dentro delconsumo total de agua, la fracción de laprecipitación que es interceptada y rein-tegrada a la atmósfera por evaporación.Los valores de intercepción medidos enun gran número de eventos durante lostres años de estudio están comprendi-dos entre el 23 y 27% de la precipitaciónanual, por lo cual reafirma lo mencionadoanteriormente de que las diferencias enel consumo de agua entre coberturasestarían dadas por la mayor intercepciónocasionado por el follaje forestal.

Puede observarse que a nivel anual laETr forestal estuvo comprendida entre un82 y 100%. Las diferencias entre añosestarían dadas por el monto de las preci-pitaciones correspondientes, cuantomenor es la entrada de agua al sistema(precipitación anual) mayor es el porcen-taje de la misma que es consumida por lavegetación. Para la misma situación laETr correspondiente a cobertura de pas-tos fue entre el 76 y el 88% de laprecipitación total.

7 CONCLUSIONES

7.1 BALANCE HÍDRICO

El programa de investigación y moni-toreo permitió establecer los primerosbalances hídricos en el Uruguay, compa-rando microcuencas con cobertura fores-tal y pastura natural para uso ganadero.

Estos primeros resultados correspon-den, en su totalidad, a años en que seregistraron anomalías de precipitación.Particularmente, en los meses de prima-vera-verano, la lluvia registrada, en pro-medio, duplicó a la de meses de otoño-invierno. Es decir, que estacionalmentese registraron excesos de precipitaciónen primavera-verano y déficit hídrico enotoño-invierno, en comparación con losregistros históricos. En términos anua-les, se observa un decrecimiento delescurrimiento en la microcuenca forestaldel orden del 17 a 20% de la lluvia caída.

Esta diferencia se expresa en un incre-mento de igual orden de la evapotranspi-ración real, que indirectamente tambiénincluye el término de recarga (Perc),puesto que no se dispone de registroscontinuos de la evolución de la napafreática. Estacionalmente, el decreci-miento del escurrimiento en la micro-cuenca forestal es muy variable, conrangos entre 10 a 18% de la lluvia caídaen meses de primavera-verano y 24 a38% de la lluvia caída en meses deotoño-invierno, caracterizados por déficithídrico.

La satisfacción de la evapotranspira-ción potencial es mayor, en meses deprimavera-verano, en suelos cubiertos porpasturas. Esta relación se invierte enmeses de otoño-invierno, donde la satis-facción de la evapotranspiración poten-cial es mayor en suelos bajo plantaciónforestal. Si se tiene en cuenta que lasprecipitaciones fueron anómalas (exce-so en meses de primavera-verano y défi-cit en meses de otoño invierno), estopuede asociarse a una mayor capacidadde los árboles a extraer agua del suelo ensituaciones de déficit hídrico. Una limita-ción de éste estudio refiere a la estima-ción realizada de la resistencia estomá-tica, a partir de la cual se podría estarsobreestimando el valor de ETP en laforestación y con ello una menor satis-facción de ésta.

7.2 INTERCEPCIÓN

La instalación de parcelas experimen-tales para el monitoreo de las componen-tes de la redistribución de la precipita-ción, permitió cuantificar la intercepciónen términos de porcentaje de la precipita-ción total incidente. Se observó que enuna plantación adulta de Eucalyptus deltipo globulus sp. maidenni, con una den-sidad de 895 árboles/ha la intercepcióndecrece con el aumento de la precipita-ción tendiendo a una asintota algo supe-rior al 10% en términos diarios, mientrasque en términos medios dicha intercep-ción de cuantificó como un 17% de laprecipitación total incidente. Observan-do estos resultados en conjunto con losobtenidos en la comparación del balancehídrico realizada en las microcuencas dedistinta cobertura, es posible asignar a la


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intercepción del dosel forestal gran partedel incremento verificado en la evapo-transpiración potencial.

Con la incorporación del índice deárea foliar y utilizando además comovariables de entrada la precipitación yevaporación se ajustó un modelo de re-distribución de la precipitación, basadoen el modelo planteado por Rutter et al.(1975) y modificado por Abbot et al.(1986), obteniéndose un muy buen ajus-te. Se verifica la sensibilidad del modeloa la variable de entrada evaporación, con-firmando la importancia de contar coninformación meteorológica en sitio. Tam-bién se evidencia la necesidad de am-pliar la serie de datos incorporando even-tos de altas intensidades de precipita-ción como los registrados en el últimoperíodo (validación) que no pudieron serbien simulados en el modelo.

7.3 RECUPERACIÓN DEACUÍFEROS

El monitoreo continúo de niveles freá-ticos permitió observar una rápida res-puesta frente a eventos de lluvia en am-bos tipos de cobertura (forestal-pastu-ras), excepto en la cabecera de la micro-cuenca cubierta por pasturas, que per-manece seco durante todo el período demonitoreo. En el período de verano, no-viembre 2009-febrero 2010, caracteriza-do por exceso de precipitaciones, porencima de la media histórica, se observaque la recarga (o recuperación de losniveles freáticos) es mayor en la micro-cuenca forestal. Esto es válido para lastres posiciones: cabecera, baricentro yposición baja, en la salida de las micro-cuencas. Probablemente se deba al en-lentecimiento y menor escurrimiento su-perficial, producto de los residuos fores-tales existentes sobre la superficie delterreno. Asimismo, García Préchac et al.(2004) determinaron curvas característi-cas de retención de agua en el Uruguayy comprobaron que el suelo bajoEucalyptus retiene menos agua a capaci-dad de campo y a todos los niveles deenergía de retención aplicados. Delgadoet al. (2006) señalan que estos resulta-dos coinciden con los obtenidos por Musto(1993), en un estudio similar en Sudáfri-

ca, quién encontró las mismas diferen-cias de retención de agua entre suelosforestados y bajo pasturas, atribuyéndo-lo a diferencias en la distribución deltamaño de los poros y a la hidrofobicidadprovocada por compuestos orgánicos endescomposición, presentes tanto enEucalyptus como en Pinus. En los me-ses de verano, se observa que una vezque cesa el evento de precipitación, losdescensos son mucho más pronuncia-dos en la microcuenca forestal. Estoprobablemente se deba a que el sistemaradicular de los árboles es capaz deexplorar un mayor volumen de suelo parasatisfacer su demanda de agua. El as-censo de los niveles freáticos no estádirectamente asociado a la porosidadeficaz, estimada en un 20%, confirman-do la existencia de fracturas o macropo-ros, de los conglomerados calcáreos iden-tificados en los relevamientos geológi-cos. Si bien el número de eventos regis-trados es insuficiente aún para estable-cer conclusiones respecto al nivel derespuesta según la cobertura, los resul-tados son auspiciosos.

7.4 CALIDAD DE AGUAS

Con las limitaciones que impone elescaso número de análisis disponibles,se constata: 1) una disminución de pH yun aumento significativo de los sólidostotales disueltos, ortofosfatos y nitratos,en las muestras de precipitación fustal;2) que las muestras de las microcuencasforestal y pasturas naturales, se ubicanen rangos normales para cursos de aguas,aunque en los extremos en valores deiones de calcio, conductividad y dureza.Se trata, por tanto, de microcuencasmuy calcáreas, que presentan un altosistema de «tamponeamiento», por loque el pH se encuentra en valores entreneutros y ligeramente alcalinos.

La tendencia de funcionamiento dife-rente entre las microcuencas, por la quela mayoría de los parámetros analizadosen la microcuenca forestal son menoresque los observados en pasturas natura-les, con excepción del K+, es consisten-te con la evolución de parámetros quími-cos de suelos bajo forestación observadapor Hernández (2010).


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7.5 EROSIÓN DE SUELOS

A partir del modelo USLE/RUSLE im-plementado para las condiciones localesen el software Erosión 5.0 (Hill et al.,2008), se determinó el riesgo de erosiónen las cuatro microcuencas bajo estudio,en distintas condiciones de pendiente yevaluando además la situación pre y poscosecha de las microcuencas del estable-cimiento Santo Tomás. De acuerdo a losresultados obtenidos, en ninguna de lassituaciones se supera el monto de pérdidade suelo tolerable para los suelos domi-nantes, el cual es de 7 Mg/ha.año.

Los muestreos de suelo fueron efec-tuados en sitios de referencia que seusarán como patrón de comparación y encondiciones de pre y poscosecha en lasmicrocuencas del establecimiento San-to Tomás. Los resultados de Cs137 ensuelo obtenidos hasta el momento, mues-tran que es posible cuantificar su con-centración hasta una profundidad de25 cm. Además la distribución de laconcentración de Cs137 medida en el perfilde suelo del sitio elegido como referenciavalida esta elección. La comparación conlos primeros resultados obtenidos parala situación precosecha, muestra dife-rencias significativas en los perfiles deCs137 lo que indica claramente la pérdi-da de suelo debida posiblemente a laerosión.

Resta el análisis de los muestras desuelo en la situación poscosecha y lasrealizadas en la microcuenca ST2 cose-chada bajo otras condiciones de conteni-do de humedad en suelo. Los resultadosque se obtengan, serán utilizados pararealizar una evaluación más ajustada dela magnitud del problema erosivo, facili-tar sistemas de monitoreo y control de laerosión, y permitir detectar puntos críti-cos. También, se requieren para obteneruna mejor comprensión del principal pro-blema ambiental involucrado, para vali-dar nuevos y existentes modelos de pre-dicción y proporcionar las bases paraseleccionar prácticas efectivas de con-servación de suelos y mejorar estrate-gias de manejo, incluyendo evaluacionesde sus impactos económicos y ambien-tales (Zapata y García Agudo, 2000;Zapata, 2002).

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