EROSIN HDRICA

Cuando hablamos de erosin hacemos referencia al desgaste que es ocacionado en la superficie del suelo por la accin de agentes externos. En cuanto a erosin hdrica es el producto del desprendimiento, transporte y depositacin de las particulas del suelo por accin de diferentes agentes, como lo son la energa cinticas de las gotas de lluvia la cual se discipa en la superficie del suelo ocacionando la erosin (ruptura del suelo, terrones y agregados), generando algo conocido como salpicadura y a la vez desprendiendo las particulas que posteriormente seran arrastradas pendiente abajo; para ello esta encargada la escorrenta, la cual continuando con el proceso de desprendimiento del suelo, es la encargada del transporte de todas estas partculas en funcin del caudal de escurrimiento y la velocidad que adquiera. A partir de este factor se generan los fenmenos ms visibles conocidos como carcavas, teniendo en cuenta esto se puede clacificar la escorrenta en tres tipos, la pirmera es de flujo laminar que proboca la erosin laminar o mantiforme presentando una velocidad lenta, seguida esta el flujo turbulento del cual se da la erosin en surcos, en donde se identifican velocidades aproximadas de 4 m/s, siendo la principal responsable del transporte de sedimentos. Por ultimo, la gravedad afecta directamtente el suelo, siendo capaz de moverlo y ms aun en condiciones en donde se encuentra mojado o de alta pendienente.(Jos Cinero, Erosin Hdrica, Principios y tcnica de manejo. 2012)De acuerdo con Morgan la energa que proviene de las gotas de lluvia son las que mayormente contribuyen al desprendimeitno del suelo, incluso ms que la de transporte, siendo esta la energa de salicadura 40.5R (Tabla 2-1). Pero en cuanto al arrastre de las particulas el flujo concetrado en surcos dispone de la mayor energa y trasnporta la mayor cantidad de sedimentos.Tabla 2-1. Energa y efiiencia de cada forma de erosin hdrica (Morgan, 1995)*Se asume que la masa es igual a la de la lluvia R, y el escurrimeinto es el 50% de la lluvia (0.5R)**Basada en ***Se asume que 0.2% de la energa de la gota y el 3.0% de la energa cintica del escurrimeinto es utilizada para causar erosin.****Valores medidos durante 900 das, para un suelo arenoso en pendiente del 19%

Mecnica de la erosinEl tipo y grado de erosin estan en funcsin de la erodabilidad del suelo (resistencia que presenta l miso a la erosin), de la pendiente, el tipo de uso del suelo, estado de la cubierta vegetal y de la precipitacin. (Michelena ) Erosin por salpiacadura: es producida por el impacto de la gota sobre el suelo desetabilizandolo generando costras y sellos superficiales, este ultimo es producida cuando la gota golpea el suelo ocacionando una desorganizacipon de las particulas de suelo impidiendo el proceso de infiltracin hasta que deja de llover.(Jos Cisnero, 2012)

Erosin por escurrimiento: ocaciona el tranporte de las particulas pequeas de agragado, debido a la energa cintica del escurrimeinto superficial:

Donde:Ec: es la energa cinetica de la gotam: es la masa de la gota.V: es la velocidad de caida de la gotaEl desprendimeinto por escorrenta se da cuando la fuerza de traccin del agua supera la recistencia al corte del suelo.EROSINLLUVIASUELO

RESISTENCIA AL CORTE

GRAVEDAD

Figura 2-1. Fuerzas dentro de la erosim hdrica.Adems, tambin depender de la velocidad de escurrimiento, la cual est regida por la ecuacin de Manning:

Donde:V: es la velocida de escurrimeinto.n: es el numero de mnin, rugosidad.R: es el radio huidrulico que depende del espesor de la capa de eacprrentia.S: la pendiente del terreno.La volumen de transporte de la escorrenta es proporcional al caudal escurrido y a la velocidad de la corriente. Cuando la velocidad llega a niveles bajos, en el que las partculas de suelo no pueden mantenerse dentro del flujo, comienza el proceso de sedimentacin.(Jos Cisnero 2012)Causas y consecuencias de la erosin hdrica (Jos Cisnero, 2015) CLIMA: Como se ha venido nombrando el primer factor climatico es la precipitaicn y como resulatado la energa cintica que trae consigo al momento de chocar la gota de lluvia con el suelo. Para ellos es importante conocer factore como: la cantidad y distribucin que hace referencia a los periodos crticos en cuanto a la ocurrencia de la tormenta (erosiva). Adems de la intensidad de la precipitacin en donde se define la cantidad de energa cintica que ocacionan los procesos de desprendimiento y remoscin.

RELIEVE: En esta punto es importante tener encuenta el grado o inclinacin de la pendiente, en donde un 5% hace referencia a un grado de inclinacin de 3, el el 100% a un angulo de 45. Tambin es relevante tener presente la longitud de la pendiente dentro de la erosionabilidad del terreno.

SUELO: las propiedades del suelo tales como el tamao de particulas, estabilidad de agregados, materia orgnica, cantidad y tipo de arcillas, entre otros, proporcionan la erodabilida del terreno, en donde se regulan prcesos de absorcin de la lluvia y resistencia de las particulas del suelo al desprendimiento y al transporte. Otro factor importante es el tipo de uso del suelo siendo los cultivos uno de los factores mas predominantes dentro de los prosesos erosivo en general, en donde el ser humano, interviniendo de manera directa, ha alterado la estructura y resistencia del suelo con findes indrustriales y econmicos.

Deacuerdon con Jos Cinero y su grupo de trabajo, la principales consecuencias de los procesos de erosin y sedimentacipon, son los expuestos en la tabla 2-2.

Tabla 2-2. Principales consecuencias de los porcesos de erosin y sedimentacin.

TCNICA Los altos niveles de sedimentacin en los ros dan lugar a la perturbacin fsica de las caractersticas hidrulicas del cauce. Ello puede tener graves efectos en la navegacin, por la reduccin de la profundidad, y favorecer las inundaciones, por la reduccin de la capacidad del flujo de agua en la cuenca de drenaje. Por ejemplo, segn clculos de UFRGS (1991) sobre la erosin y transporte de sedimentos en la cuenca del ro Sao Francisco, gran sistema de drenaje del Brasil oriental, la parte central de la cuenca fluvial est ahora dominada por la deposicin de sedimentos. Ello ha provocado una grave perturbacin del transporte fluvial y obstrucciones en los servicios hidrulicos que se han construido para suministrar agua de riego desde el cauce principal del ro. Los sedimentos proceden en gran parte de la rpida erosin de las subcuentas como consecuencia de prcticas agrcolas poco acertadas.(Estudio FAO:riego y drenaje-55)En la actualidad, existe una gran cantidad de procesos y estructuras que ayudan a mitigar este tipo de contaminacin a travs de la ingeniera. Sin embargo, existen diferentes tipos de componentes principales que deben ser tomados en cuenta a la hora de establecer cul es la mejor alternativa ,garantizando de esta manera su durabilidad y funcionalidad .Un ejemplo bastante claro es el de un canal en concreto que puede estar expuesto tanto a contaminacin fsica como qumica, donde la contaminacin fsica llevar material granular el cual puede generar ciertas imperfecciones y degradacin del material superficial en el canal o si este se encuentra expuesto contaminacin qumica ,las diferentes reacciones que ella genera puede hacer que los materiales que componen este canal logren oxidarse.CanalesLos canales tienen la finalidad de conducir los caudales de captacin desde la obra de toma hasta el lugar de carga o distribucin, de acuerdo a la naturaleza del proyecto y en condiciones que permitan transportar los volmenes necesarios para cubrir la demanda.En general, el canal de aduccin en una cuenca de montaa, es la obra que requiere las mayores inversiones comparando con las dems obras civiles de un sistema hidrulico, ya que debido a su longitud y condiciones topogrficas, los volmenes de excavacin, materiales de construccin, etc. superan en general al resto de obras civiles (obra de toma, cmara de carga o tanque de almacenamiento). En muchos casos el costo de inversin del canal ser fundamental para establecer la viabilidad de un proyecto.Los canales se pueden clasificar segn el uso final que tengan: canales para agua potable, riego, drenaje, energa hidroelctrica, etc. (sotelo vila gilberto; 1994) DragadoEs un proceso compuesto de varias operaciones con el fin de extraer, transportar y verter los materiales ubicados bajo el agua, existen diferentes mtodos de dragado los cuales pueden ser aplicables al proyecto segn las caractersticas del mismo, cada uno de estas metodologas tiene sus efectos ambientales y sus respectivas tcnicas para el manejo del material dragado. (Caicedo Reyes juan Manuel; 1995)Equipos y Mtodos disponibles para el dragadolos mtodos de dragado pueden ser clasificados por el tipo de draga a ser utilizada: mecnica o hidrulica.Las dragas mecnicas se caracterizan por extraer el material con un contenido de slidos mucho mayor que las dragas hidrulicas, pero a su vez presentan rendimientos horarios mucho ms limitados.Dragas MecnicasDebido a que corresponden a equipos de excavacin terrestres adaptados para la profundizacin de lechos, las dragas mecnicas fueron las primeras en ser desarrolladas. Son equipos que realizan el dragado extrayendo los sedimentos con su humedad natural, sin diluirlos. Estas dragas no son autopropulsadas por lo que requieren una embarcacin auxiliar para su transporte y posicionamiento. El material extrado se vuelca en chatas, que lo transportan y descargan en los sitios de disposicin. Estas caractersticas limitan las posibilidades de este tipo de dragas para el transporte del material.Segn su diseo, las dragas mecnicas son clasificadas como excavadoras, de cangilones, y con grampas. A continuacin se describen los equipos mencionados: Draga excavadora: son equipos que extraen el material mediante una pala mecnica, del mismo modo que lo realiza una excavadora en tierra. Draga de cangilones o rosario (Bucket dredge): este tipo de draga realiza la extraccin del suelo mediante una cadena de baldes que gira, como en una noria, sostenida por una escalera. Draga de grampa o almeja: Este tipo de draga remueve los materiales con una cuchara cuya forma es parecida a una almeja que se deja caer abierta para que muerda el material de fondo.Dragas HidrulicasLas dragas hidrulicas son unidades que realizan un trabajo completo de dragado (entendiendo por tal la extraccin, el transporte y la disposicin final de los suelos a remover); es decir, son capaces de extraer los sedimentos, depositarlos dentro de la propia draga o en otro sitio, y transportarlos mecnica o hidrulicamente. Esta caracterstica hace que este tipo de draga opere de manera ms eficiente y econmica. Los equipos hidrulicos de uso ms comn son las dragas de succin por arrastre (tambin conocidas como dragas de tolva o hopper) y las de cortador, aunque existen otras de inters para aplicaciones particulares, como las dustpan y las de rueda. A continuacin se describen las dragas mencionadas, poniendo nfasis en las que tienen mayor posibilidad de aplicacin para el proyecto: Draga de succin por arrastre: estos equipos extraen el material diluido por bombeo, con una concentracin entre el 10 y el 20%. Este tipo de draga se caracteriza por tener uno o dos (uno en cada banda) tubos de succin en cuyo extremo inferior se coloca un cabezal. Draga Dustpan: son equipos que extraen el material por medio de un cabezal que se coloca en contacto con el fondo y se caracteriza por tener forma plana, rectangular, alargada y con dos conductos para succionar el material.Manejo de residuos retenido en estas estructurasEs evidente que el fin de estas estructuras es el de retener la mayor cantidad de slidos, estos se almacenarn a lo largo del ro o en caso tal en el canal de sedimentacin, por esos es de suma importancia establecer que procesos se van a efectuar con ese material, de tal manera que no se genere ninguna afectacin a la poblacin debido a la proliferacin de enfermedades o agentes contaminantes del medio.(John Charles & Okun, Daniel Alexander;2008)Los usos de este material retenido en dichas estructuras, depende de qu materiales estos contengan. Dentro de los principales usos encontramos el abono.En base que los materiales retenidos en estas estructuras debido a su composicin mineralgica, qumica y fsica, tienen una estructura similar o igual a la de los lodos. Estos pueden ser vertidos con facilidad en los diferentes cultivos, siendo utilizados como un tipo de abono.Este abono natural no es ms que un lodo lleno de nutrientes con una buena composicin qumica, ayudado a mitigar la necesidad de disminuir la dependencia de productos qumicos artificiales en los distintos cultivos, la implementacin de estos lodos es una alternativa fiable y sostenible. En la agricultura ecolgica, se le da gran importancia a este tipo de abonos, y cada vez ms, se estn utilizando en cultivos intensivos. (American Journal of Environmental Sciences; 2005)Otra buena utilizacin de estos lodos es el desarrollo de materiales de construccin, investigaciones previas generaron pruebas para en una primera fase generar una caracterizacin de especmenes a base de diferentes formulaciones en funcin de los materiales que componen el lodo y materiales cementantes (cemento, cal, yeso y mortero). Para finalmente elaborar, con las mejores formulaciones de especmenes, tabicones y ladrillos. Comprobando su resistencia a la compresin y la contraccin por secado para evaluar la viabilidad de fabricar morteros de mampostera y concretos de relleno a partir de este lodo teniendo el cumplimiento de las respectivas normativas. (Oswaldo CERN, Sandra MILLN;2002)