Erosión hídrica: qué es, tipos, causas y cálculo con la USLE

La erosión hídrica es el desprendimiento, transporte y depósito de partículas de suelo causados por el agua: el impacto de las gotas de lluvia las suelta y la escorrentía las arrastra ladera abajo hasta cauces y embalses. Es una de las principales formas de degradación del suelo y se estima con modelos como la USLE.

Definición

La FAO define la erosión del suelo como la remoción de la capa superficial del suelo por el agua, el viento o prácticas agrícolas no sostenibles, como la labranza intensiva. Cuando el agente es el agua hablamos de erosión hídrica, que ocurre en tres fases:

1. Desagregación: las gotas de lluvia o el flujo rompen los agregados del suelo.
2. Transporte: la escorrentía superficial y las corrientes arrastran las partículas sueltas.
3. Depósito: cuando el agua pierde velocidad, el sedimento se acumula al pie de laderas, en canales, llanuras o embalses.

Conviene distinguir la erosión geológica, lenta y natural, que modela el paisaje durante milenios, de la erosión acelerada, provocada por la pérdida de cobertura vegetal y el mal manejo del suelo, que es la que preocupa a agricultores e ingenieros.

Tipos de erosión hídrica

• Por salpicadura: el impacto de las gotas desestructura los agregados y proyecta partículas. Además sella la superficie, lo que reduce la infiltración y aumenta la escorrentía.
• Laminar: una lámina delgada de agua fluye de forma difusa y arrastra de manera casi uniforme las partículas más finas y la materia orgánica. Es poco visible, pero puede eliminar la capa fértil en pocos años.
• En surcos o regueros: la escorrentía se concentra en pequeños canales de pocos centímetros que aún pueden borrarse con las labores agrícolas.
• En cárcavas: los surcos se profundizan y ensanchan hasta formar zanjas que ya no se eliminan con la maquinaria agrícola normal y siguen creciendo hacia aguas arriba.
• En cauces: el río socava su lecho y sus márgenes durante las crecidas, con riesgo para puentes y defensas. Ver socavación en puentes.

Causas y factores

• Lluvia: más que la cantidad total importa la intensidad. Las tormentas cortas e intensas tienen gran energía de impacto y generan mucha escorrentía.
• Relieve: las pendientes pronunciadas y las laderas largas aumentan la velocidad del agua y su capacidad de arrastre.
• Suelo: los suelos limosos, pobres en materia orgánica o con poca estructura son más erodables que los bien agregados.
• Cobertura vegetal: la vegetación y los residuos interceptan la lluvia, protegen la superficie y favorecen la infiltración. El suelo desnudo es el más vulnerable.
• Actividad humana: deforestación, sobrepastoreo, labranza a favor de la pendiente, incendios, caminos sin drenaje y obras que alteran los patrones naturales de escorrentía.

Cómo se estima: la ecuación USLE

La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE, Wischmeier y Smith, 1978, Manual de Agricultura 537 del USDA) predice la pérdida media anual de suelo por erosión laminar y en surcos para una combinación de clima, suelo, relieve, cultivo y prácticas de manejo:

• $A$: pérdida de suelo media anual (t/ha/año en el sistema internacional).
• $R$: erosividad de la lluvia, en MJ·mm/(ha·h·año). Depende de la energía e intensidad de las tormentas.
• $K$: erodabilidad del suelo, en t·ha·h/(ha·MJ·mm). Depende de la textura, la materia orgánica, la estructura y la permeabilidad.
• $LS$: factor topográfico de longitud y pendiente de la ladera (adimensional).
• $C$: factor de cobertura y manejo, entre 0 y 1 (1 = suelo desnudo labrado).
• $P$: factor de prácticas de conservación, entre 0 y 1 (1 = sin prácticas).

Sus versiones revisadas, RUSLE (1997) y RUSLE2, mantienen la misma estructura con factores mejor calibrados. Tienen dos limitaciones importantes: no representan la erosión en cárcavas ni en cauces, y estiman el suelo que se mueve en la ladera, no el sedimento que finalmente llega al río. Para eso se aplica un coeficiente de entrega de sedimentos.

Ejemplo de cálculo

Una ladera cultivada tiene $R = 1500$ MJ·mm/(ha·h·año), $K = 0{,}03$ t·ha·h/(ha·MJ·mm), $LS = 2{,}1$, un cultivo en hilera con $C = 0{,}2$ y siembra en contorno con $P = 0{,}6$ (valores ilustrativos):

Si la misma ladera se mantiene con una cubierta vegetal permanente que baja $C$ a 0,05, la pérdida cae a $A \approx 2{,}8$ t/ha/año, es decir, un 75 % menos. El ejemplo muestra por qué la cobertura suele ser la medida más eficaz: $C$ puede variar en órdenes de magnitud, mientras que $R$ y $K$ no dependen del manejo.

Impactos en suelos y obras hidráulicas

• Pérdida de fertilidad: se va la capa superficial, la más rica en nutrientes y materia orgánica. Según la FAO, la erosión puede reducir los rendimientos de los cultivos hasta en un 50 %, y recuperar unos pocos centímetros de suelo puede tardar hasta mil años.
• Sedimentación de embalses: los sedimentos reducen la capacidad útil y la vida de las presas. Ver cómo los embalses pierden capacidad por sedimentación.
• Canales y drenajes: el sedimento se deposita en canales de riego, alcantarillas y colectores y obliga a limpiezas frecuentes.
• Calidad del agua: aumentan la turbiedad y el sedimento en suspensión, lo que encarece la potabilización y desgasta bombas y turbinas.
• Ecosistemas: el sedimento fino colmata los fondos de grava donde desovan peces e invertebrados, y el suelo erosionado pierde carbono orgánico.
• Crecidas: con menos suelo capaz de absorber la lluvia, las crecidas pueden volverse más frecuentes e intensas.

Medidas de prevención y control

• Mantener el suelo cubierto: cultivos de cobertura, rastrojos o mulch, reforestación y revegetación de zonas degradadas.
• Labranza de conservación: labranza mínima o cero labranza y siembra en contorno, siguiendo las curvas de nivel.
• Acortar las laderas: terrazas, barreras vivas o setos, fajas de vegetación y zanjas de infiltración, que reducen $LS$ y la velocidad del agua.
• Control de cárcavas: diques de retención de piedra, gaviones o madera, junto con revegetación del fondo y los bordes.
• Obras y caminos: cunetas, alcantarillas y disipadores de energía bien dimensionados, además de proteger los taludes y las riberas; ver diseño de enrocado de protección.

Preguntas frecuentes

Fuentes

• FAO (2019). Let's #StopSoilErosion to ensure a food secure future. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.
• Wischmeier, W. H. y Smith, D. D. (1978). Predicting Rainfall Erosion Losses. Agriculture Handbook 537. USDA.
• USDA-ARS. RUSLE2.
• OEA. La erosión hídrica y las crecidas. Departamento de Desarrollo Sostenible.
• Renard, K. G. et al. (1997). Predicting Soil Erosion by Water: RUSLE. USDA Agriculture Handbook 703.