Artemi Cerdà  Instituto Pirenaico de Ecología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Zaragoza.

En este artículo se revisan los conceptos básicos de la erosión con el fin de discernir cuando está relacionada con la desertificación (erosión acelerada) y cuando no (erosión geológica). Se repasan los mecanismos implicados, las técnicas y los métodos de medición y estimación, así como las tasas de actuación de este proceso en España. Se concluye que es necesario reflexionar sobre los datos disponibles en la actualidad para diseñar nuevos programas de investigación para las próximas décadas.

Erosión y desertificación

Es habitual que el término erosión acompañe a imágenes de incendios forestales, derrubios de minas, aguaceros intensos, abandono de cultivos y talas indiscriminadas. Es por ello que el proceso de erosión suele tener connotaciones negativas. Sin embargo, el uso de este término en las Ciencias de la Tierra tiene un carácter muy distinto. La erosión de los suelos lleva a los ríos sedimentos y nutrientes, mantiene el equilibrio sedimentario en los cauces y en las playas y conforma espacios muy fértiles como son los deltas o las llanuras aluviales. La visión negativa de la erosión está íntimamente relacionada con la desertificación, pero también al desconocimiento del proceso de erosión, de los mecanismos que lo gobiernan, de los factores que la determinan, de las técnicas y métodos desarrollados para su medición y estimación, e incluso de las tasas de erosión. En este trabajo pretendemos revisar esos conceptos para que se conozca el proceso y se pueda relacionar adecuadamente con la desertificación, además de aportar datos sobre las tasas de erosión en España.

La erosión siempre ha existido, y en tiempos geológicos pasados fue incluso mucho más activa. Antes de la colonización de los continentes por la vegetación las tasas de erosión debieron ser extraordinariamente altas (Schumm 1977). En épocas históricas recientes también se registraron tasas de erosión elevadas a causa de la puesta en cultivo de grandes superficies y a talas masivas.

Cuando la erosión se produce sin intervenciones antrópicas se la denomina erosión geológica o natural, y normalmente las tasas son bajas. Es el caso de los encinares, matorrales o hayedos, donde las tasas de erosión, aunque reducidas, existen (Tabla 1).

Cuando el hombre alteran estos procesos "naturales" se produce la erosión acelerada o antrópica, en la que las tasas son más elevadas. Este último término es el que está relacionado con la desertificación del territorio porque no es sostenible para el suelo y además altera y degrada la vegetación, los flujos hídricos, la fauna, etc. Las tasas de erosión geológica son sostenibles pero las tasas de la erosión acelerada no permiten su regeneración (Tabla 2). Sin embargo, es posible encontrar tasas de erosión altas en espacios naturales como los denominados badlands, y bajas en medios antropizados como las laderas con terrazas para el cultivo. No obstante, lo habitual es lo contrario.

	Figura 1. Influencia del clima en las tasas de erosión. Cuando la lluvia es reducida como en los desiertos la erosión fluvial es insignificante. En las zonas muy lluviosas como las ecuatoriales la densa vegetación propiciada por el clima reduce las tasas de erosión. En las zonas semiáridas es donde se producen las mayores tasas de erosión.

Los procesos de erosión son muy variables en el tiempo y en el espacio. A escala planetaria, las tasas de erosión muestran un claro patrón dependiente del clima (Figura 1), aunque también influyen la grandes cordilleras, en las cuales debido a la pendiente las áreas de sedimentación son reducidas y las tasas de erosión son altas. La variabilidad temporal de la erosión está determinada principalmente por los cambios en la cubierta vegetal y la erosionabilidad de la lluvia. Así, en climas con estaciones contrastadas después del periodo seco, con la llegada de las primeras lluvias se pueden producir tasas muy elevadas de erosión.

Dentro de una cuenca de drenaje los procesos erosivos actúan a distintas escalas, y con ello sus tasas varían ampliamente. Así, el impacto de las gotas de lluvia es importante a escala de mm o cm, pero no a escala de kilómetros donde los movimientos en masa y la arroyada concentrada son más importantes. A escala de cuenca, la distribución de la red de drenaje, la pendiente de los cauces, o procesos como el flujo de retorno en la base de la laderas serán relevantes. Además, la complejidad del proceso de erosión reside en que el mismo mecanismo, por ejemplo la arroyada superficial, presenta tasas de actuación distintas dependiendo de donde se mide, por ejemplo, en la ladera o en la parte baja de la cuenca de drenaje. La extrapolación de resultados de una escala a otra es inadmisible, al menos en el estado actual de conocimientos. Un concepto que incide en la influencia de la escala sobre los procesos de erosión es la producción de sedimentos en las cuencas de drenaje (Sediment delivery ratio) (Figura 2). Según ésta, la producción de sedimentos por unidad de superficie decrece cuando la superficie productora de sedimentos aumenta. De ello se desprende que de todos los sedimentos movilizados en las laderas sólo una pequeña parte es exportado fuera de la cuenca de drenaje.

Como los procesos de erosión son dependientes de la escala a la que se producen, las mediciones en parcelas en el campo o en el laboratorio no representan valores absolutos que se puedan comparar. Las tasas de erosión dependen, además de la escala de medición, del método empleado para dicha medición o estimación.

Otro problema para determinar las tasas de erosión es que el proceso es gobernado por los eventos de gran actividad y, normalmente, el periodo de medición es de unos pocos años. Si durante esos años se produce un evento extremo las tasa de erosión estarán sobrevaloradas; en el caso contrario estarán infravaloradas. Cada evento se puede caracterizar por su eficiencia en la movilización de sedimentos (magnitud) y por su recurrencia a escala temporal (frecuencia). Así, en climas templados los eventos frecuentes y de baja magnitud son los que movilizan mayor cantidad de sedimentos. En zonas de montaña o en ambientes semiáridos las lluvias poco recurrentes pero intensas son capaces de movilizar los sedimentos que durante décadas no han sido evacuados de la cuenca de drenaje. Un ejemplo de este comportamiento lo encontramos en las grandes avenidas en el mediterráneo, donde ríos y barrancos que permanecen secos durante años mantienen cauces extraordinariamente grandes. Otro ejemplo es el de la catástrofe del Barranco de Aras (Biescas) en el año 1996. Allí, y para la subcuenca de Betés, se estimaron 250 mm de precipitación en la tarde del 7 de agosto de 1996. La magnitud de la erosión provocada fue extraordinaria, como lo demuestra la destrucción de las presas de retención de sedimentos sobre las que habían crecido árboles en las décadas anteriores (García Ruiz et al. 1996).

La erosión del suelo consiste en tres fases: arranque, transporte y sedimentación del material. No hay erosión si no se producen las tres fases. Habitualmente se confunde meteorización -rotura o desintegración de la roca- con erosión. La meteorización prepara el material para ser erosionado pero no lo moviliza. El impacto de las gotas y la correspondiente salpicadura es el mecanismo más eficiente en el arranque, mientras que el transporte se realiza básicamente por medio de los flujos laminares y concentrados en superficie. El impacto de las gotas compactan la superficie del suelo al tiempo que la salpicadura arranca y desplaza parte del suelo. La velocidad de la salpicadura es el doble que la del impacto de las gotas, con lo que puede transportar sedimentos a distancias considerables especialmente si las pendientes son fuertes. La salpicadura es especialmente efectiva en campos de cultivo o después de los incendios forestales cuando la cubierta vegetal es muy escasa. La arroyada superficial se genera cuando la lluvia supera la capacidad de infiltración del suelo o cuando éste se satura. Tras el encharcamiento, el efecto de la gravedad hace que el agua se mueva pendiente abajo pero el flujo es muy variable, llegando a desaparecer en aquellas zonas más permeables (Foto1). El flujo subsuperficial es el que tienen lugar en el interior del suelo y puede producirse de forma concentrada o a través de los poros del suelo. La erosión por escorrentía concentrada es capaz de transportar una mayor cantidad de material y da lugar a regueros y cárcavas. Los movimientos en masa pueden contribuir con un gran volumen de sedimentos en zona húmedas, mientras que la erosión eólica es importante en ambientes áridos y periglaciares donde la vegetación es insignificante y donde el viento es persistente.

Un factor fundamental de la erosión es el clima, del que destaca la lluvia por su capacidad de movilizar las partículas de los suelos. A mayor intensidad de la precipitación mayores son las gotas de lluvia y con ello su erosividad aumenta. Otro factor de la erosión es la erosionabilidad del suelo. Su resistencia ante la erosión, tanto al arranque como al transporte de partículas, determinará las tasas de erosión. Textura y estructura son las propiedades más estudiadas para identificar los suelos en función de su susceptibilidad ante la erosión. La estabilidad de los agregados es un parámetro sintético que identifica la erosionabilidad del suelo. Un suelo que mantiene una buena agregación hace difícil el proceso de erosión porque las partículas se mantienen unidas y porque permite el flujo de agua en su interior. En cambio, cuando los agregados se dispersan, las partículas son fácilmente erosionables, se taponan los poros y el agua en lugar de infiltrarse fluye en superficie.

La pendiente y la longitud de la ladera también influyen sobre la tasas de erosión. A mayor inclinación de la ladera mayor es la erosión debido a que la pendiente favorece la competencia de los flujos. Esto es evidente en los campos de cultivo como demuestran los trabajos para el desarrollo de la Universal Soil Loss Equation (USLE). Sin embargo, en suelos naturales, algunos autores no han encontrado ninguna relación entre la pendiente y la erosión, o bien esta ha sido más compleja de lo esperado (Abrahams 1988). La longitud de la ladera influye directamente en el suministro de material al cauce. Cuanto mayor es la pendiente de la parcela mayores volúmenes de sedimentos se recogen en su base. Pero la cuestión es si proporcionalmente la tasa de erosión aumenta o decrece con la longitud de la ladera. Hay evidencias que demuestran que la tasa de erosión es mayor cuanto mayor es la longitud de la pendiente, siendo aplicado este concepto en la USLE. Esto entra en conflicto con el concepto del Sediment delivery ratio y sobre él hay una gran discusión aún no solucionada.

La cubierta del suelo determina las tasas de erosión al reducir el impacto de las gotas de lluvia y facilitar la infiltración. Además, una vez originada la escorrentía superficial, esta cubierta será la que reduzca la velocidad de la arroyada y su capacidad erosiva, favoreciendo con ello la infiltración (Foto 2). La vegetación es la cubierta más eficiente, ya que además de lo comentado anteriormente, favorece la mejora de la porosidad del suelo, aumenta su materia orgánica, estabiliza los agregados, etc.

Dos factores importantes para entender los procesos de erosión son el tiempo y el hombre. El hombre altera los suelos y con ello acelera los procesos y aumenta las tasas de erosión. Talas, laboreos, vías de comunicación y minas son buenos ejemplos de ello. Sin embargo, el hombre también es capaz de desarrollar técnicas que permiten reducir las tasas de erosión. Bancales con muros de piedra seca en el mediterráneo, terrazas de cultivo en el sudeste asiático, manejos con barbechos e incorporación de cubiertas, entre otros, son ejemplos del control de la erosión por parte del hombre. El tiempo es un factor esencial ya que los procesos de erosión son lentos y sólo con largos periodos de estudio se puede descifrar la dinámica de los sedimentos en una cuenca de drenaje y en las laderas.

Para medir la erosión del suelo se puede reproducir la evolución de las superficies o cuantificar los sedimentos exportados. Las técnicas son las siguientes:

f) Piquetas o agujas de erosión. Se insertan varias piquetas en el suelo y se mide el rebajamiento de la superficie a intervalos regulares de tiempo o después de cada lluvia. Es recomendable para zonas con altas tasas de erosión y para mediciones a largo plazo.

b) Las marcas superficiales se basan en el mismo planteamiento de las piquetas de erosión, pero sin estar ancladas a la roca madre. Son efectivas en suelos donde la salpicadura es el principal agente de transporte.

c) Cambios en la topografía de los regueros y las cárcavas se miden con facilidad mediante levantamientos topográficos, que proporcionan información de los cambios en las tasas de erosión. Los perfiladores consisten en el levantamiento del perfil transversal mediante mediciones regulares.

d) Movimientos en masa. Se basa en el levantamiento topográfico de la zona afectada por el deslizamiento cuando éste es rápido. Cuando es lento se entierran en el suelo marcas que años después se desentierran para conocer la evolución del movimiento de masa.

e) Parcelas. Consisten en delimitar zonas concretas de la ladera y medir la escorrentía y los sedimentos exportados que permitan calcular las tasas de erosión.

f) Aforadores. Miden el caudal y muestrear la escorrentía para conocer la concentración de sedimentos y con ello la pérdida de suelo.

g) La medición de la salpicadura se realiza mediante pequeños recipientes insertados en el suelo, o bien mediante marcas o trazadores.

h) La erosión eólica se mide directamente mediante trampas a distintas alturas en las que quedan atrapados los sedimentos.

Para medir las tasas de erosión es posible reproducir el proceso mediante simuladores de lluvia. Estos instrumentos permiten medir las tasas de erosión ante lluvias controladas y conocidas, e implica el reducir los costos y aumentar la precisión en las medidas (Cerdà 1999).

Además de la cuantificación de la erosión, la complejidad del proceso hace que en ocasiones se tenga que estimar las tasas de pérdida de suelo a partir de modelos. El modelo de la Ecuación Universal de la Pérdida de Suelo (USLE) es un modelo empírico, en el cual se pretende predecir las tasas de erosión de espacios geográficos uniformes mediante la cuantificación de los factores más relevantes. La ecuación y sus variables son las siguientes:

	Foto 5. Vista de una gran cárcava en Petrer, Alicante.
	Foto 6. Vista de campos de cultivo abandonados donde se están desarrollando cárcavas (Petrer, Alicante).

Las tasas de erosión en la Tierra están determinadas básicamente por el clima. A escala regional, la naturaleza de la roca y la topografía juegan un papel fundamental. Además, el hombre y sus actividades son fundamentales para conocer las actuales tasas en muchas zonas del mundo. Sin embargo, la complejidad del proceso de erosión y la dispersión en el tipo de técnicas y métodos empleados para determinar las tasas han hecho que aún en la actualidad queden muchas incógnitas por resolver. Uno de esos temas es el del aumento de las tasas de erosión relacionadas con la desertificación del territorio.

La acción del hombre sobre el territorio, mediante el desarrollo de la agricultura, ganadería, minería, expansión urbana, industrialización, etc., ha aumentado las tasas de erosión. Buenos ejemplos los podemos encontrar en la literatura científica (Morgan 1986; Hudson 1982). Los estudios sobre erosión llevados a cabo en España han demostrado el habitual efecto negativo de la acción antrópica. Ejemplo de altas tasas de erosión desencadanadas por el hombre son las que encontramos en muchas zonas del sudeste peninsular donde el desarrollo de cárcavas es frecuente. En el caso de la estación experimental de Petrer (Fotos 5 y 6) la construcción de campos de cultivo en el fondo del valle y la ampliación de éstos produjo la inestabilización de las laderas. Durante los últimos 20 años el abandono de los campos del fondo de valle está provocando la formación de cárcavas en los depósitos acumulados durante décadas por los muros de piedra seca (Foto 6).

Sin embargo, la visión dramática del problema de la erosión en España debe cambiarse ya que la revisión de los datos existentes indican que algunas ideas preconcebidas sobre la erosión no se sostienen con los datos científicos obtenidos durante los últimos 20 años.

Los datos aportados por la USLE en los años 80 estimaban tasa de erosión de 100 e incluso 300 Ton ha-1 año-1, pero las mediciones posteriores demostraron que las tasas de erosión eran una o dos magnitudes menores (Tablas 3 y 4). Aunque siempre se pensó que las tasas de erosión altas pertenecían a la fachada mediterránea, también se han encontrado tasas de erosión altas en zonas húmedas como Galicia (Tabla 4).

Hay también un problema metodológico importante ya que la investigación realizada hasta el momento no ha tenido unas directrices comunes para todos los investigadores. Así, las parcelas son de tamaños varios, se seleccionan las zonas de estudio sin poner en común los datos existentes, las técnicas presentan adaptaciones propias de cada autor, etc. Todo ello hace que las tasas de erosión disponibles no sean comparables entre si. Por lo tanto, se hace necesaria una puesta en común de métodos y resultados que permita orientar la investigación futura.

Autor Año Tasa de erosión Características     (Ton ha-1 año-1)   Francis 1986 0,02 1 año abandonado Sala 1988 0,98 Granito Albadalejo et al., 1991 0,10 Adición de RU, 6,5 Kg m-2 Benito et al., 1991 5,00 Incendios-incendiado Díaz-Fierros et al., 1991 1,06 Incendio-Control López Bermudez et al., 1991 1,04 Cebada Marques 1991 24,00 Campos de cultivo González Hidalgo 1992 0,10 vegetación 100 % Marques y Mora 1992 0,05 Incendio-Ladera Norte Ruiz Flaño 1993 9,42 Abandono-Descalzamiento De Alba 1994 0,17 Cultivo-Campo abandonado Edeso et al., 1994 0,40 Bosque Sánchez et al., 1994 8,09 Matorral (Control) Soto et al., 1994 0,50 Incendio (Ulex europaeus) Estalrich et al., 1995 25,00 Taludes de carretera Bautista 1996 0,11 Incendio (Control) García-Ruiz 1996 10,00 Artica Jardí et al., 1996 0,92 28 % Cubierta vegetal Puigdefábregas et al., 1996 0,16 Rambla Honda Bienes y Torcal 1997 0,06 partizal Rubio et al., 1997 0,17 Incendio pinar (Argilitas) Andreu et al., 1998 0,01-0,4 Matorral Bochet et al., 1998 0,56 Suelo desnudo-Arcillas De Alba 1998 7,30 cultivo (9º) Ingelmo et al., 1998 1,50 Control Padrón et al., 1998 28,50 Cultivo-desnudo Rodríguez Mart-Conde 1998 17,04 Cultivo Bautista 1999 0,07 Incendio pinar (2º año) Ingelmo et al., 1999 0,21 Lodo de depuradora Badía y Martí 2000 6,91 Yeso control Bienes et al., 2000 1,3-28 Desnudo Gimeno et al., 2000 2,89 Incendio (439 ºC)

Tabla 4. Tasas de erosión del suelo medidas a partir de parcelas cerradas con distintas superficies.

 

Recapitulación y conclusiones

Sólo cuando las tasas de erosión son aceleradas por el hombre se debe identificar este proceso con la desertificación. Las actuales tasas de erosión en España ponen de relieve que es un fenómeno muy acusado debido a los incendios, talas, roturaciones e infraestructuras viarias, entre otros. Sin embargo, deben desarrollarse más estudios y mejores planes de investigación para cuantificar con más rigor las tasas y el funcionamiento del proceso de la erosión y sus implicaciones para la desertificación.

 

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