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A estas alturas, ya te habrás dado cuenta de que a los científicos medioambientales les gustan las matemáticas. Puedes encontrar ecuaciones para casi cualquier cosa, incluida la tasa de pérdida de suelo.
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Equipo de profesores de La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE)
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Enviar comentariosLa erosión y degradación del suelo pueden estar influidas por el entorno natural, así como por las actividades humanas. Afortunadamente, todos estos detalles se encuentran en una sencilla multiplicación llamada Ecuación Universal de Pérdida de Suelo.
¿Preparado para intentarlo tú mismo? No hay nada que perder... ¡excepto el suelo!
Empecemos con una definición de la USLE.
La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo ( USLE) es un modelo matemático utilizado para predecir la tasa media anual de erosión del suelo a largo plazo.
Los científicos medioambientales pueden utilizar la USLE para estimar los índices de erosión del suelo. Esto puede ayudarles a evaluar la eficacia de los programas de conservación del suelo.
Es importante que utilicemos el control de la erosión del suelo como medida preventiva para proteger el planeta y a sus habitantes de cosas como la contaminación del agua, la protección de los hábitats y la salvaguarda de las propiedades.
La tecnología USLE fue la culminación de décadas de investigación sobre la erosión del suelo. Se publicó por primera vez como tecnología completa en 1965 en el Manual de Agricultura 282 del USDA, y luego se actualizó en 1978.
La Ecuación Universal Revisada de Pérdida de Suelo (RUSLE) es una versión informatizada de la USLE. Se hizo pública en 1992. La RUSLE utiliza la misma fórmula que la USLE, pero con mejoras en la estimación de los factores que afectan al suelo.
En cuanto a las fórmulas, la USLE es relativamente sencilla.
A = R × K × LS × C × P
Donde:
A = pérdida media anual de suelo a largo plazo (medida en toneladas por hectárea y año)
R = factor de precipitación y escorrentía por ubicación geográfica
K = factor de erosionabilidad del suelo
LS = factor longitud-gradiente de la pendiente
C = factor de cultivo y gestión
P = factor de práctica de apoyo
Los factores R y K de una zona no pueden alterarse, pero es posible reducir la pérdida de suelo construyendo terrazas, cambiando los cultivos o modificando las prácticas agrícolas.
Antes hemos aprendido que el factor R representa el potencial de erosión, basado en las precipitaciones y la escorrentía según la ubicación geográfica.
La escorrentía es el flujo de agua sobre el terreno cuando no puede infiltrarse rápidamente en el suelo.
Cuanto mayor sea la duración y la intensidad de las precipitaciones, mayor será el potencial de erosión.
Fig. 1 - Erosión del suelo tras un periodo de fuertes lluvias en Sudeley, Gloucestershire. Fuente: Wikimedia Commons
Las regiones occidentales del Reino Unido tienden a tener un mayor potencial de erosión debido a los mayores niveles de precipitación.
R = E x I30 ÷ 100
Donde:
I30 es la intensidad máxima de la precipitación (cm/h)
E es la energía cinética total de la precipitación (J/m2)
El factor K es el factor de erosionabilidad del suelo. Es una medida de la susceptibilidad de las partículas del suelo al desprendimiento y transporte por la lluvia y la escorrentía. El factor K está influido principalmente por la textura del suelo, pero también puede verse afectado por la estructura, la materia orgánica y la permeabilidad.
La arena tiene el factor K más bajo, de sólo 0,04 toneladas por hectárea. El tipo de suelo con el factor K más alto (0,96) es la arena muy fina, seguida de cerca por la marga limosa (0,85).
El factor LS representa la pérdida de suelo en función de la inclinación y la longitud de la pendiente. Cuanto más inclinada y larga sea la pendiente, mayor será el riesgo de erosión del suelo.
El factor LS suele obtenerse de una tabla predeterminada.
Si eres un genio de las matemáticas, quizá te interese conocer el cálculo utilizado para generar el valor LS:
LS = [0,065 + 0,0456 (pendiente) + 0,006541 (pendiente)2](longitud de la pendiente ÷ constante)NN
Donde
| Pendiente | < 1 | ≤ Pendiente < 3 | 3 ≤ Pendiente < 5 | ≥ 5 |
| NN | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
El factor C combina la pérdida de suelo de un cultivo específico y la pérdida de suelo de una técnica específica de gestión de la tierra.
| Tipo de cultivo | Factor |
| Maíz en grano | 0.40 |
| Maíz ensilado / judías / colza | 0.50 |
| Cereales | 0.35 |
| Cultivos hortícolas de temporada | 0.50 |
| Frutales | 0.10 |
| Heno y pastos | 0.02 |
| Método de labranza | Factor |
| Arado de otoño | 1.0 |
| Arado de primavera | 0.9 |
| Labranza del mantillo | 0.6 |
| Labranza en caballones | 0.35 |
| Labranza en zonas | 0.25 |
| Siembra directa | 0.25 |
Los dos factores se multiplican para obtener C.
El factor P representa cómo afectará una práctica agrícola de apoyo a la pérdida de suelo.
| Práctica agrícola | Descripción | Factor P |
| Ladera arriba y abajo | Cultivar verticalmente hacia arriba y hacia abajo en una ladera, en lugar de horizontalmente. | 1.0 |
| Pendiente transversal | Cultivar perpendicularmente al ángulo de la pendiente. | 0.75 |
| Cultivo en curvas de nivel | Cultivo a lo largo de líneas de elevación constante. | 0.50 |
| Cultivo en franjas (pendiente transversal) | Cultivos diferentes en franjas perpendiculares al ángulo de la pendiente. | 0.37 |
| Strip cropping (contorno) | Cultivos diferentes en líneas de elevación constante. | 0.25 |
Fig. 2 - La construcción de terrazas permite a los agricultores utilizar estrategias de cultivo en franjas. Fuente: Wikimedia Commons
Ahora que hemos visto los factores que afectan a la pérdida de suelo, vamos a elaborar juntos un ejemplo.
Científicos medioambientales han intentado conservar el suelo en dos lugares distintos.
El emplazamiento A está situado en una zona montañosa y húmeda del oeste del Reino Unido.
El emplazamiento B está situado en una zona más seca y llana del este del Reino Unido.
¿Qué proyecto de conservación del suelo ha sido más eficaz?
| Factor | Emplazamiento A | Emplazamiento B | ||
| Factor de precipitación y escorrentía (R) | Precipitaciones elevadas | 1200 | Precipitaciones inferiores | 500 |
| Factor de Erodibilidad del Suelo (K) | Marga | 0.67 | Franco arenoso fino | 0.40 |
| Pendiente (LS) | Pendiente larga y pronunciada | 3.99 | Paisaje relativamente llano | 0.54 |
| Tipo de cultivo (C) | Manzanos | 0.10 | Trigo | 0.35 |
| Método de labranza (C) | Sin labranza | 0.25 | Arado de primavera | 0.9 |
| Prácticas agrícolas (P) | Agricultura en curvas de nivel | 0.5 | Pendiente transversal | 0.75 |
Tasa de erosión en el lugar A = 1200 × 0,67 × 3, 99× (0,10 × 0,25) × 0,5
Índice de erosión enel lugar A = 1200× 0, 67× 3, 99× 0,025 × 0,5
Índice de erosión en el emplazamiento A = 40,10
Índice de erosión en el emplazamientoB = 500× 0, 40× 0,54 x (0,35 × 0,9) × 0,75
Índice de erosión en elemplazamiento B = 500× 0, 40× 0, 54× 0,31 5× 0,75
Índice de erosión en el emplazamiento B = 25,52
El emplazamiento B tiene una pérdida media anual de suelo menor, por lo que este programa de conservación ha sido más eficaz.
El emplazamiento A ha minimizado la pérdida de suelo mediante el tipo de cultivo, el método de labranza y las prácticas agrícolas. Por desgracia, estos cambios no han podido compensar las elevadas precipitaciones naturales y las pronunciadas pendientes de la zona.
Espero que este artículo te haya aclarado la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE). Recuerda que se trata de un modelo matemático utilizado para predecir la tasa media anual de erosión del suelo a largo plazo. La ecuación incorpora las precipitaciones y la escorrentía, la erosionabilidad del suelo, la pendiente, el tipo de cultivo, el método de labranza y la práctica agrícola.
1. Servicio de Investigación Agrícola, Historia USLE, Laboratorio Nacional de Investigación sobre la Erosión del Suelo: West Lafayette, IN, 2016
2. Gabor Mezosi, Estimación de los cambios en la erosividad de las precipitaciones en Hungría, Journal of Environmental Geography, 2016
3. Qiang Dai, Estimación de la erosividad de las precipitaciones basada en las distribuciones del tamaño de las gotas de lluvia derivadas del WRF, Hydrology and Earth System Science, 2020
4. Robert P. Stone, Ecuación universal de pérdida de suelo (USLE), Kings Printer for Ontario, 2016
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