Evaluación del control de erosión asociada al arrumado de residuos en tala rasa

Patrocinante: Sr. Andrés Iroumé A. Co-patrocinante: Sra. Paulina Schuller L. Trabajo de titulación presentado como parte de los requisitos para optar al Título de Ingeniero Forestal.

HÉCTOR ELISEO ULLOA CONTRERAS

VALDIVIA 2007

CALIFICACIÓN DEL COMITÉ DE TITULACIÓN

Nota Patrocinante: Sr. Andrés Iroumé Arrau 6.3

Copatrocinante: Sra. Paulina Schuller Liewald 6.3

Informante: Sr. Patricio Carey Briones 6.5

El patrocinante acredita que el presente Trabajo de Titulación cumple con los requisitos de contenido y de forma contemplados en el reglamento de Titulación de la Escuela. Del mismo modo, acredita que en el presente documento han sido consideradas las sugerencias y modificaciones propuestas por los demás integrantes del Comité de Titulación.

INDICE DE MATERIAS Página1. INTRODUCCIÓN 1

2. MARCO TEÓRICO 22.1 Erosión 22.1.1 Tipos de erosión 22.1.2 Erosión hídrica 22.2 Métodos para medir erosión 72.2.1 Análisis isotópicos 72.2.2 Análisis a través de parcelas de clavos 92.3 Sedimentación 102.4 Cosecha tala rasa 10

3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 113.1 Área de estudio 113.1.1 Antecedentes del área de estudio 113.1.2 Diseño del área de estudio 113.2 Mediciones en terreno 123.3 Descripción de las técnicas de muestreo 123.3.1 Método de cuantificación de redistribución de suelo usando 7Be 123.3.2 Método de cuantificación de redistribución de suelo usando clavos 133.4 Trabajo de laboratorio 143.5 Análisis estadístico 15

4. PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 164.1 Comportamiento de los factores determinantes de las tasas de

erosión 16

4.1.1 Lluvia 164.1.2 Densidad aparente 174.1.3 Infiltración 174.1.4 Pendiente 184.2 Redistribución de suelo, utilizando clavos de erosión 184.3 Variación del inventario y distribución en profundidad del 7Be en

el área de referencia 23

4.4 Comparación de la redistribución de suelo obtenido por 7Be y clavos de erosión

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5. CONCLUSIONES 286. BIBLIOGRAFÍA 29

ANEXOS 1 Abstract and keywords 2 Generación de 7Be 3 Cuadro de precipitaciones (mm) y temperaturas (ºC) de los

últimos 5 años 4 Esquemas de parcelas utilizadas en el estudio 5 Instrumentos de apoyo 6 Formularios de terreno 7 Resultado de redistribución acumulada de suelo utilizando

clavos de erosión 8 Límite inferior de las parcelas (P15 y P30) 9 Comparación de resultados obtenidos a través de clavos de

erosión con los obtenidos a través del método 7Be

INDICE DE CUADROS

Nº Página1 Variación de la densidad aparente (g cm-2) en los primeros seis

milímetros de profundidad en el sitio de referencia 17

2 Pendiente de las parcelas 18 3 Comparación de resultados obtenidos con clavos y 7Be, para las

diferentes parcelas 25

INDICE DE FIGURAS Nº Página 1 Número de vidas medias que pasa, la actividad se reduce a la mitad.

Si la actividad inicial después de transcurridas n vidas medias es (A0), la actividad es A0 2-n.

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2 Precipitación diaria en milímetros 16 3 Curvas de infiltración 17 4 Erosión media acumulada 18 5 Sedimentación media acumulada 19 6 Montos acumulativos de redistribución neta del suelo, valores

negativos corresponden a erosión neta y positivos a sedimentación neta

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7 a) Erosión media y b) Sedimentación media; comparación de la P 15 y sus repeticiones.

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8 Redistribución de suelo a lo largo de las parcelas, en tres intervalos de tiempo, valores negativos corresponden a erosión (E) y positivos corresponden a sedimentación (S)

22

9 Fracción de sedimentos movilizados (F sed movilizados) en los distintos periodos

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10 Precipitación diaria para el periodo 27 de abril y 21 de junio 24 11 Variación del inventario de 7Be en el sitio de referencia 24 12 Distribución en profundidad de 7Be en el área de referencia 25 13 Redistribución de suelo en las parcelas, para clavos de erosión y 7Be 26

RESUMEN EJECUTIVO El estudio responde a la necesidad de mejorar el diseño del arrumado de desechos, específicamente la separación entre rumas consecutivas, para el control de erosión luego de la cosecha a tala rasa en plantaciones forestales. Además se busca validar el uso del radionucleido 7Be como método para el estudio de la distribución espacial del suelo y de los montos asociados a erosión y sedimentación, comparándolo con el uso de clavos de erosión hincados en el suelo de manera regular. Este estudio se desarrolló entre enero y diciembre de 2006, en el predio Los Pinos, ubicado a 14 km al Noroeste de la ciudad de Valdivia, propiedad de la Universidad Austral de Chile, en un sitio que fue sometido a tala rasa durante el verano de 2005-2006. En el área se construyeron tres parcelas con pendientes longitudinales entre 30 a 37%. Se delimitaron con rumas de desechos forestales construidas en el sentido de las curvas de nivel, con separaciones cada 15, 30 y 45 metros. En cada una de las parceles, se definieron grillas superpuestas de muestreo de clavos de erosión y 7Be, distribuidas uniformemente. Las mediciones a través de los clavos fueron periódicas a fin de cada mes, entre marzo y noviembre de 2006. Para 7Be se recolectaron muestras referenciales a fin de cada mes y un muestreo específico en junio luego de una precipitación erosiva. Los resultados obtenidos mediante los clavos de erosión muestran que al final del periodo de medición, en las parcelas de 15, 30 y 45 metros entre rumas consecutivas, la redistribución neta fue -1,0, -8,7 y 3,1 t ha-1; la erosión media -23, -26 y -28 t ha-1; la sedimentación media 128, 18 y 46 t ha-1 y la fracción de sedimentos movilizados 6, 57 y 0%, respectivamente. Por otro lado, en la comparación de los métodos de clavos de erosión y 7Be, para el evento erosivo registrado entre abril y junio, se obtuvo una erosión neta de -0,6, -3,4 y -3,1 t ha-1 y una fracción de sedimentos movilizados 18, 67 y 53% en las parcelas de 15 metros, 30 metros y 45 metros, para el primer método, y con el método de 7Be, la erosión neta fue -0,9, -2,5 y -0,9 t ha-1 y la fracción de sedimentos movilizados 19, 86 y 41%, para las parcelas de 15, 30 y 45 metros, respectivamente. Los montos de pérdidas de suelos son menores a los medidos en parcelas sin protección contra la erosión. En esta investigación se obtuvo en general, mejores resultados en el control de los procesos de degradación de suelos en la parcela de 15 metros de distanciamiento entre rumas de desecho. Por último, la comparación entre los métodos 7Be y clavos de erosión, permiten validar la distribución del suelo luego de eventos erosivos medidos mediante 7Be. Palabras claves: erosión, tala rasa, rumas de desechos, clavos de erosión, 7Be.

1. INTRODUCCIÓN Las operaciones forestales pueden generar importantes riesgos de erosión y producción de sedimentos. Entre estas operaciones, las prácticas de cosecha a tala rasa son las de mayor potencial de erosión y sedimentación. Los efectos de la cosecha a tala rasa se manifiestan durante las faenas propiamente tales como durante los años siguientes, hasta que el desarrollo de la nueva plantación genera niveles de estabilidad que reducen los procesos erosivos. Las empresas forestales, especialmente en el marco de los procesos de certificación, están adoptando diferentes prácticas de manejo para reducir los efectos anteriormente señalados. Entre estas prácticas pueden mencionarse el arrumado de los desechos de la cosecha en el sentido de las curvas de nivel y la mantención de franjas de vegetación a orillas de los cursos de aguas. A pesar que estas prácticas están siendo adoptadas en forma creciente, existe escasa información en el país sobre la eficiencia de las mismas en el control de la erosión y transporte de sedimentación. Este trabajo de titulación busca evaluar la eficiencia de la práctica de manejo de arrumado de desechos en el sentido de las curvas de nivel, calculando la erosión y sedimentación mediante una técnica convencional como es el uso de clavos hincados en el suelo y la utilización del radionucleido cosmogénico 7Be. El presente trabajo se realiza en el marco de los proyectos FONDECYT 1060119 ”Uso de 7Be en la Evaluación de Eficiencia de Prácticas de Manejo en el Control de la Erosión y Flujo de Sedimentos a Cursos de Agua Durante el Periodo Siguiente a la Cosecha a Tala Rasa de Plantaciones Forestales” y DID S-200612 “Uso de 7Be para evaluar redistribución de suelo en áreas sometidas a cosecha forestal”. El estudio se desarrolló en las cercanías de la ciudad de Valdivia en el fundo Los Pinos, de la Universidad Austral de Chile, en un sitio que fue sometido a tala rasa durante el verano de 2005-2006 en el sector conocido como El Monumento. Se realizaron mediciones de erosión y sedimentación en tres parcelas con diferente distanciamiento entre las rumas de residuos, con el propósito de evaluar su eficiencia para reducir la erosión y atrapar los sedimentos que se movilizan ladera abajo. Los objetivos específicos son:

• Cuantificar tasas de erosión a través del método de los clavos y del 7Be. • Validar el método del 7Be mediante la comparación con el método de los

clavos. • Analizar el comportamiento de las tasas de erosión y sedimentación. • Aportar a la definición del ancho óptimo entre rumas de residuos.

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2. MARCO TEÓRICO 2.1 Erosión La Real Academia Española la define como el desgaste de la superficie terrestre por agentes externos, como el agua o el viento. La erosión es un proceso con dos fases (Morgan, 1997). Primero surge el desprendimiento de las partículas de la masa de suelo y posteriormente su transporte por los agentes erosivos, como las corrientes de agua y el viento. Cuando la energía de estos agentes no es suficiente para el transporte de las partículas se produce una tercera fase, sedimentación. 2.1.1 Tipos de erosión FAO (1967) señala que existen dos tipos principales de erosión: la geológica y la acelerada, según el tipo de remoción del suelo. La primera se refiere principalmente a un proceso normal en la erosión del suelo en su medio natural sin la influencia del hombre. Ésta se debe básicamente a la acción del agua, el viento, las variaciones de temperatura, la gravedad y los glaciares, atribuyendo además el modelo actual de la superficie de la tierra con sus elevaciones esculpidas, cañones, cursos de agua, entre otros. Por otro lado, la erosión acelerada representa las alteraciones de la cubierta natural y de las condiciones de suelo, producto de las diferentes actividades del hombre, como la preparación de la tierra para diferentes cultivos y utilización para el emplazamiento de diferentes construcciones civiles, siendo las principales causas la acción del agua y el viento. Cuando el agente causante es el agua se denomina erosión hídrica, mientras que si el causante es el viento se llama erosión eólica, siendo este último de gran importancia en la patagonia de Chile, por los fuertes vientos que ahí se suceden y principal responsable de la formación y avance de dunas. A nivel mundial ha sido formador de los desiertos que cubren la tierra. La erosión hídrica tiene directa relación con las precipitaciones, produciendo éstas un agente erosivo de primera magnitud. 2.1.2 Erosión hídrica CONAMA (1999) mediante una serie de Talleres de Diagnóstico y Propuestas para la Conservación y Recuperación de Suelos en las diferentes regiones del país identificó una serie de problemas de degradación del suelo, donde el de mayor prioridad fue la erosión hídrica.

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La erosión hídrica es el proceso de disgregación y transporte de las partículas del suelo por la acción del agua, la cual se debe a un exceso del agua que no penetra o no puede penetrar el suelo (López y Blanco, 1976). Existen dos formas principales de erosión hídrica, según el mecanismo, estas son: el agua ataca al suelo en su parte superficial apartando los elementos terrosos mientras son arrastrados; y un ataque del agua al suelo en su conjunto, es decir, al perfil. Donde toda la masa es susceptible a ser erosionada (López y Blanco, 1976). La primera tiene un mecanismo que abarca dos fases: formación de elementos susceptibles a ser arrastrados por el agua y arrastre y transporte de estos elementos, donde intervienen las precitaciones atmosféricas y luego la acción del escurrimiento (Fontainer, 1975). Para el ataque superficial, la erosión producida por el agua se presenta de diferentes formas (Ayres, 1960) citado por Rivas (2000).

• Erosión laminar: En este proceso las partículas de tierra están libres y sueltas, y por lo tanto son arrastradas por el agua, resultando un transporte uniforme y pernicioso de la capa superior del suelo. Este cambio implica una pérdida en la productividad y aumento de los gastos para mantener el rendimiento de los cultivos, debido a una baja calidad del subsuelo que queda al descubierto (FAO, 1967).

• Formación incipiente de barrancos: Sucede cuando los suelos están

desnivelados y tienen una textura desuniforme. Entonces el escurrimiento del agua tiende a concentrarse en pequeños arroyuelos, convergiendo posteriormente a uno de mayor importancia, pudiendo llegar, según la pendiente, a la formación de pequeñas zanjas que irán gradualmente en aumento.

• Erosión por abarrancamientos: Ocurre donde se ha permitido que la erosión

siga su curso sin controlarla, cuando las cárcavas son irreversibles. • Erosión fluvial: Es la erosión que provocan los ríos y causes, tanto el desgaste

de sus orillas, como en el fondo cuando hay pendientes excesivas y crecidas en el volumen de las corrientes

En la segunda forma el elemento clave para el movimiento sigue siendo el agua, pero son diferentes mecanismos los que generan el arrastre, entre los cuales se encuentran: socavación del suelo en su parte inferior; saturación de una capa del suelo por encima de una capa impermeable; saturación del suelo por el agua y efecto de la gravedad, siendo este último el de menor importancia (Fontainer, 1975). El proceso erosivo según Rodríguez y Suárez (1946), no afecta del mismo modo a todos los sitios, ni es provocada de igual forma para los distintos cultivos.

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Las tasas de erosión son determinadas por una serie de factores que son; la lluvia, la escorrentía, el suelo, la pendiente, la cobertura vegetal y la presencia o ausencia de medidas de conservación. Existen tres aspectos en que se pueden acoger estos y otros factores relacionados con ellos; energía, resistencia y protección (Morgan, 1996).

• La lluvia: Tiene estrecha relación con la erosión del suelo y depende entre otras cosas de la cantidad, intensidad y duración de la misma. El mayor impacto es producido por las gotas de agua que golpean el suelo, sin embargo la mayor parte de la energía de las gotas de lluvias se utiliza en el desprendimiento de partículas, de esta manera el más poderoso agente erosivo es la concentración de la escorrentía en regueros (Morgan, 1996).

Además Morgan (1996) cita varios documentos en que se comprueba que la erosión se relaciona con dos tipos de lluvia; la tormenta intensa y de corta duración que supera la cantidad de infiltración del terreno y la tormenta de larga duración y baja intensidad que satura el suelo. También la respuesta de suelo a la lluvia puede estar determinada por la condiciones meteorológicas previas, así las primeras lluvias caídas en terreno seco, independiente de la cantidad, la escorrentía es escasa por la mayor capacidad de infiltración del terreno.

• La escorrentía: Es el más poderoso agente erosivo, a través de regueros, de esta manera la escorrentía puede ser un flujo superficial o un flujo en regueros o arroyuelos.

Corresponde a un porcentaje de la precipitación, pudiendo el resto evaporarse o infiltrarse, y donde la permeabilidad del suelo regula la repartición entre el agua que penetra al interior y el agua que queda detenida o bien escurre por la superficie (López y Blanco, 1976). Según Morgan (1996) el flujo superficial se produce en las laderas durante una tormenta cuando se supera la capacidad de almacenaje en las depresiones de la superficie y cuando, ya sea por lluvias prolongadas o intensidad superior a la de infiltración de suelo, se supera su capacidad de retención, el flujo se ve interrumpido por grandes piedras, guijarros y la cobertura vegetal. Oyarzún (1996) midió un mayor escurrimiento superficial en parcelas sometidas a tala rasa, atribuyendo como principales razones la exposición del suelo mineral e incremento en la densidad aparente. Este aumento en la escorrentía superficial incide en el reabastecimiento de la capa freática y, por ende, en la producción de agua del lugar (Huber y López, 1993) Para el desprendimiento de las partículas del suelo por el flujo superficial, un factor relevante es la velocidad de éste, que debe alcanzar un valor umbral antes de que se inicie la erosión, básicamente el desprendimiento de las partículas de la masa del suelo se produce cuando las fuerzas ejercidas por el flujo son superiores a las que mantienen la partícula unida al resto (Morgan, 1996).

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• El suelo: Los procesos erosivos tienen estrecha relación con el movimiento del agua sobre la superficie del suelo. El suelo puede almacenar la lluvia que cae en pequeñas depresiones u hondonadas de la superficie o puede infiltrarse en suelo contribuyendo al contenido de humedad en el suelo, o por percolación, a recargar los acuíferos, cuando el suelo es incapaz de almacenar más agua, el exceso se desplaza lateralmente al interior a favor de la pendiente o contribuye a la escorrentía superficial, provocando erosión (Morgan, 1996).

La escorrentía superficial, es controlada preponderantemente por la velocidad con que el agua pasa al interior del suelo, esto es la velocidad de infiltración (Morgan, 1996). Según FAO (1967) la velocidad de infiltración de un suelo seco es muy alta en el inicio, disminuyendo rápidamente a medida que el suelo se humedece, hasta alcanzar una velocidad de equilibrio, siendo las características físicas más importantes que de una u otra forma participan en la erosión hídrica la textura y estructura. Los espacios porosos en el suelo son variables, siendo mayor en suelos arenosos, luego suelos franco hasta los arcillosos (Morgan, 1996). López y Blanco (1968), señalan que un tipo medio de textura (franco) es más favorable para el control de la erosión, esto originará una porosidad capaz de facilitar la infiltración y por otro lado será posible la formación de agregados. Además estos suelos, que presentan buenas condiciones de las arenas y arcillas, otorgan las mejores condiciones para el crecimiento de la vegetación (Donoso, 1981). La disgregación aumenta con el aumento del tamaño de las partículas de suelo, mientras que el transporte aumenta al disminuir este tamaño. De aquí resulta que el desprendimiento de las partículas de arcillas tengan mayor dificultad que los granos de arenas, no obstante son más fáciles de ser transportadas (FAO, 1967). Para López y Blanco (1968) un suelo de textura arenosa, al tener gran porosidad, mientras las lluvias no alcancen cierta intensidad, absorberá toda el agua que perciba y por lo tanto, en ausencia de escorrentía no habrá erosión. Por otro lado suelos arcillosos, frente a lluvias normales, el pequeño grado de porosidad, harán que gran parte de las aguas no se filtren, produciendo escorrentía que pueden ser causa de erosiones importantes.

• La pendiente: López y Blanco (1968) afirman que para que se produzca

erosión, debe existir pendiente, ya que en zonas llanas prácticamente no existe erosión. Cuando el terreno es más o menos horizontal, existe un desplazamiento de las partículas de tierra en todos los sentidos, existiendo así una compensación mutua. En pendientes superiores a tres por ciento la película superficial sufre erosión, aumentando con el aumento de la pendiente, pudiendo llegar a ser el factor más importante en terrenos cultivados, con pendientes mayores de 10 por ciento (FAO, 1967).

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La inclinación de los terrenos influye de diversos modos sobre la erosión, entre los cuales se encuentra mayor velocidad del agua de escurrimiento lo que hace que sea mayor el volumen de suelo arrancado de su sitio y llevado a otro lugar, a medida que la inclinación del terreno crece el agua adquiere mayor velocidad por que los surcos y depresiones existentes en él tienen menor capacidad de retención. La película superficial de materia fina que se acumula en el suelo durante un aguacero intenso y que contribuye a protegerle de la denudación es desprendida y arrastrada en los terrenos con pendientes. Esto deja al descubierto componentes fácilmente separables del suelo y que facilitan la erosión de éste (FAO, 1967). Morgan (1996) cita una serie de trabajos que muestran que la erosión aumenta al hacerlo la pendiente, sugiriendo que para erosiones por salpicadura y flujo superficial, las pérdidas de suelo al principio aumentan rápidamente al pasar de pendiente de suave a moderada, hasta alcanzar un máximo para pendientes de 8 a 10º y, después disminuye aunque aumente la pendiente. La longitud de la pendiente también tiene influencia sobre la erosión hídrica, en general ésta tiende a aumentar a mayor largo de pendiente, debido al mayor volumen de agua que suele acumularse y el aumento considerable de la velocidad del escurrimiento. Esto ocurre por los arrastres de suelo en las partes más altas que se producen, primero, por flujo superficial y, posteriormente, por flujo en regueros (Morgan, 1996).

• La cobertura vegetal: La influencia de la vegetación en el fenómeno de la

erosión obedece a diferentes causas, entre las fundamentales están: protección del suelo de la percusión de las gotas de lluvia, aumento del poder de infiltración del suelo y disminución del agua de escorrentía, reducción de la velocidad de escurrimiento por obstáculos como troncos de árboles y tallos de arbustos y mayor consistencia del suelo por entrelazamiento de raíces. De esto se deduce que una cubierta vegetal puede reducir el fenómeno de erosión al mínimo (López y Blanco, 1968; Morgan, 1996). Ibarra et al. (s.f.), confirma que en terrenos de aptitud forestal, con una misma condición edafoclimática y topográfica, la cubierta arbórea representa la forma más eficiente de protección del suelo.

En un estudio realizado por Iroumé, Gayoso e Infante (1989) evidencian la importancia de la cobertura vegetal sobre las pérdidas de suelo, donde éstas alcanzan a 1.563 kg ha-1 para suelos sin cubierta vegetal, luego de un año de una tala rasa y de ser quemados sus desechos, mientras que las pérdidas se reducen a 133 kg ha-1 en parcelas bajo vegetación arbustiva, regenerada naturalmente en un área explotada a tala rasa dos años antes y en parcelas bajo plantación de Pinus radiata (D. Don) de seis años el arrastre disminuye a 75 kg ha-1. Estimándose una pérdida del orden de un 45% del total erosionado durante el primer año de ocurrida la tala rasa durante una rotación de 20 a 25

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años, pudiendo ser mayor ya que se registro un periodo en que sólo cayó un 28% de la precipitación total. Según las causas básicas de erosión que se han visto, el impacto de las gotas de lluvias y escurrimiento, López y Blanco (1968) indican que para un control efectivo se deberá disminuir la escorrentía superficial, disminuir la velocidad de las aguas superficiales y proteger el suelo del impacto de las lluvias.

• Medidas de conservación: La prevención de la erosión en las tierras productivas tiene que hacerse por lo general simultáneamente con el cultivo de las mismas. La tierra producto de la erosión, cualquiera sea su causa, se hace gradualmente inhabitable, y es necesario trasladarse a otras tierras mas productivas, sin embargo cuando ya no hay tierras fértiles hay que adaptarse a suelos menos productivos por causas de la erosión. Esto no ocurriría si los que aprovechan la tierra utilizaran el conocimiento científico de la conservación del suelo y agua (FAO, 1967). Peña et al. (1993) estimaron las pérdidas de suelo en diferentes predios de la cuenca del río Bíobío, para diferentes técnicas de cosecha en bosques de Pinus radiata, registrando pérdidas de 3,12 t ha-1 año-1 del suelo en tratamientos con quemas de los residuos después de las cosechas, reduciéndose a 0,84 t ha-1 año-1 al eliminar esta práctica. No obstante, no se han encontrado estudios que relacionen las mejores prácticas de manejo de residuos con la erosión del suelo.

2.2 Métodos para medir erosión 2.2.1 Análisis isotópicos El uso exitoso de mediciones hechas con 137Cs (t ½= 30.2 años) y 210Pb (t ½= 22.2 años) como base para documentar tasas medias de redistribución de suelo a mediano plazo por procesos de erosión han sido reportados para diferentes partes del mundo (Ritchie y McHenry, 1990; Walling y Quine, 1990; Walling y He, 1999; Schuller et al, 2004) citados por Schuller (2006). En Chile existen estudios realizados con metodologías isotópicas como el de Araneda et al. (1999), que a través de la USLE y 210Pb, realizó una reconstrucción histórica erosional de una cuenca lacustre, donde esta última metodología entrega ventajas considerables. Además Schuller et al. (2003) documentaron el uso de 137Cs para la estimación de tasas de redistribución de suelo en terrenos agrícolas bajo diferentes usos y prácticas de manejo en Chile central. Sin embargo éstas técnicas (137Cs y 210Pb), según Schuller et al. (2006), no son aplicables en la documentación de tasas de erosión de corto plazo, por las extensas vidas medias de estos dos radionucleidos.

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El concepto de vida media, ha sido definido para representar la duración de las fuentes radiactivas y se simboliza como t½. La vida media de un isótopo es el tiempo que tarda en reducirse su actividad a la mitad. Dada la naturaleza de la función exponencial, esta vida media es la misma sin importar el instante en que se empieza a medir (Rickards y Cameras, 1995).

Número de vidas medias

Figura 1. Durante cada vida media, la actividad se reduce a la mitad. La actividad inicial después de transcurridas n vidas medias es A0 2-n.

El 7Be posee una vida media de 53,3 días. Ello sumado a su origen cosmogénico, constituyen una ventaja para su uso en estudios de la redistribución del suelo en el corto plazo (Schuller et al., 2006). El 7Be es un isótopo radiactivo que se encuentra disperso en forma no homogénea en la superficie del planeta. Este radionucleido se produce continuamente en las altas capas de la atmósfera. Para entender la producción diaria de este material es conveniente observar el Anexo 2. En el se representa la capa de aire que rodea la tierra. En la parte superior se presenta una lámina imaginaria que indicaría el límite superior de la atmósfera (Salas, 2000). El ión Be+2 es extremadamente competitivo por los sitios de intercambio de cationes, debido a su alta densidad de carga. El 7Be se deposita sobre el suelo y la vegetación, es secuestrado rápidamente por las superficies de intercambio y se fija rápida y fuertemente a las particulas superficiales del suelo (Schuller, 2006; Kaste et al. 2002). Las ventajas del uso de 7Be en cuantificación de la redistribución de suelo incluyen la posibilidad de desarrollar investigaciones retrospectivas luego del periodo de lluvias intensas, la falta de una necesidad por instalaciones de campo o la introducción de condiciones no representativas y la posibilidad de generar información distribuida espacialmente sobre las cantidades de erosión y sedimentación y con esto documentar la redistribución del suelo en el sitio de estudio, y la perdida neta de suelo. Igualmente, una ventaja importante sobre el uso de los clavos de erosión es

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que el área del suelo analizada mediante la técnica de 7Be es muy superior a la analizada con clavos de erosión. Así es menos probable que haya influencia de anomalías en baja escala y/o la variabilidad asociada con la redistribución del suelo (Schuller et al., 2006). Los principios en que se basa el método de 7Be para estimación de redistribución de suelo son esencialmente los mismos que los que están asociados con las técnicas de 137Cs y 210Pb. Pero el 7Be al parecer abarca muchas de las limitaciones que se tiene al usar 137Cs y 210Pb en áreas boscosas y, más particularmente, para documentar la erosión debida a operaciones de deforestación. Luego de la tala, el depósito de 7Be no estará influenciado por la intercepción del dosel y de ahí en adelante se puede asumir que su depósito es homogéneo dentro de un área local que recibe la misma cantidad de lluvia. Además, debido a su corta vida media y corto tiempo de residencia en el suelo, se puede usar para documentar la redistribución del suelo a corto plazo (Schuller et al., 2006). La aproximación tiene ciertas limitaciones, como la necesidad de asegurar que la densidad de actividad por área sea uniforme en el sitio de estudio inmediatamente antes del periodo de lluvias intensas investigadas y la necesidad de contar con un equipo de espectrometría gamma (Schuller et al., 2006). La información obtenida a través de mediciones de 7Be en los puntos de una grilla del terreno a ser estudiado permite cuantificar:

• Distribución espacial de la erosión y sedimentación en el sitio estudiado, • Erosión media (kg m-2) y fracción del área total afectada por este proceso (%) • Sedimentación media (kg m-2) y fracción del área total afectada por este

proceso (%) • Erosión o sedimentación neta (kg m-2) y • Fracción de pérdida de sedimentos (%) (o proporción de sedimentos

movilizados por erosión fuera del área estudiada) (Schuller et al., 2004) 2.2.2 Análisis a través de parcelas de clavos En relación a los modelos experimentales para estudios de erosión, los más conocidos son las parcelas de escurrimiento y las parcelas con clavos de erosión. Las parcelas de escurrimientos involucran la captación del caudal líquido y sólido, pero son difíciles de implementar por costos y tecnología. Por otra parte, la metodología de los clavos de erosión es un método experimental donde la posición de cada clavo se identifica a través de un sistema coordenado que permite observar el comportamiento del suelo en cada punto de control a través del tiempo. Mediante este método se puede cuantificar la erosión hídrica y, además, se cuantifica la entrada de suelo, es decir la sedimentación que se produce en el lugar.

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Por lo tanto, al igual que el método de 7Be permite recabar información respecto a la distribución espacial de la erosión y sedimentación y pérdida neta de sedimentos desde el área estudiada. 2.3 Sedimentación El suelo desplazado de su punto original por la erosión es depositado siempre en otro lugar, puede ser cerca del lugar de origen; puede acabar depositándose en el mar; o puede sedimentarse en punto intermedio entre estos extremos (FAO, 1967). Es un proceso contrario a la erosión, ocurre cuando la capacidad del transporte de las aguas se reduce hasta el punto de no ser capaces del arrastre de las partículas terrosas, los lugares donde tiene lugar la deposición, pasan a ser parte de los daños que provoca la erosión; acumulación en embalses, depósito aguas abajo, contaminación de aguas para consumo doméstico, pérdida de profundidad de los cursos navegables y pérdidas de fertilidad el llanuras y valles (López y Blanco, 1976). Las medidas orientadas a reducir la sedimentación deben, evitar en lo posible la erosión en su cuenca generadora (López y Blanco, 1976). 2.4 Cosecha tala rasa Las plantaciones forestales culminan su rotación al momento de estar en un punto, que determinado con algún criterio económico o biológico, deben ser cortada y la forma mas usada es de tala rasa, que se define como un método de corta en que se sacan todos los árboles para dar paso a la siguiente regeneración (plantación), cuyo objetivo final es obtener rodales uniformes (Daniel et al., 1982). Las labores de cosecha, normalmente generan gran cantidad de desechos forestales (Gayoso y Acuña, 1999). Estos desechos requieren de organización para:

• Otorgar espacio para las plantas. • Facilitar la labor de plantación y posteriores actividades silvícolas, y • Disminuir su peligro como combustible.

Generalmente los tratamiento que se le dan a los desechos forestales consisten en; ordenamiento de desechos y quema controlada, presentando ambos una serie de ventajas y desventajas descritas por Gayoso y Acuña (1999). Las más importantes en el ordenamiento de desechos se citan a continuación.

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Ventajas

• Conserva las propiedades del suelo.

• Permite el reciclaje de residuos.

• Evita la erosión.

• Favorece la biodiversidad.

Desventajas

• Generalmente tiene un costo mayor que la quema controlada.

• Bajo rendimiento de la faena.

• No se disminuye la carga de combustible.

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3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 Área de estudio El área de estudio está situada en el predio “Los Pinos”, propiedad de la Universidad Austral de Chile, ubicado a 14 kilómetros al Noroeste de la ciudad de Valdivia (39º44’7”S, 73º10’39”) (Schulz, 2000). 3.1.1 Antecedentes de clima y suelo El clima de la zona de Valdivia, denominado tipo templado lluvioso con influencia mediterránea (Fuenzalida, 1971), se caracteriza por las irregularidades de las precipitaciones en su distribución anual y en sus totales mensuales, estacionales y anuales (Montaldo, 1982) citado por Uyttendaele (2000). Todos los meses presentan pluviosidad, siendo los meses estivales no secos y los invernales muy húmedos (Fuenzalida, 1971). Las precipitaciones y temperaturas mensuales de los últimos cinco años se muestran en el Anexo 3, donde las primeras fluctúan entre 2.245 y 3.140 mm por año con un promedio de 2.588 mm mientras que la temperatura media anual es de 12,4 ºC. El suelo del lugar corresponde a la Serie Los Ulmos, originado por cenizas volcánicas del Pleistoceno, que se depositaron sobre el complejo metamórfico costero. Son suelos profundos, rojo-arcillosos, de textura fina, alta porosidad y buena estructura, lo que permite buenas tasas de infiltración (INREN, 1978) citado por Uyttendaele (2000) y Rivas (2000). Son suelos que pueden presentar altas tasas de erosión. El agua que infiltra se mueve principalmente por los horizontes superficiales (INREN, 1978). 3.1.2 Antecedentes del área de estudio Se identificó un área sometida a cosecha a tala rasa, en la cual se construyeron tres parcelas, éstas se delimitaron por pilas de desechos forestales construidas en sentido de las curvas de nivel con separaciones aproximadas de 15, 30 y 45 metros. En cada parcela se definieron grillas superpuestas de muestreo de 7Be y de clavos de erosión. Las grillas consideraron dos transectos de pendiente, con una separación lateral promedio de 2,7 m, para ambos muestreos. En cada transecto se distribuyeron uniformemente 10 puntos. Cada punto se identificó a través de un sistema coordenado, con una separación media longitudinal de 1,7 m, 3,3 m y 5 m para las parcelas de 15 m, 30 m y 45 m respectivamente. En cada punto de la grilla para clavos de erosión, se instalaron tres clavos en un área de ∼10 cm de diámetro. Los puntos de muestreo de 7Be fueron a una distancia de aproximadamente 0.5 m de los clavos de erosión en cada parcela, para no causar perturbación en los puntos de emplazamiento de los clavos al recolectar las muestras para análisis de 7Be. Por cada punto de muestreo de 7Be se recolectaron tres cilindros. El muestreo de 7Be y

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clavos de erosión en cada parcela se muestra en el esquema del Anexo 4 (figuras 2, 3 y 4). El ancho de las parcelas RD es de un promedio de 7,5 metros. En un sitio adyacente a las parcelas, situado en altura, que aparentemente no presenta erosión ni sedimentación, y con condiciones edáficas y climáticas similares al área estudiada, se midió la distribución vertical de la concentración másica de 7Be y su inventario de referencia (Anexo 4 fig. 5). En el área de estudio se instaló un pluviógrafo, con una resolución de 0,2 mm, para cuantificar mediante registro continuo el aporte de precipitación. Además se instaló un totalizador para registro del depósito de 7Be (Anexo 5, figuras 6 y 7). Además se midió la infiltración del suelo, usando un infiltrómetro de cilindros concéntricos. 3.2 Medición en terreno Para el método de clavos de erosión se realizaron mediciones periódicas a fin de cada mes (formularios en Anexo 6), entre los meses de marzo a noviembre. En cada ocasión se registró la extensión expuesta de cada clavo. Para 7Be se recolectaron muestras de referencias, consistentes en ocho cilindros con sus respectivas réplicas (referencia A y B), también a fin de cada mes, entre marzo y junio. Además se realizó una recolección de muestras en terreno, luego de un evento erosivo importante precedido por un periodo prolongado sin lluvias erosivas. Simultáneamente, en esta fecha se realizó una medición con clavos de erosión y se recolectaron muestras referenciales. 3.3 Descripción de las técnicas de muestreo 3.3.1 Método de cuantificación de redistribución de suelo utilizando 7Be El método de estimación de redistribución de suelo utilizado en la presente investigación y descrito a continuación, se basa en la descripción de Blake et al. (1999), Walling et al. (1999) y Schuller et al. (2004). Para ser aplicado se comparó el inventario de 7Be de los puntos a ser analizados con el inventario en el sitio de referencia no afectado por redistribución de suelo. El inventario (Bq m-2) se define como la actividad total del radionucleido (Bq = desintegración por segundo) bajo una determinada superficie por unidad de superficie (m2) en un instante dado. De acuerdo a evidencia experimental descrita en la literatura (Blake et al., 1999; Walling et al., 1999) y también a observaciones hechas en suelos forestales de la Región de Los Ríos, Chile (Schuller et al., 2004) la distribución vertical inicial de la concentración másica de 7Be en el suelo decrece exponencialmente en profundidad, es decir:

13

oh/xe)0(C)x(C −= (1) siendo: x (kg m-2) la profundidad másica medida desde la superficie del suelo (positiva en sentido descendente), C(x) (Bq kg-1) la concentración másica inicial de 7Be a la profundidad x, C(0) (Bq kg-1) la concentración másica inicial de 7Be en la superficie del suelo, y ho (kg m-2) la profundidad másica de relajación cuya magnitud caracteriza la distribución vertical inicial del 7Be en profundidad. El inventario de referencia de 7Be, Aref (Bq m-2), se determina en base a las mediciones experimentales de la concentración másica C en profundidad en el sitio de referencia.

∫∞

==0

)0()( oref hCdxxCA (2)

De (1) y (2) se deduce que el inventario de 7Be bajo una profundidad x de la distribución inicial A(x) = Arefe-x/ho (3) De acuerdo a la ecuación (3), ho representa la profundidad másica a la cual se encuentra inicialmente retenido el 63% del 7Be total depositado sobre el suelo, por lo que a mayor ho, mayor será la penetración del 7Be. Si en el punto del sitio en estudio se ha removido por efecto de erosión una pequeña capa de suelo desde la superficie, el inventario de 7Be remanente en el punto erosionado, A, será menor que el inventario de referencia, Aref. Si h (kg m-2) representa la profundidad másica de la capa de suelo removida, (h, kg m-2), su magnitud puede estimarse por medio de la ecuación (3) y del inventario de 7Be remanente A(h) medido en terreno en ese punto A(h) = Aref e-h/ho (4) Por lo tanto ho y Aref son parámetros de máxima importancia en la determinación de la erosión. Cuando se mide el inventario de 7Be, Bq m-2, en un punto de muestreo del sitio de estudio y ocurre que es mas bajo que Aref, entonces ha ocurrido erosión, R, en este punto. Se puede calcular la masa de suelo erosionado por unidad de superficie (R, kg m-2) a partir de la ecuación (4),

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

==)h(A

ALnhhR ref

o

14

Por el contrario, si en un punto del sitio en estudio el inventario de 7Be, A´, es mayor que Aref, se asume que ha habido depósito neto de suelo. El monto del depósito de sedimento R’ (kg m-2) dependerá del exceso de inventario de 7Be en el punto (A´-Aref) y de la concentración de 7Be de los sedimentos depositados Cd (Bq kg-1). Con ello se puede llegar a determinar el deposito, R’ (kg m-2)

d

ref

CAA

R−

=´

'

Por último se pueden obtener la concentración de 7Be del sedimento depositado, tomando en cuenta la concentración de los sedimentos movilizados (por erosión) desde lo alto de la ladera a través del transecto superficie y la concentración de 7Be en el sedimento erosionado desde un punto particular, Ce (Bq kg-1), a través de la distribución vertical inicial del radionucleido y de la erosión en ese punto. 3.3.2 Método de cuantificación de redistribución de suelo usando clavos El método ha sido utilizado por Pizarro y Cuitiño (1999) para la evaluación de la erosión superficial en la zona central de Chile. Para estimar el suelo erosionado o sedimentado se mide el largo expuesto del clavo al inicio (Linicial) y final (Lfinal) de un período de observación. Si la diferencia es negativa (ΔL=Linicial–Lfinal<0) en el punto ha ocurrido erosión, mientras que si es positiva (ΔL>0) ha ocurrido sedimentación. El monto de la erosión/sedimentación (R, kg m-2) se determina multiplicando ΔL (m) por la densidad aparente (Da, kg m-3) del suelo superficial (R=ΔL*Da), es decir; R = |ΔL| x Da. Por otra parte, la Redistribución neta (r neta) se calcula a través de la diferencia entre la erosión media del suelo y la sedimentación media, ponderado por la fracción del área efectiva por cada uno de estos procesos. Si en esta diferencia hay pérdida de suelo desde la parcela es erosión neta, y si hay acumulación de suelo sedimentación neta. r neta = |E| (fe) – S (fs) donde: r neta = Redistribución neta; E = Erosión media; S = Sedimentación media; fe = Fracción de área erosionada respecto al área total y fs = Fracción de área sedimentada respecto al área total. Además se estimó la fracción de sedimentos movilizados (f mov), que es el porcentaje de suelo que saldría de la parcela respecto al total movilizado dentro de la parcela. Fmov =

E neta

fE media * e

E neta

fE media * e

15

3.4 Trabajo de laboratorio Para la espectrometría gamma de las muestras, los cilindros colectados en las dos grillas del área de referencia se analizaron por separado formando dos grupos de ocho cilindros cada uno. Los núcleos de suelos fueron seccionados en el laboratorio en incrementos de 2 mm de profundidad. Las capas correspondientes a cada intervalo de profundidad fueron mezcladas en los grupos de ocho muestras, secadas a temperatura ambiente y posteriormente a 105ºC, trituradas (Molino Retsch S 1000) y homogenizadas con mezclador Turbula Mixer T2 F durante 25 minutos para formar muestras compuestas a ser sometidas a espectrometría gamma. Así se determinó para cada grilla del sitio de referencia la distribución vertical de la concentración másica de 7Be y de la Da del suelo. Con el promedio de las concentraciones de 7Be medido en cada capa se determinó la profundidad másica de relajación h0±Δho y el inventario de referencia Aref ± ΔAref. Con ello se determinó además la profundidad (cm) y profundidad másica (kg m-2) de penetración del 7Be. Ello con el objeto de estimar la profundidad de corte de las muestras procedentes de los transectos de pendiente, de forma de desechar tanto en la zona de pérdida como en la de acumulación de sedimentos la capa de suelo en que la concentración de 7Be está bajo el límite de detección, para no reducir innecesariamente la concentración de 7Be en la muestra a ser sometida a análisis gamma. La determinación de la profundidad de penetración del 7Be en las áreas afectas a sedimentación se determinó también analizando la concentración de 7Be en incrementos de profundidad. Una vez cortados a la profundidad de penetración del 7Be, los cilindros colectados en las grillas se prepararon para espectrometría gamma de la forma descrita para las muestras procedentes del área de referencia. Los análisis gamma se hicieron con un detector de Ge hiper puro de 28% de eficiencia relativa, de alta resolución y bajo fondo, sistema analizador Nuclear Data y software Canberra Genie 2000, mediante conteo de 10 a 20 h/muestra, garantizando que el error estadístico sea <8%. 3.5 Análisis estadísticos Se utilizó el test no paramétrico de Kolmogorov-Smirnov (KS), a un nivel de confianza de 0,05, para comparar la forma de distribución de los resultados, de movimientos de partículas de suelo, obtenidos por el método de clavos de erosión, con el fin de establecer si existen diferencias significativas entre los tres distanciamientos de rumas de desecho (15 metros (P15), 30 metros (P30) y 45 metros (P45)); además entre la parcela de 15 metros (P15), entre rumas de desechos, con sus dos repeticiones sin acopio de residuos en la parte inferior (P15 (A) y P15 (B)). Por último, se hizo esta comparación, en los resultados obtenidos por ambos métodos (clavos de erosión y 7Be) con el fin de validar los resultados obtenidos a través de mediciones de 7Be.

16

17

4. PRESENTACIÓN Y DISCUCIÓN DE RESULTADOS Del estudio de la evaluación del control de erosión se observó, primero, que el suelo sufre efectos de redistribución frente a las precipitaciones, además el comportamiento de las tasas de distribución de suelo responden de forma diferente con la variación de algunos factores que la determinan. En tanto, los métodos aplicados (clavos de erosión y 7Be) fueron similares respecto a cantidades y tendencias de las tasas de redistribución de suelo. Se entrega el comportamiento de los factores medidos, que son necesarios para la explicación del proceso que se estudia. En cuanto a las observaciones realizadas, se entregan aproximaciones del comportamiento de los procesos ocurridos en el suelo, bajo diferentes separaciones de las rumas de residuos. Estos procesos son erosión media, sedimentación media, erosión y sedimentación neta y fracción de sedimentos movilizados. Además se aporta a la validación de la medición de redistribución de suelo mediante el método del radionucleido cosmogénico 7Be. 4.1 Comportamiento de los factores determinantes de las tasas de erosión 4.1.1 Lluvia La lluvia es unos de los factores que determinan las tasas de erosión. Está ligado a la energía que puede liberar y transformar en erosión, dependiendo de la cantidad, intensidad y duración. En la figura 1 se presenta la precipitación diaria, entre marzo y noviembre, registrada en el pluviógrafo que se encuentra en el área de estudio.

Figura 2. Precipitación diaria en milímetros Para este periodo el promedio de la precipitación diaria es alrededor de 9 mm. En junio se registraron las mayores precipitaciones con un promedio de casi 20 mm por día y un total de 594 mm, siendo un mes lluvioso comparado con la media máxima mensual del periodo 2001-2005, con 475 mm para el mismo mes. El área encasillada

0,020,040,060,080,0

100,0120,0140,0160,0

12-m

ar

01-a

br

21-a

br

11-m

ay

31-m

ay

20-ju

n

10-ju

l

30-ju

l

19-a

go

08-s

ep

28-s

ep

18-o

ct

07-n

ov

27-n

ov

Tiempo

Pre

cipi

taci

ón (m

m)

corresponde al periodo de comparación de los resultados obtenidos por los métodos 7Be y clavos de erosión, que va desde el 28-abril al 21-Junio. En este periodo la precipitación total fue alrededor de 663 mm. 4.1.2 Densidad aparente A partir de las muestras colectadas en el área de referencia se determinó la densidad aparente (Da) del suelo para los primeros milímetros, según se observa en el cuadro 1. Para la estimación del movimiento de suelo por unidad de superficie se utilizó la Da de los primeros dos milímetros, para cada mes.

Cuadro 1. Variación temporal de la densidad aparente (g cm-3) en los primeros seis milímetros de profundidad en el sitio de referencia

Se observa que la densidad aparente del suelo aumentó en el tiempo. Esto puede ser explicado en parte por la compactación que causan las gotas de lluvia al golpear el suelo. 4.1.3 Infiltración La figura 3 muestra el resultado de la infiltración en el sector de estudio.

Figura 3. Curvas de infiltración

Se aprecia que la velocidad de infiltración disminuye en forma considerable luego de 30 minutos, tendiendo a estabilizarse a partir de una hora. El suelo presenta una velocidad de infiltración final de 19 cm h-1. Estos valores son algo más bajos que los encontrados por Iroumé y Schäfer (2000) en condiciones de invierno en un suelo volcánico. Estos valores además se encuentran dentro del rango de los graficados

0

30

60

90

120

0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 2:00Tiempo (h)

Infil

traci

ón (c

m h

-1)

Inf. acumulada

Inf. enc/intervalo

24-ene 02-mar 31-mar 28-abr 02-jun 21-jun 30-jun 01-ago 04-sep 02-oct 02-nov 30-nov Promedio D est

0 - 2 0,50 0,42 0,48 0,60 0,46 0,54 0,50 0,54 0,60 0,70 0,68 0,79 0,57 0,112 - 4 0,48 0,30 0,46 0,60 0,45 0,54 0,50 0,52 0,61 0,67 0,66 0,72 0,54 0,124 - 6 0,44 0,26 0,45 0,61 0,44 0,57 0,50 0,54 0,59 0,69 0,65 0,70 0,54 0,13

0,47 0,33 0,46 0,60 0,45 0,55 0,50 0,54 0,60 0,69 0,67 0,74 0,55 0,12

Profundidad (mm)

Promedio

18

por Morgan (1996) para suelos arcillosos, que informa para estos suelos velocidades de infiltración del orden de 0,5 a 3 cm h-1. 4.1.4 Pendiente

Las características de pendientes entre parcelas fluctúan entre 30% y 37%, como se observa en el cuadro 2. Según lo indicado por Morgan (1996), la erosión aumenta considerablemente con cambios en pendiente hasta los 8º – 10º (14,1 – 17,6 %). En los rangos de pendientes encontrados, las diferencias de erosión no debieran ser significativas.

Cuadro 2. Pendiente de las parcelas 4.2 Redistribución de suelo, utilizando clavos de erosión En el anexo 7 se resumen los resultados de erosión media, sedimentación media, erosión neta, sedimentación neta y fracción de sedimentos movilizados, en toneladas por hectárea. La erosión media a nivel de parcelas, registrada en los 9 periodos respecto al 01 de marzo, se presenta en la figura 4. Se grafica la situación en cada fecha de medición. Se observa una tendencia similar para cada parcela, (diferencias estadísticamente no significativas según KS, con un nivel de confianza de 0,05).

Figura 4. Erosión media acumulada

-35

-30

-25

-20-15

-10

-5

0

Fecha

Eros

ión

med

ia (t

ha-1

)

P 15 P 30 P 45

1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-11

Parcela Tramo (m)Pendiente

longitudinal (%)Pendiente lateral (%)

15 m 0 - 15 29,6 0,0

0 - 15 30,6 0,015 - 30 37,0 10,0

0 - 30 30,6 0,030 - 45 36,4 7,0

30 m

45 m

19

Al principio del periodo de estudio se observa una importante tasa de erosión, que podría deberse a la influencia de las lluvias sobre el material de suelo suelto que se encuentra disponible. Luego, se nota una leve disminución de la tasa de erosión que coincide con un periodo de menores precipitaciones (223 mm, un 16% menos que en el periodo antecesor, y precipitación máxima diaria de 55 mm, bastante menor que los 137 caídos el periodo anterior). Los valores máximos acumulados de erosión media se alcanzan al final del penúltimo mes para la parcela de 30 metros (P30), con un poco más de 29 t ha-1. En esta parcela, durante el último mes de medición, se registró una disminución de la erosión media, por lo que al final del periodo de estudio la erosión media fue de 26 t ha-1. Las tres parcelas estudiadas (P15, P30 y P45) registraron al final del estudio erosiones netas muy similares (23 t ha-1en P15, 26 t ha-1en P30 y 28 t ha-1en P45). Estos valores son menores a los encontrados por Pizarro y Sangüesa (2002) que son del orden de 45 y 33 t ha-1, para dos lugares diferentes en la VII Región, en un periodo de seis meses de estudio. Estas diferencias podrían estar dadas principalmente por la acción protectora sobre el suelo de las rumas de desechos que no estaban presentes en el estudio de Pizarro y Sangüesa (2002). La Figura 5 muestra el comportamiento de las tasas de sedimentación medidas respecto al 01 de marzo, en las tres parcelas (P15, P30 y P45). Existen diferencias de los montos de sedimentación obtenidos entre parcelas (estadísticamente altamente significativas según el test de KS a un nivel de confiabilidad de 0,01 entre todos los resultados, P15, P30 y P45). Las mayores tasas de sedimentación corresponden a la parcela de 15 metros de distanciamiento (P15) entre rumas de desechos.

Figura 5. Sedimentación media acumulada

Las diferencias de sedimentación estarían dadas por las características variables entre parcelas. Se puede asumir que la parcela de 15 metros (P15) tuvo una mayor sedimentación, primero por la menor longitud de la parcela, ya que, según lo estipulado por Morgan (1996) el flujo superficial del agua alcanzaría menor energía. Segundo, las condiciones de las rumas de residuos que actúan como barrera protectora provocando la depositación del suelo, siendo los principales factores la

0

20

40

6080

100

120

140

Fecha

Sed

med

ia (t

ha-1

)

P 15 P 30 P 45

1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-11

20

perpendicularidad al sentido de la pendiente, el ordenamiento de estos restos vegetales y su granulometría. Bajo estos concepto se observó que la mejor disposición y ordenación de la ruma de residuos es en la parcela de 15 m. Por otro lado en la parcela de 30 m se observó que la barrera inferior no se encontraba totalmente perpendicular al sentido de máxima pendiente (Anexo 8). El aumento importante de sedimentación apreciado en la P15, sería atribuible principalmente a lo anteriormente explicado, puesto que tiene mayor capacidad de retención de las partículas movilizadas, por la ruma de desechos. Las disminuciones observadas podrían ser explicadas por bajas en las precipitaciones del periodo correspondiente. La sedimentación al final del periodo para P15 alcanzó a 128 t ha-1 mientras que en P30 y P45 los montos son de 18 t ha-1 y 46 t ha-1, respectivamente. En el estudio realizado por Pizarro y Sangüesa (2002) los montos de sedimentación media se encuentran alrededor de 13 t ha-1 y 6 t ha-1, comparados con las parcelas de 15 y 45 metros de longitud se distinguen diferencias importantes, esencialmente por la acción de las rumas de residuos en el control de los sedimentos movilizados. El menor control observado en la parcela de 30 metros de longitud para la retención de sedimentos, respecto a P45, podría deberse a los desperfectos de la ruma de desecho inferior, discutidos en los párrafos anteriores. La redistribución neta de suelo entre las parcelas mostró diferencias (estadísticamente significativas según el test de KS a un nivel de confiabilidad de 0,05 entre los resultados de P15 y P30, pero no significativas entre P45 con P30 y P15), figura 6.

Figura 6. Montos acumulativos de redistribución neta del suelo, valores negativos corresponden a erosión neta y positivos a sedimentación neta

Las diferencias mencionadas están dadas principalmente por la capacidad de las rumas de residuos de retener las partículas de suelo. Las parcelas P15 y P45 parecen más eficientes para el control de la erosión. En la parcela de 30 m (P30) se registró una erosión neta al final del periodo de casi 9 t ha-1.

-10

-5

0

5

10

15

Fecha

Red

istr

ibuc

ión

neta

(t h

a-1)

P 15 P 30 P 45

1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-11

21

La Figura 7 compara lo que ocurre en la parcela de 15 m de longitud con sus dos repeticiones sin barrera en la parte inferior, P 15 (A) y P 45 (B) ubicadas en las parcelas de 30 y 45 m de longitud respectivamente.

Figura 7. a) Erosión media y b) Sedimentación media; comparación de la P 15 y sus réplicas sin

barrera inferior. Se observa que los montos de erosión (a) se mantuvieron relativamente similares (estadísticamente sólo hubo diferencia significativa según KS con un nivel de confianza de 0,05 entre P15 y P15 (A) con P-valor = 0.03) en el tiempo, esto prueba por una parte que las mayores pendientes encontradas en P 30 y P 45 no tienen gran influencia en los primeros 15 metros. No es así en los montos de sedimentación (b) donde la parcela de 15 metros (P15) registró volúmenes mayores de depósito de sedimentos (estadísticamente con diferencias significativas entre P15 y sus repeticiones, entre P15 (A) y P15 (B) no hubo diferencias significativas, todas con un nivel de confianza de 0.05). Lo último se relaciona con la capacidad de la ruma de desecho de esta parcela (P15) para retener las partículas de suelo ya que los puntos de depósito más importante fueron al pie de ésta. Morgan (1996), comenta que una de las características de la vegetación es absorber la energía del agua en movimiento, esto haría que la ruma de desecho absorbiera dicha energía permitiendo que las partículas de suelo no sigan en movimiento ladera abajo. Respecto a la capacidad de retención de sedimento en las partes inferiores de las parcelas, se muestra, en la figura 8, tres situaciones puntuales en el tiempo de lo ocurrido en cada uno de los de los diez puntos de medición de distribución de suelo, distribuidos a lo largo de las tres parcelas (P15 con 15 metros, P30 con 30 metros y P45 con 45 metros). Sobre la línea de división 0 del eje Y corresponde a sedimentación (S) y bajo esta línea a erosión (E).

020406080

100120140

Fecha

Sed

med

ia (t

ha-1

)

P 15 P 15 (A) P 15 (B)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

Fecha

Eros

ión

med

ia (t

ha-1

)

P 15 P 15 (A) P 15 (B)

1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-11 1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-110

20406080

100120140

Fecha

Sed

med

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)

P 15 P 15 (A) P 15 (B)

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Fecha

Eros

ión

med

ia (t

ha-1

)

P 15 P 15 (A) P 15 (B)

1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-11 1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-11

a) b)

22

Figura 8. Redistribución de suelo a lo largo de las parcelas, en tres intervalos de tiempo, valores negativos corresponden a erosión (E) y positivos corresponden a sedimentación (S)

La sedimentación más importante ocurrió en los extremos inferiores de las parcelas, exceptuando la P 30. En P 15 se obtuvo el mayor volumen sedimentado, seguido por P 45. La P 30 no mostró depósitos importantes de suelo, esto implica que la ruma de desecho no fue eficiente en la retención de las partículas de suelo, debido principalmente a la distribución de los restos y la poca perpendicularidad con el sentido de la máxima pendiente dentro de la parcela. La P 45 aumento la eficiencia para la retención de sedimentos a término del período de estudio, esto podría ser explicado por la acumulación de sedimentos en la parte baja que fue tapando los espacios que dejaban traspasar los sedimentos. Se observa en la figura 9 la fracción de sedimentos movilizados desde las parcelas de 15 metros (P15), 30 metros (P30), 45 metros (P45) y las repeticiones de la parcela de 15 metros (P15(A) y P15(B)).

Figura 9. Fracción de sedimentos movilizados (F sed movilizados) en los distintos periodos

0

20

40

60

80

100

Fecha

F Se

d m

ovili

zado

s (%

)

P15P30P45P15(A)P15(B)

1-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-111-3 31-3 28-4 2-6 30-6 1-8 4-9 2-10 02-11 30-11

Novie

mbr

eJu

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E/S

(t ha

-1)

Distancia (m)0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.00.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0

P 15 P 30 P 45P 15 P 30 P 45P 15 P 30 P 45

-40-200

20406080

100-100

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0

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-20-10

01020304050

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Se aprecia que, en general, la mayor fracción de sedimentos movilizados se encontraría al inicio del periodo de estudio (marzo a junio) tendiendo a ser menos importante en el tiempo. El valor más notable es en la parcela de 15 metros (P15) que presenta una fracción de sedimentos movilizados importante en el primer periodo de medición, mientras que las mayores fracciones de sedimentos movilizados, corresponden a la parcela de 30 metros de longitud y las repeticiones de la parcela de 15 metros, la tendencia de los valores de estas parcelas (de repetición) parecen ser normales ya que no cuentan con pilas de residuos en la parte inferior. El efecto de las rumas de residuos pareció ser positivo, concordando con estudios citados por Morgan (1996) quien entrega montos de pérdidas anuales de suelo de 0,9 y 3,8 t ha-1 para parcelas con protección frente a montos de 126,6 y 43 t ha-1 de pérdidas de suelo en parcelas sin ninguna cubierta protectora. También Pizarro y Sangüesa (2002) han desarrollado estudios mediante clavos de erosión, en la Región del Maule, en parcelas abiertas sin acopios de material que altere las condiciones internas, obteniendo montos de erosión neta del orden de 31 t ha-1 y 26 t ha-1, con rangos de pendientes entre 5% a 10%, durante un periodo de seis meses. Respecto al ancho óptimo, no se logran evidenciar diferencias claras respecto a la erosión neta. Una razón es, por las características de la ruma de residuos de la parcela de 15 metros que ya se discutió en párrafos anteriores. No obstante, se evidencia, principalmente sobre los montos de sedimentación, que la parcela de 15 metros entre rumas de residuos (P15) tiene un control mayor en la retención del suelo, evitando pérdidas. Además López y Blanco (1968) ya han mencionado que mayores longitudes de pendiente aumentan los montos de pérdidas de suelo. Considerando la fracción de pérdida de sedimentos, la parcela de 15 metros (P15) también muestra ventajas respecto a los demás distanciamientos entre rumas de desechos. 4.3 Variación del inventario y distribución en profundidad del 7Be en el área de referencia La condición con precipitaciones importantes, que pudiera generar movimientos significativos de suelo, se observó en el periodo que va desde el 28 de abril hasta el 21 de junio, con una precipitación total de 675 mm. La figura 10 muestra la distribución diaria de la lluvia caída en este periodo. Asumiendo la generación de redistribución de suelo en este periodo, se procedió a medir la erosión a través de 7Be, comprando con la densidad de la actividad del radionucleido en el área de referencia. Paralelamente se obtuvieron resultados de la erosión medida a través de clavos, coincidentes en el periodo, realizando una comparación de los resultados obtenidos por ambos métodos.

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Figura 10. Precipitación diaria para el periodo 27 de abril y 21 de junio La precipitación medida en el periodo (54 días) fue de 675 mm, con una precipitación máxima diaria que bordeó los 108 mm. La figura 11 muestra la evolución temporal del inventario de referencia de 7Be, durante un periodo de tiempo de observación que va desde enero a junio de 2006.

Figura 11. Variación del inventario de 7Be en el sitio de referencia

Esta tendencia responde a la dinámica de depósito del radionucleido en el suelo, descrito por Kaste (2002), ya que es lavado desde la atmósfera por la lluvia para depositarse posteriormente en el suelo, considerando además que los flujos de 7Be son proporcionales a los volúmenes de precipitación. Kaste (2002) indica que valores de flujo atmosférico anual de 7Be observado, varía entre 1.000 a 6.500 Bq m-2, mientras que en el periodo anual los máximos inventarios de este radionucleido se han observado durante la primavera. La figura 12 representa la distribución vertical del inventario de 7Be en el sector referencial.

0

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4-06

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6-06

Tiempo (d)Pr

ecip

itaci

ón (m

m)

Fecha

Act

ivid

ad 7 B

e (B

q m

-2)

286 221 176

512667

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1161

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1200

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enero febrero marzo abril mayo junio

Bq m-2 286 221 176 512 667 1100 1161

24-ene 02-mar 31-mar 28-abr 02-jun 21-jun 30-jun

Fecha

Act

ivid

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e (B

q m

-2)

286 221 176

512667

1100

1161

400

800

1200

1600

enero febrero marzo abril mayo junio

Bq m-2 286 221 176 512 667 1100 1161

24-ene 02-mar 31-mar 28-abr 02-jun 21-jun 30-jun

Bq m-2 286 221 176 512 667 1100 1161

24-ene 02-mar 31-mar 28-abr 02-jun 21-jun 30-jun

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Figura 12. Distribución en profundidad de 7Be en el área de referencia El inventario utilizado en el área de referencia fue 1.101 ± 36 Bq m-2 y la profundidad másica de relajación de 1,59 ± 0,14 kg m-2. 4.4 Comparación de la redistribución de suelo obtenido por 7Be y clavos de erosión Los resultados entregados en el cuadro 3 muestran los montos de redistribución de suelo generados durante el periodo que va desde el 28 de abril al 21 de junio (54 días), utilizando los métodos de clavos de erosión y 7Be.

Cuadro 3. Comparación de resultados obtenidos con clavos y 7Be, para las diferentes parcelas

E/eros: Erosión Sed: Sedimentación/sedimentos F: Fracción Estos resultados indican que, según el método de 7Be, los montos de erosión neta van de 0,9 t ha-1 hasta 2,5 t ha-1, medidos en las parcelas de 15 y 30 respectivamente, y las tasas de pérdidas de sedimentos de 24 a 84 % en el mismo orden de parcelas. La tendencia de la predistribución de suelo observada en las parcelas es similar con el método de clavos de erosión. El valor mínimo de erosión neta fue alrededor de 0,6 t ha-1 para la parcela de 15 metros (P15) y 3,4 t ha-1 en la parcela de 30 metros (P30), mientras que las tasas de pérdida de sedimentos van de 18% a 67%, en el mismo orden de parcelas.

0

1

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0 200 400 600 800 1000 1200

Areal activity density (Bq m-2)

Mas

s dep

th (k

g m

-2)

Aref 1.101 Bq m-2

h 0 1,59 Kg m-2

r 0,999

Estimado ObservadoEstimado Observado

P15 Clavos P15 7Be P30 Clavos P30 7Be P45 Clavos P45 7BeE media (t ha-1) -6.37 -4.78 -8.37 -4.06 -9.97 -3.64

Sed media (t ha-1) 5.84 12.71 5.12 1.65 6.50 8.58f área eros (%) 53 78 61 72 58 78f área sed (%) 47 22 33 28 42 22

Erosión neta (t ha-1) -0.60 -0.89 -3.41 -2.47 -3.11 -0.93F Sed movilizados (%) 18 24 67 84 53 33

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Los valores de erosión neta observados, tienden a ser menores que los obtenidos por Mancilla (2006) mediante los métodos de clavos de erosión y 7Be (3,1 t ha-1 y 3,9 t ha-1 respectivamente). Esta tendencia en los resultados es esperable, ya que en las mediciones realizadas por Mancilla (2006) no hay una zona de depositación de sedimentos. Otra diferencia corresponde a la época de toma de datos entre agosto y septiembre, que según lo observado, los montos disminuyen respecto al periodo del estudio actual. El resultado en cada punto de comparación entre estos métodos (10 en cada parcela distribuidos uniformemente) se muestra en la Figura 13. Los puntos sobre la línea de división 0 del eje Y muestra que ocurrió sedimentación (S) y los valores negativos corresponden a puntos con erosión (E)

Figura 13. Redistribución de suelo en las parcelas, para clavos de erosión y 7Be

No se observan diferencias estadísticamente significativas (según KS con un nivel de confianza 0,05) entre los resultados obtenidos mediante los dos métodos de medición de movilización de suelo, para ninguna de las tres parcelas (P15, P30 y P45). Estos resultados confirman las mediciones realizadas por Mancilla (2006) que no registró diferencias significativas en los montos de pérdidas de suelo calculado por ambas metodologías (clavos de erosión y 7Be). Schuller (2006) también documentó magnitudes similares de erosión neta, medida a través de clavos de erosión y 7Be con montos de 3,2 t ha-1 y 3,9 t ha-1, respectivamente, en parcelas de 12 metros de longitud ubicada entre dos filas de residuos.

-20-10

010203040

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Puntos

E/S

(t ha

-1)

R45 ClavosR45 7Be

-20-10

010203040

E/S

(t ha

-1)

R30 ClavosR30 7Be

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010203040

E/S

(t ha

-1)

R15 ClavosR15 7Be

-20-10

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Puntos

E/S

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-1)

R45 ClavosR45 7Be

-20-10

010203040

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Puntos

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-1)

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-20-10

010203040

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-1)

R15 ClavosR15 7Be

-20-10

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E/S

(t ha

-1)

R15 ClavosR15 7Be

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Los resultados obtenidos a través del método de 7Be son más uniformes respecto al método clavos de erosión, pues, teniendo valores similares presenta una desviación estándar (omitiendo el último punto de medición) tres veces menor respecto a las variaciones los resultados de los clavos de erosión, Anexo 9. La menor variación de valores de movimiento de suelos, entre puntos en sentido de la pendiente, podría ser atribuible a unas de la ventajas mencionadas por Schuller et al. (2006) respecto al método de 7Be como trazador de erosión, donde cada muestra representa una fracción de superficie mayor del área de estudio, mientras que los clavos de erosión cubren una superficie muy reducida. Esta característica puede hacer que los clavos de erosión sean mayormente influenciados por micro relieves. Además el cuerpo del clavo puede provocar la formación de pequeños montículos a su alrededor, desde su instalación hasta el momento de la medición de alturas de éstos, lo que llevaría a sobre estimar los montos de sedimentación de suelo. La similitud de los resultados obtenidos por el método de 7Be y clavos de erosión, constituyen una validación de los resultados obtenidos utilizando el método de 7Be.

28

5. CONCLUSIONES El estudio permitió cuantificar las tasas de pérdidas de suelo, para tres distanciamientos entre rumas de desechos (15 m, 30 m y 45 m) al final del periodo, obteniéndose erosión neta en las parcelas de 15 (P15) y 30 (P30) metros, mientras que en la parcela de 45 metros se registró sedimentación neta.

Los resultados obtenidos en el periodo (56 días) de comparación de los métodos de clavos de erosión y 7Be, parecen validar los resultados obtenidos utilizando 7Be, potenciando este método como una buena técnica para la documentación de pérdidas de suelo y su distribución espacial a corto plazo. Respecto a la utilidad de las rumas de desecho en el control de pérdidas de suelo, resultaron en general ser eficientes, permitiendo la depositación de las partículas de suelo al interior de la parcela. No obstante, para obtener un control eficiente de los sedimentos, es necesario que sean instaladas perpendicular a la línea de máxima pendiente. Se apreció que el mejor distanciamiento entre rumas de residuos, corresponde a 15 metros, principalmente por los altos montos de sedimentos atrapados. En las parcelas de 15 (P15) y 45 (P45) metros la fracción de sedimentos movilizados fue nula en cinco de los nueve periodos observados, no obstante los porcentajes de sedimentos movilizados tendieron a ser menores en la parcela de 15 (P15) metros. Dado que la separación de 15 metros entre rumas consecutivas ha resultado más efectiva en el control de la erosión, sería interesante en una investigación posterior estudiar parcelas de menos de 15 m de separación, para avanzar en propuestas de separación óptima entre rumas.

29

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32

ANEXOS

Anexo 1

Abstract and keywords

SUMMARY This study tries to improve the logging debris management, specially the separation between consecutive woody trash barriers, to control soil erosion after clearcutting operations in plantation forestry. In addition it intends to validate the use of the radionuclide 7Be as a method to study soil redistribution to calculate erosion and sedimentation rates, as compared with the use of erosion pins. This study was developed in the area of Los Pinos, located 14 km to the Northwest of the city of Valdivia, in a site that was clearcut in the summer of 2005-2006 (December 2005 to February 2006). In the study area three plots with longitudinal slopes between 30 and 37% were installed. They were limited up and down slope by woody trash barriers built following the contour lines, with separations of 15, 30 and 45 meters between consecutive barriers. In each one of the plots, two superimposed evenly distributed sampling grids were defined, to install erosion pins in one of them and collect soils samples for 7Be counting in the other. The measurements were made once a month from March to November 2006 in the erosion pin grid. For 7Be samples were collected monthly at the reference site and in June following an intense erosive rainfall event. The results obtained with the erosion pins show that at the end of the study period, net soil redistribution was -1.0, -8.7 and 3.1 t ha-1; mean erosion was -23, -26 and -28 t ha-1; mean sedimentation was 128, 18 and 46 t ha-1 and the fraction of mobilized sediments was 6, 57 and 0%, in the 15, 30 and 45 meters long plots, respectively. On the other hand, in the comparison of the erosion pins and the 7Be methods for the erosive event registered between April and June 2006, net erosion was -0.6, -3.4 and -3.1 t ha-1 and the fraction of mobilized sediments was 18, 67 and 53% in the 15, 30 and 45 meters long plots for the erosion pin method, while the 7Be method yielded a net erosion of -0.9, -2.5 and -0.9 t ha-1 and a fraction of mobilized sediments of 19, 86 and 41%, for the 15, 30 and 45 meter long plots, respectively. Soil losses measured in this study are lower than those obtained in bare soil plots without erosion control management practices. In this research, the 15 meter long plot was found to be more effective for soil erosion control. Lastly, the comparison between the erosion pin and the 7Be methods allows validating the soil redistribution after intense erosive events measured by means of the 7Be methodology. Key words: erosion, clearcutting, woody trash barriers, erosion pins, 7Be.

Anexo 2

Generación de 7Be

Figura 1: Una de las formas de generación de 7Be es por bombardeo de nitrógeno atmosférico por los protones de origen cósmico

Reacciones de formación de 7Be en la atmósfera. 14N + n → 7Be + 8Li 14N + p → 7Be + 24He 16O + n → 7Be + 10Be 16O + p → 7Be + 10Be 16O + n → 7Be + 6He + 4He 16O + p → 7Be + 7Li + 3He

Anexo 3

Cuadro de precipitaciones (mm) y temperaturas (ºC) de los últimos 5 años

Cuadro 1. Precipitación (mm) medida en los últimos cinco años, en la estación metereológica de la Universidad Austral de Chile

MES 2001 2002 2003 2004 2005 Promedio EN 143,0 36,7 46,0 17,1 49,1 58,4 FB 39,6 90,2 31,0 27,3 3,0 38,2 MR 76,6 269,0 65,5 83,8 142,3 127,4 AB 97,6 169,3 124,7 355,9 59,6 161,4 MY 361,2 370,7 154,3 52,7 785,1 344,8 JN 417,1 353,4 559,9 559,7 485,4 475,1 JL 583,3 319,3 332,5 479,4 337,2 410,3 AG 261,6 391,5 226,4 236,8 391,8 301,6 SP 107,3 236,7 296,4 185,6 148,6 194,9 OC 54,8 504,7 183,1 230,4 61,7 206,9 NV 94,1 287,1 164,8 107,8 277,5 186,3 DC 9,5 111,6 120,4 126,5 46,0 82,8

Total 2.245,7 3.140,2 2.305,0 2.463,0 2.787,3 2.588,2 Fuente: Comunicación personal, Profesor Anton Huber

Cuadro 2. Temperatura media mensual (ºC) de los últimos cinco años, medida en la estación metereológica de la Universidad Austral de Chile

MES 2001 2002 2003 2004 2005 Promedio EN 16,2 18,0 16,8 18,4 16,6 17,2 FB 17,0 17,6 16,0 17,9 19,1 17,5 MR 14,4 13,8 16,6 15,8 14,5 15,0 AB 11,3 11,7 11,6 12,4 11,3 11,7 MY 10,1 10,7 10,1 9,6 9,5 10,0 JN 8,5 7,2 10,0 9,6 7,7 8,6 JL 7,9 7,9 7,6 8,1 8,1 7,9 AG 8,9 9,6 8,8 8,8 8,4 8,9 SP 10,6 9,6 10,0 9,8 9,7 9,9 OC 13,0 11,2 11,6 11,7 11,3 11,7 NV 13,4 13,3 14,3 14,2 13,8 13,8 DC 17,9 15,5 14,3 15,6 16,5 16,0

Fuente: Comunicación personal, Profesor Anton Huber

Anexo 4

Esquemas de parcelas utilizadas en el estudio

Figura 2. Diseño de la parcela entre pilas de desechos con separación de 15 m

: Clavos de la parcela de 15 m : Cilindro : Rumas de desechos

15 m

16,5º

7,5 m

15 m

16,5º

7,5 m

15 m

16,5º

7,5 m

Figura 3. Diseño de la parcela entre pilas de desechos con separación de 30 m

: Clavos de la parcela de 30 m

: Réplica de la distribución de clavos de la parcela de 15 m, (15 (A)) : Cilindro : Rumas de desechos

15 m

20,5º

15 m

17º

7,5 m

5 m; 5,7º

15 m

20,5º

15 m

17º

7,5 m

5 m; 5,7º

15 m

20,5º

15 m

17º

7,5 m

5 m; 5,7º

15 m

20,5º

15 m

17º

7,5 m

5 m; 5,7º

Figura 4. Diseño de la parcela entre pilas de desechos con separación de 45 m

: Clavos de la parcela de 45 m

: Réplica de la distribución de clavos de la parcela de 15 m, (15 (B))

: Réplica de la distribución de clavos de la parcela de 30 m, (30 (A)) : Cilindro : Rumas de desechos

30 m

17º

15 m

20º

7,5 m

7,5 m; 4º

30 m

17º

15 m

20º

7,5 m

7,5 m; 4º

Referencia A Referencia B

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Meses Meses

Figura 5. Diseño de la parcela para medición del inventario de referencia y profundidad másica de relajación.

Anexo 5

Instrumentos de apoyo

Figura 6. Pluviógrafo Figura 7. Pluviómetro

Anexo 6

Formularios de terreno

Cuadro 3. Formularios para registro de la longitud expuesta de clavos en las parcelas de 15 y 30 m

Distancia Ruma Desechos 15 Ruma Desechos 30 Distancia(m) Transecto A Transecto B Transecto A Transecto B (m) 0,0 1.1 1.1 1.1 1.1 0,0

1.2 1.2 1.2 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3

1,7 2.1 2.1 2.1 2.1 1,7 2.2 2.2 2.2 2.2 2.3 2.3 2.3 2.3

3,3 3.1 3.1 3.1 3.1 3,3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.3 3.3 3.3 3.3

5,0 4.1 4.1 4.1 4.1 5,0 4.2 4.2 4.2 4.2 4.3 4.3 4.3 4.3

6,7 5.1 5.1 5.1 5.1 6,7 5.2 5.2 5.2 5.2 5.3 5.3 5.3 5.3

8,3 6.1 6.1 6.1 6.1 8,3 6.2 6.2 6.2 6.2 6.3 6.3 6.3 6.3

10,0 7.1 7.1 7.1 7.1 10,0 7.2 7.2 7.2 7.2 7.3 7.3 7.3 7.3

11,7 8.1 8.1 8.1 8.1 11,7 8.2 8.2 8.2 8.2 8.3 8.3 8.3 8.3

13,3 9.1 9.1 9.1 9.1 13,3 9.2 9.2 9.2 9.2 9.3 9.3 9.3 9.3

15,0 10.1 10.1 10.1 10.1 15,0 10.2 10.2 10.2 10.2 10.3 10.3 10.3 10.3 11.1 11.1 16,7 11.2 11.2 11.3 11.3 12.1 12.1 20,0 12.2 12.2 12.3 12.3 13.1 13.1 23,3 13.2 13.2 13.3 13.3 14.1 14.1 26,7 14.2 14.2 14.3 14.3

X.1 = Clavo superior 15.1 15.1 30,0 X.2 = Clavo inferior izquierdo 15.2 15.2 X.3 = Clavo inferior derecho 15.3 15.3

Cuadro 4. Formularios para registro de la longitud expuesta de clavos en las parcelas de 45 m.

Distancia Ruma Desechos 45 Ruma Desechos 45 Distancia(m) Transecto A Transecto B (m) 0,0 1.1 11.1 1.1 11.1 16,7

1.2 11.2 1.2 11.2 1.2 11.3 1.2 11.3

1,7 2.1 12.1 2.1 12.1 20,0 2.2 12.2 2.2 12.2 2.3 12.3 2.3 12.3

3,3 3.1 13.1 3.1 13.1 23,3 3.2 13.2 3.2 13.2 3.3 13.3 3.3 13.3

5,0 4.1 14.1 4.1 14.1 25,0 4.2 14.2 4.2 14.2 4.3 14.3 4.3 14.3

6,7 5.1 15.1 5.1 15.1 26,7 5.2 15.2 5.2 15.2 5.3 15.3 5.3 15.3

8,3 6.1 16.1 6.1 16.1 30,0 6.2 16.2 6.2 16.2 6.3 16.3 6.3 16.3

10,0 7.1 17.1 7.1 17.1 35,0 7.2 17.2 7.2 17.2 7.3 17.3 7.3 17.3

11,7 8.1 18.1 8.1 18.1 40,0 8.2 18.2 8.2 18.2 8.3 18.3 8.3 18.3

13,3 9.1 19.1 9.1 19.1 45,0 9.2 19.2 9.2 19.2 9.3 19.3 9.3 19.3

15,0 10.1 10.1 10.2 10.2 10.3 10.3

X.1 = Clavo superior X.2 = Clavo inferior izquierdo X.3 = Clavo inferior derecho

Anexo 7

Resultado de redistribución acumulada de suelo utilizando clavos de erosión

Cuadro 5. Erosión media, sedimentación media y erosión neta, en tonelada por hectárea. Para las parcelas y repeticiones, para cada periodo.

E media : Erosión media Sed media : Sedimentación media Erosión neta : Erosión neta Sed neta : Sedimentación neta F Sed movilizados : Fracción de sedimentos movilizados * en porcentaje

Fecha Evento Parcela 15 Parcela 30 Parcela 45 Parcela 15 (A) Parcela 15 (B) Parcela 30 (A)(t ha-1) (t ha-1) (t ha-1) (t ha-1) (t ha-1) (t ha-1)

E media = -13,39 -7,03 -9,40 -6,97 -9,63 -7,13Sed media = 29,85 5,74 18,44 3,55 6,45 6,13

Erosión neta = -6,18 -3,45 -3,99 -6,18 -8,74 -5,29Sed neta = 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

F Sed movilizados* 55,42 70,64 52,66 92,73 96,06 86,13E media = -17,16 -10,83 -19,03 -8,11 -13,99 -12,31

Sed media = 74,92 7,73 18,44 6,15 9,70 8,28Erosión neta = -1,33 -2,50 -4,44 -1,61 -8,60 -7,80

Sed neta = 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00F Sed movilizados* 9,64 43,69 40,00 42,03 82,01 81,17

E media = -12,27 -8,23 -15,56 -8,66 -10,11 -10,41Sed media = 33,94 6,45 18,28 4,15 9,04 4,94

Erosión neta = 0,00 -2,14 -3,34 -1,63 -5,83 -4,41Sed neta = 5,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

F Sed movilizados* 0,00 52,08 33,62 52,05 76,84 76,30E media = -11,82 -11,69 -17,71 -9,13 -13,48 -12,69

Sed media = 43,23 8,65 18,24 6,68 10,95 6,68Erosión neta = 0,00 -4,17 -4,73 -1,53 -7,37 -6,77

Sed neta = 2,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00F Sed movilizados* 0,00 61,22 41,80 35,48 72,94 76,84

E media = -16,17 -15,06 -15,94 -8,01 -14,38 -15,67Sed media = 45,23 8,79 31,28 6,50 22,12 8,12

Erosión neta = 0,00 -2,47 0,00 -0,35 -3,23 -4,44Sed neta = 5,19 0,00 1,11 0,00 0,00 0,00

F Sed movilizados* 0,00 34,75 0,00 9,33 32,32 53,66E media = -22,28 -16,11 -23,51 -12,20 -21,25 -18,20

Sed media = 83,05 14,41 33,73 11,01 28,48 33,11Erosión neta = -4,72 -2,50 0,00 -3,45 -2,11 -0,50

Sed neta = 0,00 0,00 2,67 0,00 0,00 0,00F Sed movilizados* 25,45 29,41 0,00 48,44 17,04 4,71

E media = -22,28 -20,63 -25,96 -11,73 -27,68 -17,42Sed media = 69,42 17,56 39,76 13,65 26,45 23,35

Erosión neta = 0,00 -1,94 0,00 -0,45 0,00 0,00Sed neta = 0,65 0,00 6,52 0,00 4,00 2,97

F Sed movilizados* 0,00 19,87 0,00 6,93 0,00 0,00E media = -15,03 -29,15 -16,19 -14,50 -17,31 -14,53

Sed media = 57,68 17,20 35,43 13,14 34,49 28,93Erosión neta = 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Sed neta = 8,02 2,08 11,05 0,13 8,59 7,20F Sed movilizados* 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

E media = -23,35 -25,63 -27,60 -21,56 -24,55 -25,63Sed media = 128,06 17,88 46,02 14,49 34,47 33,82

Erosión neta = -1,02 -8,71 0,00 -7,54 -3,51 -4,39Sed neta = 0,00 0,00 3,07 0,00 0,00 0,00

F Sed movilizados* 5,45 55,61 0,00 57,22 23,41 28,04

01-ago

04-sep

31-mar

28-abr

02-jun

30-jun

30-nov

02-nov

02-oct

Anexo 8

Límite inferior de las parcelas (P15 y P30)

Figura 8. Demostración de la no perpendicularidad del límite inferior de la parcela de

30 metros (P30) (b) respecto a la parcela de 15 metros (P15) (a) : Límite inferior de la parcela

Anexo 9

Comparación de resultados obtenidos a través de clavos de erosión con los obtenidos a través del método 7Be

Cuadro 6. Comparación de movimientos de suelo en P15, P30 y P45, para ambos métodos de medición

Promedio puntos R15 Clavos R15 7Be R30 Clavos R30 7Be R45 Clavos R45 7Be1 - 2 -2,26 -7,41 -1,81 -4,73 1,81 -5,173 - 4 -0,90 -4,32 0,90 -1,03 -7,22 -1,365 - 6 8,12 1,55 -11,73 -7,67 -13,54 -3,197 - 8 1,81 -7,00 -6,32 -1,31 -6,32 -0,77

9 - 10 -16,25 -3,87 6,32 -0,29 0,90 -0,0611 - 12 -3,61 -3,62 -9,03 -2,82 11,73 -7,9413 - 14 -2,71 -1,47 -3,61 -2,03 0,90 -4,0115 - 16 3,61 -8,28 -8,12 -3,05 -13,54 -4,5417 - 18 2,71 5,97 1,81 0,33 -6,32 -0,1319 - 20 4,06 33,37 0,90 -4,06 3,61 32,45D EST 6,8 4,6 5,9 2,5 8,1 2,7