La Erosión

La Erosión

1. Comprende el desprendimiento, transporte y posterior depósito de materiales de suelo o roca por acción de la fuerza de un fluido en movimiento.

2. Tiene cuatro variables principales

   • Cantidad e intensidad de la lluvia
   • Pendiente y topografía de terreno
   • Propiedades físicas y químicas del suelo
   • Características de la cobertura vegetal

3. Hidrología

   • Análisis hidrológico
     • Determina los caudales máximos y velocidades máximas de las corrientes
   • Ciclo hidrológico
     • Incluye las nubes o vapor de agua, la precipitación en forma de lluvia granizo o nieve, la infiltración, la evapotranspiración, la escorrentía, las corrientes subterráneas, los acuíferos, los ríos y quebradas, los mares y los lagos
       • Lluvias
         • Serie de fenómenos atmosféricos que ocurren en las nubes
           • Precipitación conectiva (Tormentas)
           • Precipitación estratiforme
           • Precipitación orográfica
           • Los grupos de nubes (Clusters) tropicales
           • El Niño y La Niña
           • Huracanes
         • Anomalías climáticas
           • Activan focos de erosión y causan denudación de grandes áreas de suelo. Generando problemas acelerados de erosión o avalanchas.
         • Medición de la precipitación
           • Lluvia en un punto (El pluviómetro y el pluviógrafo)
           • Distribución espacial de la lluvia (radar calibrado con una serie de pluviómetros en varios puntos del área.)
         • Sistema anual de lluvias
           • Unimodal (Una gran temporada lluviosa anual y una temporada seca)
           • Bimodal (Dos temporadas secas y dos temporadas lluviosas)
         • Tormenta de diseño
           • La lluvia hipotética de diseño se debe determinar la intensidad de la lluvia y la duración de la tormenta.
       • Escorrentía
         • Proporción de lluvia que fluye sobre la superficie del terreno.
           • Caudales concentrados
             • La magnitud de los caudales de escorrentía recolectados puede ser determinada referenciándose al hidrograma unitario. En áreas pequeñas se utiliza el Método Racional
           • Es precursora de problemas de erosión y la detección a tiempo de un problema permite su control en forma fácil y económica
       • Infiltración
         • Lluvia al caer sobre el suelo trata de infiltrarse, desplazando el agua existente hacia abajo, creando una capa delgada de saturación; equilibrio se logra cuando todo el perfil está transmitiendo agua a la máxima rata permitida por la parte menos permeable de los horizontes.
           • Capacidad de infiltración
             • Depende de la cobertura vegetal, pendiente, textura del suelo, humedad natural y prácticas de agricultura.

4. La Cuenca

   • Consiste en toda el área de terreno que puede conducir agua hacia el punto de salida durante una lluvia
     • Propiedades de la cuenca
       • Área de drenaje
       • Longitud de la cuenca
       • Pendiente de la cuenca
       • La altitud
       • Curva hipsométrica
       • Forma de la cuenca
       • Forma del sistema de drenaje
       • Densidad y estructura del sistema de drenaje
       • Cobertura vegetal y uso de la tierra
       • Rugosidad de la superficie
       • Geología y tipos de Suelo
       • Configuración de los canales y geometría transversal
       • Hidrología
       • Historia de inundaciones y eventos extraordinarios

5. Régimen de caudales

   • Define en términos estadísticos la distribución de los caudales a lo largo del año en una sección específica de la corriente.
     • Tiempos de concentración
       • Es el tiempo requerido para el viaje del agua desde el punto más alejado de la cuenca hasta el sitio objeto del diseño.
     • Hidrograma de una creciente
       • Es una gráfica de caudal contra tiempo
       • Se pueden obtener una serie de variables como tiempo de demora, tiempo de creciente y tiempo hasta el pico
     • Hidrograma Unitario
       • Respuesta directa del caudal de la cuenca para una cuenca específica, para un volumen de exceso de lluvia de 1 mm y un tiempo determinado.
     • Hidrogramas regionales
       • Hidrogramas para las crecientes en toda una región hidrológicamente homogénea
     • Hidrogramas sintéticos
       • Simulan el comportamiento natural de la corriente.
     • Metodologías para el cálculo del caudal
       • Método racional
       • Método del hidrograma unitario
       • Uso del programa HEC-HMS

6. Ecuación universal de la erosión

   • A = R . K S . L . C . P
     • A = es la pérdida de suelo por unidad de superficie
     • R = factor lluvia es el número del índice de erosión pluvial
     • K = factor erosionabilidad de suelo
     • L = factor longitud de la ladera
     • S = factor pendiente
     • C = factor cultivo y ordenación
     • P = factor prácticas de conservación del suelo

7. Mecanismos de erosión

   • Corrasión o abrasión
     • Desgaste mecánico del perímetro del cauce o de los bloques acarreados por la corriente.
   • Disolución
     • El material erosionado fue disuelto por el agua.
   • Fricción hidráulica
     • Resistencia a lo largo del contacto de la corriente de agua con el suelo
   • Fuerzas de erosión
     • Fuerzas que ejerce el flujo sobre las partículas o sedimentos en el perímetro del cauce

8. Fuerza tractiva

   • Criterio utilizado para calcular la fuerza que el agua en movimiento ejerce sobre las partículas de suelo es el de fuerza tractiva de una corriente To.
   • Resistencia del suelo a la fuerza tractiva
     • Tensión critica máxima Tc o resistencia máxima a la fuerza tractiva.
   • Velocidades a las cuales se produce erosión.
     • Calcular o medir las velocidades reales del agua en la superficie de contacto cauce - agua para determinar la potencialidad de ocurrencia de erosión en cada caso.

9. Erosionabilidad

   • Susceptibilidad o facilidad con que un suelo es desprendido y transportado por los fenómenos erosivos.
   • Factores que la afectan
     • Depende de las propiedades del suelo y del agua.
   • Comportamiento en los suelo:
     • En los suelos no cohesivos el comportamiento a la erosión depende principalmente, del tamaño y forma de las partículas.
     • En los suelos cohesivos las interacciones electroquímicas dominan y el tamaño y peso de partículas individuales puede tener poca importancia.
     • En los suelos residuales y rocas meteorizadas la erosionabilidad está relacionada íntimamente con el tipo y características de la roca parental.
     • Al aumentar el porcentaje de arcilla en un suelo, la erosionabilidad disminuye,

10. Ensayos de erosionabilidad

    • Ensayo de caída simple de agua
      • Ensayo de desmoronamiento (Crumb test)
        • Ensayos químicos: ESP Y S.A.R.
          • Ensayo de Pinhole
            • Ensayo de flujo en canal
              • Ensayo de flujo en canal
                • Ensayo de dispersión (Soils Conservation Servicie)
                  • Ensayo de erosión por chorro de agua