See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/334615274 Manual para la elaboración de obras biomecánicas para la recuperación del suelo. Book · December 2018 CITATIONS READS 0 534 3 authors, including: Valentín Murcia Torrejano Servicio Nacional de Aprendizaje SENA 5 PUBLICATIONS 0 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Propiedades Físicas y Químicas de Suelos y su Relación con Sistemas de Producción en el Municipio Campoalegre, Departamento Del Huila, Colombia View project All content following this page was uploaded by Valentín Murcia Torrejano on 22 July 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. Manual para la elaboración de obras biomecánicas para la recuperación del suelo Manual para la elaboración de obras biomecánicas para la recuperación del suelo 2 Manual para la elaboración de obras biomecánicas para la recuperación del suelo Autores Omar Eduardo Polania Silva Belén Alexandra Cerón Quintero Valentín Murcia Torrejano Colaboradores Yoly Dayana Moreno Ortega Laura Rojas Basto Paola Andrea Valencia David Saavedra Mora Tecnología en Gestión de Recursos Naturales, grupos 1320923 y 1620647 Centro de Formación Agroindustrial La Angostura Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) 2018 Manual para la elaboración de obras biomecánicas para la recuperación del suelo ISBN: 978-958-15-0420-6 © Omar Eduardo Polania Silva, Belén Alexandra Cerón Quintero, Valentín Murcia Torrejano © SENA © Centro de Formación Agroindustrial La Angostura Servicio Nacional de aprendizaje Directivos SENA José Antonio Lizarazo Sarmiento Germán Barrios Cruz Director General (E) Mauricio Alvarado Hidalgo Coordinador Académico - Centro de Formación Agroindustrial La Angostura SENA Regional Huila Director de Formación Profesional Claudia Mercedes Ordoñez Emilio Eliécer Navia Coordinador Grupo de Gestión Estratégica de la Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación (SENNOVA) Luis Alberto Tamayo Manrique Director Regional - SENA Regional Huila Cándido Herrera González Subdirector - Centro de Formación Agroindustrial La Angostura SENA Regional Huila Líder SENNOVA Centro de Formación Agroindustrial La Angostura SENA Regional Huila Isaías Farfán Collazos Coordinador Formación Profesional Centro de Formación Agroindustrial La Angostura SENA Regional Huila Coordinación editorial: Sílaba Editores SAS Corrección de textos: Rubelio López y Gabriel Lopera Diseño y diagramación: Juan Carlos Vélez S. Centro de Formación Agroindustrial La Angostura Dirección: Kilómetro 38 vía al sur de Neiva, Campoalegre (Huila) Teléfonos: (578) 8380191 - 8385060 http://sena.edu.co/regionales-y-centros-de-formacion/zona-andina/Huila/Paginas/Huila.aspx www.centroagroindustrial.blogspot.com.co www.centroagroindustrial.blogspot.com Se autoriza la reproducción total o parcial de la obra para fines educativos siempre y cuando se cite la fuente. Catalogación en la publicación. SENA Sistema de Bibliotecas Polania Silva, Omar Eduardo Manual para la elaboración de obras biomecánicas para la recuperación del suelo / Omar Eduardo Polania Silva, Belén Alexandra Cerón Quinterio, Valentín Murcia Torrejado ; colaboradores, Yoly Dayana Moreno Ortega [y otros tres].-- Campoalegre, Huila : Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA). Centro de Formación Agroindustrial La Angostura, 2018. 1 recurso en línea (49 páginas) : PDF Referencias bibliográficas: páginas 47-49. Contenido: Aspectos metodológicos generales para la construcción de obras biomecánicas -- Implementación de obras biomecánicas en el Centro de Formación Agroindustrial La Angostura. ISBN: 978-958-15-0420-6. 1. Erosión de suelos--Colombia 2. Conservación de suelos--Campoalegre (Huila: Departamento)--Investigaciones I. Cerón Quintero, Belén Alexandra II. Murcia Torrejado, Valentín Murcia III. Moreno, Ortega, Yoly Dayana, colaborador IV. Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA). Centro de Formación Agroindustrial La Angostura. CDD: 631.45 5 Contenido Introducción.........................................................................7 Capítulo I Generalidades..............................................................9 Degradación de suelos...................................................... 10 Pisos térmicos.................................................................... 13 Ocupación del territorio.................................................... 14 Sistema climático.............................................................. 15 Capítulo II Aspectos metodológicos generales para la construcción de obras biomecánicas................... 17 Terrazas............................................................................... 19 Trinchos con barreras vivas............................................ 21 Zanjas de infiltración......................................................... 24 Capítulo III Implementación de obras biomecánicas en el Centro de Formación Agroindustrial La Angostura, Campoalegre - Huila...........................27 Diagnóstico y evaluación de área de estudio............... 29 Recolección y transporte de materia prima................. 32 Cortes y transporte de materia prima al área de trabajo.................................................................... 34 Nivelación e instalación de pie de amigo..................... 35 Selección y siembra de material vegetal...................... 39 6 Recomendaciones de manejo y seguimiento a las obras biomecánicas........................................................... 43 Conclusiones y recomendaciones........................... 45 Referencias bibliográficas........................................... 47 7 Introducción Colombia, debido a sus condiciones topográficas y ubicación tropical (cadenas montañosas y valles alternos), cuenta con gran variedad de pisos térmicos, características biogeográficas que favorecen y catalogan al país como una despensa agrícola por excelencia. Sin embargo, la forma como se han dado los procesos de ocupación del territorio por el crecimiento demográfico, ha llevado al aumento en la producción del sector agropecuario con el fin de cumplir la demanda alimentaria, provocando un uso excesivo de los recursos naturales que se ve reflejado, principalmente, en problemáticas de pérdida de suelo y desertificación por las inadecuadas prácticas agrícolas. El Centro de Formación Agroindustrial La angostura (CEFA) se encuentra localizado en la zona de vida bosque seco tropical (Bs-T), según la clasificación de Leslie Holdridge, formación que es predominante en el departamento del Huila, ubicada de los 0 a los 1.000 metros sobre el nivel del mar, y que históricamente ha generado un ambiente atractivo por su clima y relieve 8 favorables para el desarrollo urbanístico, ganadero e industrial; sin embargo, dicha intervención humana ha crecido sin control y lo tiene a punto de desaparecer. Una de esas preocupantes consecuencias es la pérdida de vegetación, hábitat, agua y agotamiento del suelo, con procesos erosivos acelerados encaminados a la desertificación. Frente a la problemática de pérdida de suelo por diferentes tipos de erosión, en el Centro de Formación Agroindustrial La Angostura se han implementado obras biomecánicas de manera artesanal y natural con un bajo costo, permitiendo mitigar los impactos generados por la erosión, asegurando la protección del recurso suelo y, de esta forma, la sostenibilidad del ecosistema. 9 Capítulo I Generalidades 10 Degradación de suelos La degradación del suelo por erosión se refiere a “la pérdida de la capa superficial de la corteza terrestre por acción del agua y/o del viento, que es mediada por el ser humano, y trae consecuencias ambientales, sociales, económicas y culturales” (Minambiente - IDEAM, 2015). Es el resultado de las interacciones de factores naturales y/o antrópicos que activan y desencadenan procesos que generan cambios negativos en las propiedades y funciones del suelo. Entre los factores directos que inciden en la degradación de los suelos se encuentran los naturales, que incluyen el clima, el agua, las características edáficas, el relieve y la cobertura; y los de tipo antrópico, que están relacionados con los tipos de uso y de manejo de los suelos. 11 Tabla 1. Procesos de degradación del suelo Compactación Disminución de la infiltración y espacio poroso Sellamiento superficial Degradación física Erosión Erosión hídrica pluvial fluvial - marítima - costera Erosión eólica Disminución de la capacidad de retención de nutrientes Degradación química Salinización - alcalinización Acidificación Contaminación Desequilibrio geoquímico Degradación biológica Reducción de micro y macro fauna Pérdida de materia orgánica Reducción de biomasa en el suelo Fuente: Estudio nacional de la degradación de suelos por erosión en Colombia, IDEAM, 2015. Procesos erosivos La erosión de los suelos se define como la pérdida físico-mecánica del suelo, con afectación en sus funciones y servicios ecosistémicos, que produce, entre otras cosas, la reducción de la capacidad productiva de los mismos (Lal, 2001). La erosión es un proceso natural; sin embargo, se califica como degradación cuando se presentan actividades antrópicas no sostenibles que aceleran, intensifican y magnifican el proceso. En general, existen dos procesos de degradación del suelo por agentes físicos; estos dos tipos de erosión son la hídrica y la eólica. La erosión hídrica es causada 12 por la acción del agua (lluvia, ríos y mares), en las zonas de ladera, cuando el suelo está desnudo (sin cobertura vegetal); en estos casos, las gotas de lluvia o el riego, ayudadas por la fuerza gravitacional, arrastran las partículas formando zanjas o cárcavas, e incluso causando movimientos en masa en los cuales se desplaza un gran volumen de suelo. Por otra parte, la erosión eólica es causada por el viento, que levanta y transporta las partículas del suelo, produciendo acumulaciones (dunas o médanos) y torbellinos de polvo (Minambiente - IDEAM, 2015). Tabla 2. Clasificación de la erosión según su tipo, grado y clase Fuente: Estudio nacional de la degradación de suelos por erosión en Colombia, IDEAM, 2015. Desertificación “Es un proceso complejo que reduce la productividad y el valor de los recursos naturales, en el contexto específico de condiciones climáticas áridas, semiáridas y subhúmedas secas, como resultado de variaciones climáticas y actuaciones humanas adversas” (UNCED, 1992). 13 Pisos térmicos Los pisos térmicos son un sistema de medida que nos permite definir la temperatura de una zona, de acuerdo a la altura sobre el nivel del mar en que se encuentre. Este sistema solo se puede aplicar en el trópico americano, debido a sus características geográficas y atmosféricas. Dentro de los pisos térmicos se han definido cinco niveles, denominados cálido (0-1000 msnm), templado (1000-2000 msnm), frío (2000-3000 msnm), páramo (3000-4000 msnm) y glacial (más de 4000 msnm). En los ya nombrados niveles se desarrollan variadas zonas de vida que, según sus características, pueden ser más o menos susceptibles a la pérdida del recurso suelo por agentes erosivos. Bosque seco tropical De acuerdo con el sistema de clasificación de zonas de vida Holdridge, los bosques secos tropicales y subtropicales se encuentran en áreas donde la temperatura anual es mayor a 17 °C, y la evapotranspiración supera a la precipitación, la cual está entre 250 y 2000 mm por año (Holdridge, 1967; Murphy y Lugo, 1986). En el amplio rango de áreas que presentan estas condiciones climáticas hay una gran variedad de ecosistemas, incluyendo semi-desiertos, sabanas y bosques semi-húmedos y húmedos (Murphy y Lugo, 1986), cada uno con sus respectivas transiciones. Según sus características, el bosque seco tropical es una zona de vida muy propensa a sufrir degradación de sus suelos, producto de la inadecuada ocupación del territorio, malas prácticas agrícolas y variabilidad climática, llevándolo a un punto extremo de desertificación. 14 Ocupación del territorio La ocupación del territorio se reconoce como el espacio que ocupan las personas, grupos o estados implicando posesión del mismo, y se puede materializar a través de diferentes actividades como la agricultura, la pesca, la industrialización, entre otras; se conoce, también, como “territorialidad” y se basa en el manejo o uso que hacen las comunidades sobre sus territorios, y proviene de unas normas dictadas (organización social del Estado) o por adaptaciones que hacen los habitantes. Dichas actividades desarrolladas en un espacio geográfico generan un impacto de forma directa en el área, que va relacionado con el potencial de uso y el manejo de los suelos (Manero, 2015). Las zonas más productivas y pobladas de Colombia, han sufrido un continuo proceso de deterioro y deforestación, lo que puede representar futuras tragedias tanto en épocas de sequía como de lluvia. Estos suelos ya no pueden retener el agua suficiente para enfrentar un fuerte verano, lo que representa que los ríos bajen su caudal y se vean afectadas de manera directa la biodiversidad colombiana, como en el invierno, los terrenos no regulan la gran cantidad de recurso hídrico que reciben, razón por la cual se dan las inundaciones, en algunos casos inmanejables, expresó el coordinador del grupo interno de trabajo de levantamientos agrológicos, de la subdirección de Agrología del IGAC, Napoleón Ordoñez Delgado (IGAC y UDENAR, 2015). 15 Sistema climático Por clima se entiende las condiciones atmosféricas predominantes durante un período determinado sobre un lugar o una región. Ese período representativo corresponde a los promedios de las variables atmosféricas como temperatura, presión atmosférica y precipitación, presentados en periodos largos en el tiempo, como años o siglos. Las condiciones predominantes generalmente se cuantifican con el promedio de temperatura del período, el acumulado de precipitación en el periodo o el número de fenómenos extremos ocurridos en el período. Las estaciones del año son la expresión más común del concepto clima. En algunas regiones del mundo, las estaciones se manifiestan en la variación de la temperatura media durante el año: verano (calor), otoño, invierno (frío), primavera. En la zona tropical, en donde se localiza Colombia, las estaciones están marcadas por las precipitaciones (estación lluviosa estación seca). El clima regula la distribución de las condiciones meteorológicas y los fenómenos atmosféricos extremos. Así, debido a condiciones climáticas se registra determinado tipo de fenómeno extremo (tornado, granizo, huracán, tormenta eléctrica, etc.) o es más frecuente en determinada región en alguna época del año, dado que es controlado por la estacionalidad, que es la expresión del clima (IDEAM - UNAL, 2018). Variabilidad climática A través del tiempo (meses, años, siglos, milenios) el clima presenta ciclos o fluctuaciones de diversa duración. En diferentes años, los valores de las variables 16 climatológicas (temperatura del aire, precipitación, etc.) fluctúan por encima o por debajo de lo normal (condición generalmente representada por el valor promedio de una variable climatológica en un período de por lo menos 30 años); la secuencia de estas oscilaciones alrededor de los valores normales se conoce como variabilidad climática. Tales anomalías o fluctuaciones se originan, generalmente, por procesos en los distintos componentes del sistema climático (especialmente en el océano y en la atmósfera) y por oscilaciones en la radiación solar incidente (IDEAM - UNAL, 2018). Las variaciones del clima han afectado la intensidad de la precipitación bimodal que históricamente se presentaba en la zona tropical, pues actualmente se registran periodos prolongados de extremas sequías y vientos fuertes o periodos cortos con lluvias torrenciales, que al interactuar con la pendiente y el tipo de suelo, hace que se aceleren los procesos erosivos. 17 Capítulo II Aspectos metodológicos generales para la construcción de obras biomecánicas 18 Las obras biomecánicas “comprenden el uso de la vegetación para la estabilización de taludes y el control de la erosión. La bioingeniería de suelos es única en el sentido de que las partes de la planta por sí mismas o sea las raíces y el follaje funcionan como los elementos estructurales mecánicos para la protección del talud”. Hernández Bernal, L. F.; Castellano, S.; y Bibiana, E. (2016). Los elementos vivos se colocan en el talud en diversos sistemas de arreglos geométricos, de tal forma que ellos actúen como refuerzo, como drenaje o como barreras para los sedimentos. Ahora bien, en el análisis de la bioingeniería se requiere tener en cuenta no solamente la ciencia de las plantas sino el comportamiento de los taludes y la mecánica erosiva. La bioingeniería proporciona soluciones eficaces en términos de costo a muchas de las preocupaciones medioambientales conexas al desarrollo de la infraestructura y a la creciente erosión del suelo. Debe pensarse como una habilidad que los ingenieros pueden emplear para aumentar la efectividad de su trabajo. 19 Durante cientos de años se han registrado prácticas en las que se usa la vegetación como un medio para mejorar y proteger la tierra; sin embargo, este nunca ha sido un uso sostenido, y con la llegada del concreto y los siempre ambiciosos proyectos de ingeniería gris, las prácticas se han perdido o se pasan por alto. A continuación, se presentan tres sistemas de control de erosión que pueden ser implementados como medida de prevención y mitigación de pérdida de suelos: terrazas, trinchos y zanjas. Terrazas Figura 1. Terrazas con cobertura vegetal. Fuente: Martínez y Espinoza, 2018. ¿Qué son? Las terrazas son los terraplenes formados por bordos de tierra, o la combinación de bordos y canales, construidos en sentido perpendicular a la pendiente del terreno. Con el objetivo de mejorar su efectividad, dichas terrazas se combinan con otras prácticas, tales 20 como el surcado al contorno, las barreras vivas, la rotación de cultivos y un manejo adecuado de acuerdo a la capacidad de uso del terreno. De igual forma, se requiere un sistema de manejo del agua, ya sea para almacenar los excesos de agua o conducirlos hacia cauces naturales o desagües (Martínez et al., 2018). ¿Cómo se hacen? Esta obra de bioingeniería consiste en eliminar la pendiente creando terraplenes y evitando que la acción de escorrentía afecte directamente el terreno; para su construcción es necesario realizar un diagnóstico del terreno en cuanto a los recursos naturales (agua, flora, suelo y aire) presentes y su comportamiento frente a la incidencia en los procesos erosivos. Para la construcción de terrazas se busca trabajar en curvas a nivel, lo cual consiste en remover el material restante de una inclinación hasta dejar el terreno plano y disponerlo en un sitio alterno buscando el mismo objetivo de nivelación. Materiales Para la elaboración de una terraza se debe tener en cuenta la finalidad de la misma, puesto que esto va a condicionar las características para su montaje. En primera instancia, se identifican las zonas a tratar y se trabajan sobre curvas a nivel. Para este trabajo, los materiales utilizados son netamente para nivelación y siembra de material vegetal, si así lo requiere. Por tal razón, las herramientas más utilizadas son pica, pala, paladraga, machete y como insumos el material vegetal que recubre la trinchera ya sea cultivo o pastos retenedores. 21 Costos de elaboración para 1 terraza Tabla 3. Estimación de los costos de elaboración de una terraza Materiales Unidad de Medida Valor unitario Cantidad Valor total Pica Unidad $ 44.990 1 $ 44.990 Pala Unidad $ 29.000 1 $ 29.000 Paladraga Unidad $ 69.900 1 $ 69.900 Jornal $ 150.000 3 $ 450.000 Unidad $ 600 50 $ 30.000 TOTAL $ 623.890 Mano de obra Material vegetal. Fuente: Omar Polania y Belén Alexandra Cerón, Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. Trinchos con barreras vivas Figura 2. Trinchos con cobertura vegetal. Fuente: Tecnología en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. 22 ¿Qué son? Es una estructura biomecánica de barreras transversales de carácter temporal, de manera escalonada o no escalonada, en función de la pendiente y/o drenajes naturales, que ejerce control de fondo de la cárcava o de un cauce artificial por acción de escorrentía superficial, asociando y/o estableciendo especies vegetales como cobertura para la disminución de la velocidad del flujo de agua, construidas en guadua o madera, controlando el arrastre de los minerales del suelo y la estabilización de taludes (Hernández et al., 2016; Gallego, 2016). ¿Cómo se hacen? Para la implementación de trinchos se debe, primero, hacer un diagnóstico del terreno y, luego, la identificación de los procesos erosivos de la zona. Un aspecto fundamental en la construcción de trinchos vivos es conocer el porcentaje de la pendiente del terreno con el fin de determinar la distancia de los mismos; la construcción de los trinchos debe iniciarse de abajo hacia arriba, acomodándose a la forma y pendiente del terreno (Rivera, 2002). Por lo general, la profundidad efectiva debe ser de 0,4 a 0,5 metros, y el anclaje de las estacas debe ser de 0,8 a 1,2 metros, dependiendo de la profundidad del horizonte (Hernández, 2016). Para la construcción de los trinchos se removerá el material desprendido de los taludes del terreno para, a su vez, nivelar el suelo para la ubicación de los travesaños; posteriormente, se anclan los postes. Las uniones de los anclajes y los travesaños se realizan con 23 alambre galvanizado calibre N.º 10, y en algunos casos con puntillas galvanizadas cuando se emplea madera. Para la selección de la guadua y/o madera, se debe seleccionar el material que no presente agrietamientos ni ataques por hongos o insectos, y previamente inmunizado; estas acciones de preparación y prevención determinarán la vida útil de los trinchos; de igual manera, el material muerto debe ser uniforme y geométricamente bien definido. Por último, se establece la siembra de material vegetal nativo de la zona con sistema radicular profundo, que permitirá la estabilización del suelo. Materiales Para la construcción de trinchos se requiere insumos inertes como la guadua (Guadua angustifolia Kunth) o madera rolliza con diámetro entre 4 a 6 pulgadas, material vegetal para la estabilización y restauración del suelo como matarraratón (Gliricidiaa sepium Jacq.), igúa (Pseudosamanea guachapele Harms.), vetiver (Chrysopogon zizanioides L.) y/o especies vegetales nativas de la zona (Mendoza, 2011). También se hará uso de herramientas como garlanchas, para retirar el material suelto, palines y barras de hierro para el ahoyado y el anclaje de los postes, serruchos para el corte de la madera o guadua, alambre galvanizado para el amarre de los postes de anclajes y los travesaños, y alicates para el templete de los mismos. 24 Costos de elaboración para un trincho Tabla 3. Estimación de costos de elaboración de un trincho Materiales Unidad de Medida Pica Unidad $ 44.990 1 $ 44.990 Pala Unidad $ 29.000 1 $ 29.000 Paladraga Unidad $ 69.900 1 $ 69.900 Guadua m $ 1.200 25 $ 30.000 Alambe Royo $ 5.100 1 $ 5.100 Alicate Unidad $ 26.000 1 $ 26.000 Mano de obra Jornal $ 150.000 3 $ 450.000 Material vegetal. Unidad $ 600 50 $ 30.000 Serrucho Unidad $ 25.900 1 $ 25.900 Valor unitario Cantidad TOTAL Valor total $ 710.890 Fuente: Omar Polania y Belén Alexandra Cerón, Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. Zanjas de infiltración Figura 3. Zanjas de infiltración para el control de la erosión. Fuente: (FAO - MADS, 2018). 25 ¿Qué son? Las zanjas de infiltración son excavaciones y/o canales que se construyen a tal nivel que capten el agua de escorrentía y superficial en zonas de laderas, con el objetivo de disminuir la velocidad del flujo de agua, los procesos erosivos y disipar la infiltración del agua en el suelo (Pizarro et al., 2004; Momparler y Doménech, 2008; Cotler, 2015; Hernández et al., 2016; FAO - MADS, 2018). Este tipo de obras biomecánicas y la asociación de especies vegetales leñosas permite la recuperación temprana de suelos degradados por procesos de erosión y desertificación y, a su vez, ha evidenciado el desarrollo acelerado de las especies vegetales por su alta eficiencia en la captura de humedad. En este sentido, este tipo de técnicas son las más comunes para la recuperación y conservación de suelos por su fácil labor, los bajos costos y la baja capacitación que exige de los obreros (Pizarro et al., 2008). ¿Cómo se hacen? Lo primero que se debe hacer para la construcción de las zanjas de infiltración es identificar la línea a nivel, empleando un agro-nivel; estas deben estar construidas en una línea sin pendiente. De esta manera, se procede a la marcación y medición de la zanja en el suelo. Las dimensiones de las zanjas deben ser de 5 metros de largo por 0,5 metros de ancho, con un distanciamiento entre zanjas de 0,5 a 1 metro, en profundidad de 0,3 a 0,5 metros; estas dependerán de la capacidad de captación y volumen de agua de la zanja y la precipitación. Una vez diseñado el sistema de zanjas de infiltración en el suelo, se procede a la excavación. Todo material 26 extraído de la zanja se deposita en el borde inferior, para la formación de un camellón y/o bordillo, el cual debe ser compactado. Por último, se procede a la siembra de especies vegetales nativas para obtener resultados más favorables, mejorando procesos de recuperación y conservación de suelos degradados (Pizarro et al., 2004; FAO, 2018). Materiales Para la implementación y/o construcción de las zanjas de absorción se utilizará, en primer lugar, un agro-nivel para determinar las curvas de nivel en el suelo; en la fase de excavación se emplean herramientas como picas y/o picotas, garlanchas, palines y barras; por último, se procederá a la siembra de especies vegetales nativas de la zona, en las áreas del camellón y/o bordillo (Carrasco y Mora, 2015). Costos de elaboración para una zanja de infiltración Tabla 4. Estimación de costos de elaboración de una zanja de infiltración Materiales Unidad de Medida Valor unitario Cantidad Valor total Pica Unidad $ 44.990 1 $ 44.990 Pala Unidad $ 29.000 1 $ 29.000 Paladraga Unidad $ 69.900 1 $ 69.900 Mano de obra Jornal $ 150.000 3 $ 450.000 Material vegetal. Unidad $ 600 50 $ 30.000 TOTAL $ 623.890 Fuente: Omar Polania; Belén Alexandra Cerón, Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. Capítulo III Implementación de obras biomecánicas en el Centro de Formación Agroindustrial La Angostura, Campoalegre - Huila 28 En el CEFA, durante el proceso de formación de los aprendices de la Tecnología en Gestión de Recursos Naturales se viene implementando la construcción de trinchos con barreras vivas, como media de mitigación y conservación biomecánica del recurso suelo. Esto con el fin de analizar en el campo los factores que influyen en el proceso de la erosión, como son el clima, los tipos de suelo y otros factores relacionados con el uso actual del suelo. Por medio de esta cartilla se pretende brindar una herramienta que permita al aprendiz analizar de modo integral los aspectos de mayor incidencia en los procesos de deterioro del suelo y plantear una estrategia adecuada en pro de la conservación del mismo. Hecho el análisis de modo integral, teniendo en cuenta las características edafo-climáticas presentes en la formación de Bs-T, una de las alternativas que se considera viable es la construcción de trinchos en guadua, dada la disponibilidad de materiales en el Centro de 29 Formación, como lo es contar con un guadual para uso doméstico del recurso flora, y el vivero forestal donde se ha propagado el material vegetal; el vetiver, para el caso que nos ocupa, especie seleccionada por su capacidad de adaptación en suelos degradados y resistencia a periodos prolongados de sequía y altas temperaturas. Diagnóstico y evaluación de área de estudio Figura 4. Evaluación del área de estudio. Figura 5. Visualización de área de estudio. Figura 6. Medición de procesos erosivos. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Durante esta fase se realiza un recorrido en el área de estudio, con el objetivo de establecer el estado actual de los recursos naturales en el área circundante. En este proceso se hace una breve descripción de cada 30 uno de los recursos naturales presentes en el área; para el caso que nos ocupa, la observación especifica va dirigida al recurso suelo y, por tanto, se visualiza los tipos de erosión presentes, que a su vez permiten identificar los posibles puntos para la construcción de obras biomecánicas. Posteriormente, se procede a realizar la medición de áreas afectadas por procesos erosivos y que van a ser intervenidas, con el fin de estimar la cantidad de materia prima guadua a emplear y el material vegetal necesario para la implementación de la obra biomecánica. Materiales Figura 7. Botas. Figura 8. Libreta de campo. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Diagnóstico El Centro de Formación Agroindustrial La Angostura se encuentra ubicado en el municipio de Campoalegre, Huila, a 32 km de la ciudad de Neiva, e instalado sobre la margen izquierda del río Neiva, del cuales obtiene el 31 recurso hídrico para sus actividades diarias. El Centro de Formación cuenta con alrededor de 255 hectáreas, en las cuales se realizan actividades educativas y agropecuarias, está ubicado sobre la zona de vida de bosque seco tropical (Bs-T), con una altitud de 780 metros sobre el nivel del mar y con una temperatura anual promedio de 25,9 °C. Los periodos de lluvia presentes en este ecosistema son bimodales, con lluvias en los meses de marzo, abril y mayo en el primer semestre, y septiembre, octubre y noviembre en el segundo semestre; los otros meses corresponden a los meses secos, actualmente afectados por la variabilidad climática. Se presenta una vegetación arbustiva, espinosa y de hojas pequeñas, características propias de vegetación de zonas secas. De igual manera, la fauna presente está representada en aves y mamíferos de mediano tamaño, principalmente nocturnos. Bajo las condiciones contenidas en este ecosistema y las actividades desarrollas en algunas áreas del Centro de Formación, se pueden evidenciar problemáticas de erosión y pérdida del recurso suelo, lo cual pone en riesgo la sostenibilidad ecosistémica y el uso potencial del recurso. Dentro de los procesos erosivos, se evidencia pérdida del suelo por erosión pluvial y aceleración de dicho proceso a causa del sobrepastoreo, principalmente en áreas de alta pendiente. 32 Recolección y transporte de materia prima Figura 9. Corte y recolección de materia prima. Figura 10. Corte y transporte de materia prima. Fuente: Tecnólogo Gestión de Recursos Naturales 1620647 Figura 11. Transporte de materia prima. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. Con el objetivo de obtener materia prima para la construcción de obras biomecánicas, se realiza la extracción de manera controlada y sostenible, realizando una entre-saca de guadua de un área dentro del Centro de Formación destinada para la producción de esta planta. Durante este proceso, se realiza el corte de las guaduas aprovechables, desrame, recolección y transporte de 33 materia prima hasta un lugar seguro para su posterior aprovechamiento. Hay que tener en cuenta que a la hora de cortar la guadua los cortes deben realizarse lo más bajo que sea posible, para facilitar la caída y asegurar su posterior retoño. Las guaduas seleccionadas para la construcción de los trinchos deben estar maduras, lo que se puede identificar por su porte (altura mayor de 10 o 15 m), y su color pálido seco, así como por su diámetro de más de 10 cm. También es criterio de selección la forma de su fuste, que en lo posible debe ser recto. Materiales Figura 12. Machete. Figura 13. Guantes. Figura 14. Botas. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. 34 Cortes y transporte de materia prima al área de trabajo Figura 15. Corte de materia prima. Figura 16. Corte de materia prima. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Figura 17. Transporte de guadua. Figura 18. Transporte de guadua. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Con la materia prima (guadua) apilada, se procede a dimensionarla, de acuerdo con las medidas tomadas en la fase de diagnóstico. Durante el proceso de corte es necesario tener presente cuántas guaduas se va a utilizar por trincho, cuántos pies de amigo van a servir de anclaje y los materiales necesarios para la instala- 35 ción de los mismos. Conforme se realizan los cortes, las guaduas son transportadas junto con las herramientas al lugar de trabajo para proceder a su instalación. Materiales Figura 19. Guantes. Figura 20. Botas. Figura 21. Serrucho. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. Nivelación e instalación de pie de amigo Figura 22. Nivelación del terreno 36 Figura 23. Abertura de huecos para instalación de pie de amigo. Fuente: Tecnólogo Gestión de Recursos Naturales 1620647. Figura 24. Instalación de pie de amigo. Figura 25. Instalación de pie de amigo. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. Durante esta fase, y en pro de la efectividad de la obra biomecánica, se procede a realizar una nivelación en el lugar donde se va a establecer el trincho, buscando estabilidad e impidiendo que el material retenido por las obras biomecánicas esté sujeto a erosión pluvial por filtraciones y drenajes de aguas lluvias. El objetivo de esta nivelación es no dejar espacios entre el terreno y la primera guadua horizontal establecida. Conforme se nivela el terreno, según la longitud del trincho y el tamaño de la cárcava, se procede a excavar los huecos 37 necesarios para enterrar los pie de amigo; estos deben enterrarse en función de la pendiente entre el 50 y el 60% del largo total de la guadua utilizada como anclaje. En este caso utilizamos guaduas para anclaje (pie de amigo) con un largo de 120 cm, por lo cual deben ir enterrados a 60 cm. Materiales Figura 26. Pala. Figura 27. Paladraga. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. 38 Figura 28. Pica. Figura 29. Barra. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Instalación y amarre de guaduas horizontales Figura 30. Montaje de guaduas horizontales. Figura 31. Montaje de guaduas horizontales. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. Figura 32. Entorchar alambre. Figura 33. Amarre de guaduas horizontales. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. 39 Conforme se tienen instalados los pie de amigo, se procede a instalar las guaduas horizontales que van a cumplir la función de retenedores del suelo. Para tal tarea se debe revisar que la primera guadua a poner quede sin espacios respecto al suelo ya nivelado, impidiendo el paso del material erosionado. Cuando se tengan apiladas las guaduas y sin espacios, se procede a realizar los amarres, los cuales consisten en ajustar con alambre dulce entorchado o doble las guaduas horizontales a cada uno de los pie de amigo instalados, asegurando que cada una de ellas quede firme. Materiales Figura 34. Entorchar alambre. Figura 35. Amarre de guaduas horizontales. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Selección y siembra de material vegetal Como paso final para la construcción de una obra biomecánica, se debe implementar algún tipo de material vegetal que sirva de retenedor de suelo y disipador de escorrentía. Durante el proceso de montaje de los trinchos en el Centro de Formación Agroindustrial La Angostura, se dispuso implementar una cobertura vegetal, y para este caso se utilizó pasto vetiver debido 40 a sus características tanto de planta xerófila como de hidrófila, lo cual la hace altamente resistente a prolongadas sequías de hasta 45 días, mientras que en zonas de altas precipitaciones crece en condiciones normales. Al crecer en cualquier tipo de suelo, sin importar la fertilidad, el pH o la salinidad del sitio, el pasto vetiver se adapta a climas de temperaturas que van de 9 a 45 °C. (Vetivercol SAS, 2018). El material vegetal para la siembra fue producido en el vivero ornamental y forestal del CEFA, que es manejado por pasantes de la Tecnología en Gestión de Recursos Naturales. El material vegetal con mejor aspecto y vigor se separa en el pan de tierra y se distribuye para ser sembrado en la terraza del trincho establecido; la cantidad a sembrar varía según la disponibilidad de espacio en el terreno y la pendiente encontrada en cada terraza del trincho, utilizando un espaciamiento de 0,30 m por 0,30 m. Figura 36. Selección de material vegetal Figura 37. Selección del material vegetal Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1320923. 41 Figura 38. Manejo del vetiver. Figura 39. Siembra de vetiver en la terraza. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Figura 40. Revisión de la siembra. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. 42 Figura 41. Siembra de vetiver Figura 42. Riego de material vegetal. Fuente: Tecnólogos Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Figura 43. Trinchos y material vegetal ya establecidos. Fuente: Tecnólogos en Gestión de Recursos Naturales, grupo 1620647. Figura 44. Trinchos establecidos. Grupo de la Tecnología en Gestión de Recursos Naturales. Fuente: Diego Méndez Méndez. 43 Recomendaciones de manejo y seguimiento a las obras biomecánicas Posterior a la construcción de los trinchos es necesario establecer unas medidas de manejo y sostenimiento, las cuales aseguran que se cumpla a cabalidad la función de la obra biomecánica y prolongan la vida útil de las mismas. Las actividades específicas para el manejo de obras biomecánicas y material vegetal son las siguientes: \\ Sembrar adecuadamente el material vegetal en la terraza del trincho, verificando que no queden bombas de aire en el suelo. \\ Implementar estrategias de riego para el material vegetal o sembrar en época de lluvias. \\ Podar el material vegetal, si es necesario; en el caso del vetiver, implementar esta actividad cuando el pasto esté bien desarrollado y dejarlo a una altura de 90 cm. \\ Cuando los pastos alcancen su madurez, realizar un manejo que permita sacar material vegetal de la obra biomecánica y se pueda propagar en vivero o en otra parte del área de estudio. \\ Revisar constantemente las obras biomecánicas, buscando problemas en la estructura, y realizar los respectivos cambios. 44 \\ Entre las actividades de reparación están el cambio de la materia prima guadua, el amarre de los trinchos y la poda de material vegetal. 45 Conclusiones y recomendaciones En el Centro de Formación Agroindustrial La Angostura, con los aprendices de la Tecnología en Gestión de Recursos Naturales, se viene construyendo obras biomecánicas como una solución sostenible, fácil y de bajo costo para la estabilización de taludes, mediante el control de procesos erosivos en zonas de alta pendiente. Con la construcción de los trinchos en guadua, los aprendices aprendiendo-haciendo, están en la capacidad de realizar el diagnóstico del área de estudio, identificar los sitios más afectados por procesos erosivos, clasificar los tipos de erosión existentes y proceder a realizar el paso a paso para la construcción de una obra biomecánica. El Centro de Formación Agroindustrial La Angostura cuenta con grandes fortalezas al tener ambientes de formación que deben sostenerse: una plantación de guadua que provee la materia prima para la elaboración de los trinchos, y el vivero forestal en el cual se propaga 46 el material vegetal para sembrar en las terrazas del trincho, materiales necesarios para el establecimiento de obras biomecánicas sencillas, de bajo impacto, que permiten mitigar los procesos erosivos, además de las bondades de contribuir con la protección del ecosistema. Es recomendable realizar siembras con otra variedad de especies vegetales, como el limoncillo, pastos gigantes, caña brava, entre otras, para comparar la eficiencia de las especies vegetales como complemento del trincho e, igualmente, implementar un sistema de medición de suelo para determinar la eficiencia de la obra biomecánica en general. En el Centro de Formación Agroindustrial La Angostura, en la zona de ladera, aún existen relictos de bosque seco tropical (Bs-T) que se encuentra en vía de extinción y, por tanto, es necesario analizar en un futuro muy cercano el incluirlas como zonas de reserva forestal de la sociedad civil, como estrategia fundamental y complementaria para asegurar el sostenimiento del recurso suelo y la estabilidad ambiental en la zona. 47 Referencias bibliográficas Carrasco, J. y Mora, D. (2015). Zanjas de infiltración: La apuesta por la conservación de suelos y aguas”. Santiago de Chile. Recuperado de: “http://www.elmercurio.com/Campo/-Noticias/Noticias/2015/08/06/Zanjas-de-infiltracion-una-herramienta-para-promover-la-conservacion-de-suelos-y-aguas.aspx IGAC UDENAR (2015). “Conflictos de uso del suelo y planificación del territorio, evento académico”. Recuperado de: https://noticias.igac.gov.co Cotler, H.; Cram, S.; Trinidad, S. M.; y Bunge, V. (2015). “Evaluación de prácticas de conservación de suelos forestales en México: caso de las zanjas trinchera”. Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, 2015(88): 6-18. Díaz Mendoza, C. (2011). “Alternativas para el control de la erosión mediante el uso de coberturas convencionales, no convencionales y revegetalización”. Ingeniería e Investigación, 31(3). 48 García, M. C.; Botero, A. P.; Quiroga, F. A. B.; y Robles, E. A. (2012). “Variabilidad climática, cambio climático y el recurso hídrico en Colombia”. Revista de Ingeniería, (36): 60-64. Hernández Bernal, L. F.; Castellano, S.; y Bibiana, E. (2016). 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Vetivercol SAS (2018). “Pasto vetiver”. Recuperado de http://www.vetivercolsas.com/pasto-vetiver. La forma como se han dado los procesos de ocupación del territorio por el crecimiento demográfico, ha conllevado al aumento en la producción del sector agropecuario con el fin de cumplir la demanda alimentaria, provocando un uso excesivo de los recursos naturales reflejado principalmente en problemáticas de pérdida de suelo y desertificación por las inadecuadas prácticas agrícolas. Las obras biomecánicas “Comprenden el uso de la vegetación para la estabilización de taludes y el control de la erosión. La bioingeniería de suelos es única en el sentido de que las partes de la planta por sí mismas o sea las raíces y el follaje funcionan como los elementos estructurales mecánicos para la protección del talud” Hernández 2016. Siendo estos mecanismos los más eficiente y a bajo costo que se pueden utilizar los pequeños agricultores para el sostenimiento del suelo y del ecosistema. ISBN 978-958-15-0420-6 9 789581 504206 View publication stats