Doc estudio

CARACTERIZACIÓN DE LAS ZONAS DE

INTERÉS FORESTAL

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS: CLIMA Y SUELO

DOCUMENTO DE ESTUDIO FORMACIÓN BASADA EN COMPETENCIAS LABORALES

ESTRUCTURA CURRICULAR DE SILVICULTURA Y APROVECHAMIENTO DE PLANTACIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE MADERA

Compiladora: I.F. Gladys Eugenia Martínez Álvarez

Instructora

CALDAS, 2006

Características físicas del medio

CLIMATOLOGÍA 1. DEFINICIONES: 2. EL TIEMPO Y EL CLIMA 3. FACTORES CLIMÁTICOS

4. ELEMENTOS DEL CLIMA

4.1 La atmósfera 4.2 Temperatura

4.2.1 Conversiones de temperatura

4.2.2 Transmisión del calor

4.2.3 Origen del calor que llega a la Tierra

4.2.3.1 Variación en la duración del día y la noche 4.2.3.2 Las estaciones del año:

4.2.3.3 Variación en el año de la cantidad de insolación; que la parte alta de la atmósfera recibe en diferentes latitudes.

4.2.3.4 Calentamiento y enfriamiento de la atmósfera 4.1.3.5 Marcha diurna o diaria de la temperatura 4.2.3.6 Temperatura mensual. 4.2.3.7 La marcha anual de la temperatura 4.2.3.8 Gráficas de temperatu ra 4.2.3.9 Distribución vertical de la temperatura 4.2.3.10 Distribución horizontal de la temperatura: 4.2.3.11 Duración del período vegetativo

4.3 PRESIÓN ATMOSFÉRICA

4.3.1 Relación entre temperatura y presión

4.3.1.1 Distribución vertical de la presión: 4.3.1.2 Distribución horizontal de la presión

4.3.2 Relación entre la presión y el viento

4.4 VIENTOS

4.4.1 Circulación general de la atmósfera

4.4.2 Los Monzones

4.4.2.1 El Monzón de Asia 4.4.2.2 El Monzón de América del Norte 4.5.1 Ciclones extratropicales y tropicales

4.5 OTRAS PERTURBACIONES DE LA ATMÓSFERA

4.5.1 Ciclones extratropicales y tropicales:

4.5.2 Corrientes marinas y su influencia sobre los climas del mundo

4.5.3 Principales corrientes marinas del Océano Atlántico

4.5.3.1 Corrientes cálidas

4.5.3.2 Corrientes frías 4.5.4 Corrientes del Océano Pacífico

4.5.5 Corrientes del Océano Índico

4.6 HUMEDAD ATMOSFÉRICA Y PRECIPITACIÓN

4.6.1 Humedad atmosférica

4.6.2 Rocío y heladas

4.6.3 Las nieblas

4.6.4 Las nubes

4.6.5 Datos de precipitación

4.6.5.1 Selección de los datos de precipitación y humedad

4.6.5.2 Representación gráfica de la precipitación:

5. CLIMA Y ACTIVIDAD HUMANA

6. ZONAS CLIMÁTICAS DE LA TIERRA

6.1 SISTEMA DE KÖPPEN 6.2 SISTEMA DE THORNTHWAITE 6.3 SISTEMA DE HOLDRIDGE

6.4 CLIMAS SEGÚN STRAHLER

EDAFOLOGÍA

1. FACTORES Y PROCESOS QUE INTERVIENEN EN LA FORMACIÓN DEL SUELO.

2. COMPOSICIÓN FÍSICA DE LOS SUELOS

2.1 COLOR DEL SUELO

2.2 TEXTURA DEL SUELO

2.3 ESTRUCTURA DEL SUELO 2.3.1 Estructuras simples o no desarrolladas

2.3.2 Estructuras compuestas

2.4 POROSIDAD

3. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LOS SUELOS

3.1 CIC

3.2 pH

3.3 FERTILIDAD

4. CAUSAS DE DEGRADACIÓN DEL SUELO

4.1 METORIZACIÓN

4.1.1 Meteorización física o mecánica 4.1.2 Meteorización química

4.2 EROSIÓN

4.2.1 Erosión eólica

4.2.2 Erosión hídrica

4.2.2.1 Erosión laminar 4.2.2.2 Erosión en surcos 4.2.2.3 Erosión en cárcavas 4.2.2.4 Movimientos en masa 4.2.2.5 Recomendaciones para el control de la erosión

4.3 SEDIMENTACIÓN

5. CLASIFICACIÓN DE SUELOS

6. TOMA DE MUESTRAS DE SUELO

6.1 DELIMITACIÓN DE LAS ÁREAS

6.2 ÉPOCA DE MUESTREO

6.3 HERRAMIENTAS Y MATERIALES NECESARIOS

6. 4 TOMA DE LA MUESTRA

6.5 IDENTIFICACIÓN DE LA MUESTRA

6.6 CUIDADOS AL TOMAR MUESTRAS DEL SUELO

BIBLIOGRAFÍA

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Características físicas del medio

CLIMATOLOGÍA

1. DEFINICIONES:

Estado del tiempo: (“weather”): Condiciones generales de la atmósfera en un lugar y momento dado. Meteorología: Estudio de los movimientos de la atmósfera y otros fenómenos que permiten predecir el estado del tiempo y explicar los procesos involucrados Clima: Condiciones promedio de la atmósfera en largos períodos de tiempo. Tiene que ver con las características de los elementos climáticos en un lugar.

2. EL TIEMPO Y EL CLIMA

Es frecuente escuchar a través de los medios de comunicación o incluso en el lenguaje común, el empleo de los términos tiempo y clima sin hacer ninguna distinción, como si fueran sinónimos. Sin embargo, no son sinónimos y es preciso clarificar el significado de ambos (Ver figura 1.). Se conoce por tiempo atmosférico el estado de la atmósfera en un momento y lugar dado. El tiempo se refiere a las condiciones atmosféricas. El estudio de estas condiciones atmosféricas lo realizan los meteorólogos, los cuales pueden predecir con un margen mínimo de error el estado del tiempo de una región, registrado durante un período largo de tiempo. Los diferentes estados del tiempo en una región definen el clima de la misma. Por eso podemos decir que el clima es una película de la cual el tiempo no es más que una secuencia instantánea. De ahí que el tiempo varíe constantemente mientras que, por el contrario, el clima es permanente. Otra diferencia estriba en que la meteorología estudia el tiempo y su predicción a corto plazo, mientras que la climatología analiza y explica el clima y su predicción a largo plazo, con carácter permanente, geográfico y como tal creador de un medio ambiente.

Figura 1. Relaciones clima, climatología, meteorología

Elementos climáticos

Meteorología Predicciones

Series de tiempo Vegetación

Registros geológicos

Climatología

CLIMA

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A medida que un lugar se encuentra más distante del Ecuador tendrá temperaturas más bajas pues recibe los rayos solares en forma oblicua, debido a la inclinación del eje terrestre y los movimientos de la Tierra, mientras que los lugares más cerca al Ecuador, por recibir los rayos solares en forma vertical (perpendicular a la superficie) tendrán temperaturas más elevadas. La altitud también afectará ya que las capas superpuestas de la atmósfera van variando de temperatura, de humedad y de agitación o turbulencia según la altitud. El incremento en altitud se manifiesta en el clima por una disminución de la presión y la temperatura y un incremento de las precipitaciones. En este caso (Volcán Barú); la temperatura es hasta de 5°C, hay precipitación constante de “bajareque” y lluvia pertinaz. Si se asciende o desciende en coche se nota cómo se obstruyen los oídos a causa de la variación de la presión atmosférica. La cercanía de las masas de agua modifica favorablemente la temperatura. Así, en las regiones de los continentes que no reciben la influencia del mar las tem peraturas son extremas

3. FACTORES CLIMÁTICOS

Debido a que el clima se relaciona generalmente con las condiciones predominantes de la atmósfera, este se describe a partir de las variables atmosféricas como la temperatura y la precipitación.

El clima de una región está determinado por factores que son características propias y fijas de una región. Como por ejemplo: a) la latitud o distancia respecto del Ecuador. b) La altitud del lugar sobre el nivel del mar y sobre los lugares circundantes c) La cercanía a las masas de agua.

Las causas que hacen variar a los elementos del clima de un lugar a otro y de una estación a otra, son las conocidas como "factores climáticos" y son a saber: a) Latitud (distancia angular al ecuador); b) Altitud (altura sobre el nivel del mar); c) Relieve (configuración superficial de la tierra); d) Distribución de tierras y aguas, y e) Corrientes marinas.

Estos factores actúan con diferente intensidad y en combinaciones distintas sobre los elementos y los hacen variar de una manera diferente originando los distintos tipos de clima.

Figura 2. Representación esquemática de las interrelaciones de los elementos y factores climáticos Fuente: Finch, V.C. (1954)

Factores Elementos observables Energía solar Latitud Altitud Continentalidad Corrientes semipermanentes De altas y bajas presiones Corrientes oceánicas Orografía

Distintos tipos de tiempo y clima

Precipitación Temperatura Humedad relativa Vientos Presión atm. Evaporación Nubosidad

Obrando

sobre

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4. ELEMENTOS DEL CLIMA

Toda propiedad o condición de la atmósfera cuyo conjunto define el estado físico del clima, en un lugar dado, para un periodo de tiempo determinado, es conocido con el nombre de elemento climático. Los principales elementos del clima son la presión atmosférica, temperatura, humedad, velocida d y dirección del viento, precipitación, brillo solar y nubosidad. Los fenómenos atmosféricos tales como la niebla, las tormentas eléctricas, los vendavales, la bruma y humo, también se consideran como elementos definidores del clima.

Estos elementos se convierten en variables climatológicas cuando se obtienen sus valores cuantitativos o cualitativos, producto de sus registros y/o mediciones. Los valores que tienen los elementos son a lo que se le conoce como variable. Con el análisis de comportamiento de las variables, en el tiempo y en el espacio, es posible sacar conclusiones sobre el clima actual y el pasado.

4.1 La atmósfera

La atmósfera, es decir, la capa gaseosa que rodea nuestro planeta, además de contener aire, incluye partículas sólidas y líquidas en suspensión, o aerosoles y nubes. La meteorología es la ciencia que se encarga de estudiar los fenómenos que ocurren en la atmósfera, sin embargo se considera una ciencia de la Tierra puesto que se encarga de una de las esferas de este planeta.

Figura 3. Capas de la atmósfera de acuerdo con el comportamiento de la temperatura

Fuente: El Medio Ambiente en Colombia

La composición de la atmósfera ha variado a través de la historia del planeta hasta conformar la actual mezcla de gases y aerosoles. Estos se pueden dividir en dos grupos: los constantes y los variables.

Los gases constantes mantiene una proporción casi permanente, de ellos los mas abundantes son el nitrógeno (78,1%), el oxígeno (20,9%) y el argón (0,9%). Los gases variables son los que cambian en mayor proporción; en este grupo los mas importantes son el vapor de agua y el dióxido de carbono. Finalmente, otro elemento que variable de la atmósfera, que frecuentemente actúa como un gas, es el material particulado

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suspendido en el aire como partículas de polvo, residuos de humo, sal del océano, bacterias, esporas semillas, cenizas volcánicas y partículas meteoríticas.

4.2 Temperatura

Cantidad de energía o calor presente en una sustancia, varia de acuerdo a las posiciones latitudinales y las topográficas

Nuestras primeras ideas acerca de la temperatura se obtienen por el sentido del tacto. Si el objeto tocado se siente frío es que el calor se trasmite de la mano al objeto; si se siente caliente, el calor va del objeto a la mano.

Calor es una forma de energía que hace que los cuerpos se dilaten, que los sólidos se fundan y que los líquidos se evaporen. Proviene de un estado de agitación de las moléculas. Esta es tanto mayor cuanto mayor es la temperatura de los cuerpos, y se mide con termómetros.

Se usan dos tipos principales de termómetros, en uno se aprovecha la propiedad de los cuerpos de aumentar su volumen al aumentar la temperatura, y en los otros, la de que los gases aumentan su presión. Las escalas termométricas más comúnmente empleadas son la de Fahrenheit, la Centígrada y la de Kelvin o absoluta.

4.2.1 Conversiones de temperatura

Cien divisiones de la escala centígrada corresponden a 212 – 32 = 180 de la Fahrenheit; por lo tanto:

100/180 = 5/9 = 0.5556 es la equivalencia de un ºF con respecto a un ºC 180/100 = 9/5 = 1.8 La cantidad de ºF en un grado centígrado, por lo tanto:

ºC = 0.5556 (ºF - 32)

ºF = (1.8 ºC) + 32

Para transformar grados centígrados a Fahrenheit y viceversa, se emplean las fórmulas siguientes:

ºC = 5/9 (ºF - 32) = 0.5556 (ºF - 32)

ºF= (9/5 ºC) + 32 = (1.8ºC) + 32

Para transformar grados Centígrados a Kelvin se suman 273;

Para transformar Kelvin a Centigrados se restan 273.

ºK = ºC + 273

ºC = ºK - 273

4.2.2 Transmisión del calor

El calor se trasmite de un punto a otro de tres maneras diferentes:

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• Por conducción • Por convección • Por radiación.

En el calentamiento de la atmósfera intervienen los tres métodos, pero el calor que llega a la Tierra desde el exterior sólo puede hacerlo por radiación.

4.2.3 Origen del calor que llega a la Tierra

El Sol es el origen de toda la energía que ocasiona la variación de la temperatura de la atmósfera.

La cantidad de energía radiante del Sol que llega a cualquier punto de la superficie terrestre depende de varias circunstancias.

• Del tiempo que esté el Sol sobre el horizonte a una altitud y en una época determinada del año (duración del día y la noche).

• De la distancia de la Tierra al Sol. • Del ángulo de incidencia de los rayos solares (latitud y estación del año). • De la transparencia de la atmósfera. • De la continuidad de la radiación.

A causa de la gran distancia de la Tierra al Sol, los rayos solares llegan a ésta paralelos entre sí. Puesto que la Tierra es redonda, la vertical varía en sus diferentes puntos, por lo que el ángulo que forman los rayos solares con la misma o sea el ángulo de incidencia no es el mismo en todos los lugares. Esta diferencia en ángulo de incidencia con que llegan los rayos solares al suelo en los diversos lugares del globo es una de las causas de que el calentamiento de la superficie terrestre no sea uniforme; es mayor la insolación en los lugares en que el ángulo de incidencia es menor, y disminuye la insolación a medida que el ángulo de incidencia de los rayos solares va en aumento, es decir, a medida que los rayos solares caen sobre el suelo más oblicuamente.

En su movimiento de translación alrededor del Sol, la Tierra va cambiando de posición y puesto que el Eje Polar no es perpendicular al plano de la órbita, la inclinación de los rayos varía y sólo dos veces al año el círculo de iluminación corta a la Tierra según los meridianos; esto quiere decir que, sólo dos veces al año, el día es de la misma duración que la noche en todos los lugares de la Tierra. Como el plano del círculo de iluminación corta el Ecuador en dos partes iguales; para todos los lugares situados sobre este círculo el día tiene la misma duración que la noche durante todo el año.

4.2.3.1 Variación en la duración del día y la noche: El 21 de m arzo el día es de la misma duración que la noche en todos los lugares de la Tierra: 12 horas de día y 12 horas de noche.

Después del 21 de marzo, a medida que los rayos solares van siendo menos inclinados, en el Hemisferio Norte los días se van haciendo más largos: el círculo de iluminación corta a los paralelos en dos partes desiguales así que el 21 de junio cuando el Eje Polar tiene su máxima separación con respecto al círculo de iluminación, se tiene el mayor día: dura 12 horas en el Ecuador y a medida que los lugares van estando más al Norte el día va siendo mayor.

En el Hemisferio Sur los días se van haciendo más cortos hasta que el 21 de junio se tiene el menor día del año.

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Después del 21 de junio los días empiezan a decrecer en el Hemisferio Norte pero se conservan todavía más largos que las noches hasta el 23 de septiembre, fecha en que el día vuelve a ser de la misma duración que la noche en todos los lugares de la Tierra.

Del 23 de septiembre al 21 de diciembre, a medida que los rayos solares van siendo menos inclinados, en el Hemisferio sur el día va siendo mayor que la noche; el círculo de iluminación corta a los paralelos en arcos desiguales; la mayor desigualdad es el 21 de diciembre, fecha en que se tiene el día más largo del año; dura 12 horas en el Ecuador, pero en lugares más al Sur, el día va siendo mayor; lo contrario ocurre en el Hemisferio Norte en donde en esta fecha se tiene el día más corto.

Del 21 de diciembre al 21 de junio los días empiezan a decrecer en el Hemisferio Sur, pero se conservan todavía mayores que las noches, hasta el 21 de marzo fecha en que el día y la noche tienen igual duración en todos los lugares de la Tierra.

4.2.3.2 Las estaciones del año: Las fechas en las que estan comprendidas las estaciones del año son: 21 de marzo al 21 de junio, primavera para el Hemisferio Norte y otoño para el Hemisferio Sur, dura 93 días.

21 de junio al 23 de septiembre, verano para el Hemisferio Norte e invierno para el Hemisferio Sur, dura 93 días.

23 de septiembre al 21 de diciembre, otoño para el Hemisferio Norte y primavera para el Hemisferio Sur, dura 90 días.

21 de diciembre al 21 de marzo, invierno para el Hemisferio Norte y verano para el Hemisferio Sur, dura 89 días.

Figura 4. Posiciones más importantes de la tierra en su movimiento alrededor del sol

Fuente: Seminario interinstitucional de energía solar (1979)

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Se ve, por lo anterior, que los períodos de calentamiento del Hemisferio Norte son más largos que los del calentamiento del Hemisferio Sur; sin embargo, la diferente duración queda compensada por el hecho de que, durante los períodos de calentamiento del Hemisferio Sur la Tierra está más cerca del Sol, es decir, pasa por la parte de la órbita próxima al perihelio.

4.2.3.3 Variación en el año de la cantidad de insolación; que la parte alta de la atmósfera recibe en diferentes latitudes.

La cantidad de insolación que la Tierra recibe se mide en calorías por cm2, una caloría es la cantidad de calor necesaria para que un gramo masa de agua aumente su temperatura 1ºC.

La cantidad de energía solar recibida es como sigue:

21 de Marzo 925 cal/cm2/día

21 de Junio 810 "

23 de Septiembre 900 "

21 de Diciembre 840 "

Cuadro 1. Cantidad de energía recibida diariamente en las afueras de la atmósfera en el Ecuador

21 de Junio 1100 cal/cm2/día

21 de Diciembre 300 cal/cm2/día

Cuadro 2. La insolación recibida en la afueras de la atmósfera a la latitud de 40 º N

Figura 5. Heliógrafo Campbell Stokes y los tres tipos de gráficas utilizadas.

A. Solsticio de Verano, B. Equinoccios, C. Solsticio de Invierno

Fuente: Candel Vila (1976)

Los mayores contrastes en el calentamiento de tierras y mares pueden ocasionarse por las causas siguientes:

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• Reflexión • Transmisión • Movimiento

Una de las formas de medir la radiación que llega a la tierra en un sitio determinado es a través de un heliógrafo de los que se muestra en la figura 3., donde se usan bandas diferentes, según sea la estación del año. La banda de registro se coloca en forma apropiada sobre un soporte curvo concéntrico con la esfera.

4.2.3.4 Calentamiento y enfriamiento de la atmósfera: El calentamiento se efectúa de varias maneras:

• Por conducción • Por radiación • Por convección • Por advección • Por compresión

4.1.3.5 Marcha diurna o diaria de la temperatura: La manera como se distribuye la temperatura durante las 24 horas del día indica el balance resultante del calentamiento debido a la radiación solar recibida y la pérdida de calor producida por la radiación terrestre.

La amplitud de la variación diurna de temperatura se llama oscilación térmica diaria, es la diferencia entre las temperaturas más alta y más baja del día. A éstas se les designa como temperaturas máxima y mínima del día.

• Temperatura media diaria o diurna. Es el promedio de las temperaturas de las 24 horas del día. • Temperatura máxima absoluta. Es la temperatura más alta registrada desde que se estableció la

estación de observación. • Temperatura mínima absoluta. Es la temperatura más baja registrada desde que funciona la estación

de observación.

4.2.3.6 Temperatura mensual. Es el promedio de las temperaturas medias diarias, se obtiene sumando las temperaturas medias a cada uno de los días y dividiendo entre el número de días del mes. La temperatura media mensual es el promedio de las temperaturas mensuales en un período más o menos largo de años.

4.2.3.7 La marcha anual de la temperatura. La manera como se distribuye la temperatura en el año, pone de manifiesto el aumento diario en la insolación, así que, aunque la primavera es un primer período de calentamiento y el verano un segundo período de calentamiento, el otoño es un primer período de enfriamiento y el invierno un segundo período de enfriamiento, resulta que la temperatura media mensual más baja se presenta, en general, en enero y la más alta en julio, en casi todos los lugares del Hemisferio Norte. La temperatura anual es el promedio de las temperaturas mensuales, se obtiene sumando las de los 12 meses del año y dividiendo entre 12. Temperatura media anual, es el promedio de las temperaturas anuales en un período largo de tiempo

4.2.3.8 Gráficas de temperatura. Pueden representar temperaturas diarias, mensuales o anuales; como ejemplo se representa la marcha anual de la temperatura en un lugar de la Tierra colocando en el eje de las X los meses del año y en el eje de las Y las temperaturas medias mensuales. La gráfica resultante al unir los puntos indicará la manera en que se distribuye la temperatura en el año, o sea su marcha anual.

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4.2.3.9 Distribución vertical de la temperatura: Numerosos experimentos han demostrado que bajo condiciones normales en la Tropósfera, la temperatura disminuye al aumentar la altitud. Aunque la disminución no es uniforme ya que varía con la hora del día, la estación del año y la situación del lugar. El promedio mundial es aproximadamente de 0.65 o C por cada 100 m. de aumento en altitud.

Al valor de la disminución de la temperatura por cada 100 m. de aumento en la altitud se le conoce como "gradiente de temperatura".

A veces sucede que en las largas noches del invierno, bajo un cielo claro, con una atmósfera seca, aire tranquilo y terreno cubierto de nieve, la temperatura es más baja en las capas superficiales y más alta en las capas intermedias de la Troposfera, a esto se le llama "inversión de la temperatura".

Se conoce como drenaje del aire, cuando en las regiones de relieve irregular el aire fresco de la cima de las montañas debido a que es más denso, desciende por gravedad a los valles y ahí se estaciona, haciendo que la temperatura en ellos sea más baja que en las laderas.

4.2.3.10 Distribución horizontal de la temperatura: La distribución de la temperatura sobre la Tierra se muestra por medio de isotermas que son líneas que conectan lugares con igual temperatura.

La temperatura al nivel del mar es más alta que la temperatura de cualquier punto situado a cierta altitud permaneciendo constantes otros factores, por ello, cuando se reduce la temperatura a nivel del mar, hay que sumar cierto valor a la temperatura que se va a reducir. Este valor es igual al gradiente térmico multiplicado por la altitud.

Para poder utilizar los datos de temperatura en los estudios climáticos es necesario calcular las temperaturas medias mensuales y anuales, es decir, los promedios de muchos años.

Si estos datos de temperatura se vacían en un mapa, es posible dibujar líneas que unan puntos con igual temperatura, ya sea que las temperaturas estén dadas por la observación o interpoladas entre temperaturas conocidas. A las líneas que conectan lugares con igual temperatura se les llama "isotermas" y pueden ser isotermas medias diarias, medias mensuales o medias anuales. Las isotermas señalan hacia un lado de ellas valores mayores y hacia el lado opuesto valores menores, por lo que son líneas curvas más o menos paralelas unas a otras q ue no se cortan.

Las isotermas obtenidas de esta manera se llaman isotermas no reducidas y son de una gran utilidad en estudios regionales o locales, están en íntima relación con el relieve por lo que es aconsejable que al trazarlas se haga uso de un mapa alimétrico de la región que dará una idea de como deben distribuirse. Las isotermas trazadas en regiones montañosas no deben cruzar abruptamente las curvas de nivel, sino que deben hacerlo gradualmente, como lo hacen, por ejemplo, las vías de ferrocarril.

Si se marca la temperatura más alta observada en cada meridiano sobre un mapa y se unen todos esos puntos, se obtiene una línea que circunda la Tierra. Esta línea se llama "Ecuador Térmico".

4.2.3.11 Duración del período vegetativo: Hay ciertas temperaturas como el punto de congelación del agua (0 º C), las temperaturas a partir de las cuales las semillas germinan (4.5 a 5.5 º C) y las plantas se desarrollan sin dificultad; y otras cuya importancia para los seres vivos es tan manifiesta que conviene citarlas aquí.

Las fechas en que la curva anual de la temperatura se encuentra arriba o abajo de estos límites o umbrales son muy importantes desde el punto de vista climático.

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Una alta eficiencia de temperatura en un lugar es una gran ventaja porque en dicho lugar puede crecer una gran diversidad de cultivos, es decir, puede haber variedad de plantas que pueden germinar y desarrollar. Por otra parte, a fin de simplificar los cálculos, se ha convenido que la duración del período con temperaturas mayores a 0 º C o estación libre de heladas se denomine "estación de crecimiento" o "período vegetativo".

En los lugares con un período vegetativo corto: menor de 90 días al año la probabilidad de que prospere la agricultura es muy escasa. Pues no basta tener un promedio de días libres de heladas para tener seguridad en los cultivos porque puede suceder que en algún año haya heladas prematuras o tardías. Para que la agricultura sea posible sin mucho riesgo es necesario que el período libre de heladas sea de 4/5 a 9/10 del año.

4.3 PRESIÓN ATMOSFÉRICA

La presión atmosférica se define como la fuerza ejercida por el aire sobre la unidad de área. Se mide por la siguiente fórmula:

M = Masa total de la atmósfera

g = Gravedad de la Tierra

A = Superficie de la Tierra expresada en unidades de área

P = Presión

Esta presión es debida al peso de la columna de aire de base igual a la unidad de área y de altura igual a la atmósfera.

En el sistema métrico decimal (c, g, s) la presión se expresa en dinas sobre cm2; dina es la fuerza con que es atraída la masa de 1 gramo por la fuerza de la gravedad cuando ésta posee el valor normal (921 cm/seg2). Un bario = 1' 000,000 de dinas/cm 2.

Para los usos de la meteorología esta unidad es demasiado pequeña y se em plea el milibario que equivale a 1,000 dinas/cm2.

La presión media al nivel del mar y a 45 grados de latitud es de 1013.2 milibarios o milibares (mb).

La presión también puede expresarse por la altura de una columna de mercurio que al nivel del mar y a 45 grados de latitud es de 760 mm por lo que se dice que allí la presión es de 760 mm de mercurio, y se mide con un aparato llamado barómetro, de los cuales hay de dos clases; en uno se utiliza un líquido en su construcción y en el otro no se utiliza ningún fluido.

4.3.1 Relación entre temperatura y presión

La densidad y por consiguiente, el peso de una columna de aire varían con su temperatura; cuando el aire se calienta se expande y es menos denso, de manera que una columna de aire caliente y poco denso pesa

P= ( M x g) A

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menos que una columna de la misma altura y sección constituida de aire frío y denso. Como resultado de las diferencias de presión en el seno del aire debidas a cambios de temperatura, se originan movimientos verticales y horizontales dentro de la atmósfera.

4.3.1.1 Distribución vertical de la presión: Puesto que el aire es una mezcla de gases puede comprimirse fácilmente, de manera que las capas de aire inferiores de la atmósfera se hallan más comprimidas que las superiores, debido a que aquellas soportan el peso de éstas, a pesar de hallarse aquellas a mayores temperaturas. Así que, las capas bajas de la atmósfera son más densas que las altas porque soportan el peso de todas las capas que les quedan encima; y como la presión atmosférica a un nivel dado dentro de la atmósfera se debe al peso del aire que gravita sobre él, la presión atmosférica tiene que disminuir con la altitud.

4.3.1.2 Distribución horizontal de la presión: Así como la distribución de la temperatura se presenta por medio de isotermas, la presión atmosférica se presenta por medio de isobaras que son líneas continuas que pasan por lugares de igual presión atmosférica al nivel del mar, o a cualquier otro nivel dentro de la atmósfera.

4.3.2 Relación entre la presión y el viento

Viento es el movimiento horizontal del aire, paralelamente a la superficie terrestre. El viento se debe a diferencias horizontales de presión atmosférica y representa el movimiento del aire como respuesta a las desigualdades de presión.

Debido al movimiento de rotación de la tierra, los vientos que tienden a ir de los centros de alta presión a los de baja, solicitados por el gradiente de presión sufren desviaciones. Si una partícula de aire se mueve de un paralelo mayor a uno menor se desvía hacia el Este debido a que la velocidad lineal en el paralelo mayor es más alta que en el menor, por lo que se adelanta, es decir, se desplaza en el sentido en el que gira la Tierra que es del Oeste hacia el Este.

Por otra parte, si el viento va de un paralelo menor a uno mayor, debido a la velocidad lineal más baja en el paralelo menor, queda retardado con respecto a la velocidad del paralelo mayor, así quedará desviado en sentido contrario al que la tierra gira, es decir desviado hacia el Oeste.

La velocidad del viento depende del gradiente barométrico reinante en una región dada; cuanto más grande sea, mayor será la velocidad.

4.4 VIENTOS

4.4.1 Circulación general de la atmósfera

Los vientos tienden a ir de las regiones de alta presión a las de baja; de acuerdo con esto se moverán de las zonas de altas presiones subtropicales a las zonas de baja presión ecuatorial y de aquellas hacia las zonas de baja presión subpolar. Asimismo se moverán de las áreas de altas presiones polares a las de bajas presiones subpolares, sufriendo desde luego las desviaciones que les impone el movimiento de rotación de la Tierra.

Así se originan varios sistemas de vientos y corrientes de aire que constituyen lo que se llama la circulación general de la atmósfera y son:

• La región de las corrientes ascendentes ecuatoriales.(calmas ecuatoriales). • La región de las corrientes descendentes subtropicales. (calmas subtropicales).

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• Los vientos alisios. • Los vientos del oeste. • Calmas polares. • Vientos circumpolares. • Frentes polares.

En el Hemisferio Norte la circulación del aire alrededor de los centros de baja presión se efectúa en sentido contrario al movimiento de las manecillas del reloj.

4.4.2 Los Monzones

Durante el verano y debido al desigual calentamiento de tierras y mares, se originan sobre las masas continentales mayores de la Tierra, enormes centros de elevada temperatura y por lo tanto de baja presión atmosférica, y sobre los mares se encuentran centros de presión relativamente alta en comparación con los centros de baja continentales; los vientos soplan de los centros de alta presión oceánicos hacia los centros de baja presión de los continentes y por consiguiente, son vientos húmedos. En invierno el continente se enfría mucho y se forman en él centros de muy baja temperatura y por lo tanto, de alta presión atmosférica; en los mares, por contraste, predominan presiones relativamente bajas por lo que el aire sopla de los continentes hacia el mar, como vientos fríos y secos.

Esta circulación opuesta en las dos épocas del año recibe el nombre de monzón de verano y monzón de invierno.

4.4.2.1 El Monzón de Asia: En invierno el aire sopla del centro anticiclónico de Siberia hacia el océano Indico con una dirección general de NE a SW, son vientos fríos y secos conocidos como los monzones de invierno. El aire se mueve en sentido contrario durante el verano, es decir, de SW a NE cuando sobre el continente se forma el centro de baja presión ya mencionado. Son vientos calientes y húmedos que por consiguiente producen abundantes lluvias sobre todo el SE asiático y los mares de China y Japón; se conocen como los monzones de verano, en la India y el Mar de Oman.

4.4.2.2 El Monzón de América del Norte: En verano sopla del Mar de las Antillas y del Atlántico del Norte, hacia el centro de baja presión que se forma sobre el continente, un viento caliente y húmedo que se origina en los bordes occidental y noroccidental de la celda anticiclónica Bermudas-Azores.

En invierno, grandes masas de aire frío polar se desplazan del centro de alta presión del Norte de Estados Unidos y Sur de Canadá hacia el Mar de las Antillas, con aire frío y seco que forma los llamados "nortes".

4.5 OTRAS PERTURBACIONES DE LA ATMÓSFERA

4.5.1 Ciclones extratropicales y tropicales: Se denomina "ciclón" a un área de baja presión migratoria en la que el viento, se mueve en sentido contrario al de las manecillas del reloj y sopla de la periferia al centro.

Un ciclón extratropical se origina en la zona de transición entre dos masas de aire de diferentes características de temperatura y humedad. Pueden separarse en dos grupos:

• Los llamados ciclones de frente polar y • Las depresiones subtropicales o vórtices fríos.

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Los ciclones tropicales son tempestades giratorias que se parecen en algunos de sus caracteres a los ciclones del frente polar, solo que son menos extensos. El centro de baja presión en estos ciclones se marca más claramente porque las pendientes barométricas son muy fuertes y las isobaras son casi circulares y muy juntas cerca del centro.

4.5.2 Corrientes marinas y su influencia sobre los climas del mundo

Son desplazamientos de grandes masas de agua del mar de una a otra parte del océano que se originan por varias causas:

• El desigual calentamiento de las aguas de los mares provocando dife rencias en densidad en ellas, • La fricción de los vientos en las superficies oceánicas que hace que el agua superficial se mueva

más o menos en la dirección que ellos llevan, • Por diferencias en salinidad del agua del mar ocasionada por diferencia entre la evaporación y la

precipitación del agua en las diversas partes del océano.

4.5.3 Principales corrientes marinas del Océano Atlántico

4.5.3.1 Corrientes cálidas: En el Golfo de Guinea se origina una corriente que viaja de Este a Oeste, al chocar con el cabo de San Roque en América del Sur se divide en dos ramas; la menor emigra hacia el Sur bordeando las costas orientales de América del Sur, luego tuerce hacia el Este y vuelve a su lugar de origen, se denomina Corriente Ecuatorial del Sur,

La mayor llamada Corriente Ecuatorial del Norte, bordea las costas de América del Sur, las Antillas, el Golfo de México y sale al Atlántico por el estrecho de la Florida, aquí se le conoce como Corriente del Golfo de México, atraviesa el Atlántico y al llegar al Golfo de Vizcaya vuelve a dividirse en dos ramas, una bordea las costas noroeste de Europa por lo que esta zona goza de un clima benigno, la otra, catalogada como corriente fría, bordea las costas occidentales de África y viaja hacia el Sur para volver a su lugar de origen.

4.5.3.2 Corrientes frías: En la parte Este de Groenlandia se localiza una corriente fría que proviene del Océano Glacial Ártico y se denomina Corriente de Groenlandia.

Entre la península del Labrador y las costas occidentales de Groernlandia sale la Corriente Fría del Labrador; al encontrarse estas dos corrientes frías con la cálida del Golfo de México, se origina una zona de nieblas muy peligrosa para la navegación, ya que la visibilidad disminuye considerablemente y las corrientes frías arrastran hacia el Sur grandes masas de hielo flotantes llamadas iceberg.

Del Océano Glacial Antártico salen dos corrientes frías pequeñas, la primera bordea a las costas del Sureste de América del Sur y la otra baña las costas del Sureste de África.

4.5.4 Corrientes del Océano Pacífico En las costas occidentales de América del Sur y de América del Centro se originan dos corrientes calientes que se mueven de Oriente a Poniente, son las corrientes ecuatoriales del N y del S separadas por una contracorriente que viaja en sentido opuesto de W a E y llega a las costas del Ecuador; a ésta se le denomina Corriente del Niño, porque se presenta frecuentemente alrededor del 6 de enero ocasionando lluvias inusitadas en las costas del Perú.

Al llegar las corrientes ecuatoriales a las islas del Pacífico Occidental, la del Norte bordea las costas de dichas islas, y a la latitud de unos 40 º N tuerce hacia el Este formando la corriente de Kuro-sivo o Río Negro que

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cruza el Pacífico para llegar a las costas de América del Norte como corriente caliente; tuerce hacia el Sur bordeando las costas de E. U. se manifiesta como corriente fría llamada Corriente de California, la que retorna a la zona ecuatorial para cerrar el circuito que de ésta se establece.

En el Hemisferio Sur, la rama de la corriente ecuatorial Austral tuerce hacia el Sur bordeando las costas de Australia y de las demás islas del Pacífico, gira después hacia el Este cruzando el Océano y regresa a su lugar de origen bordeando de Sur a Norte las costas de América del Sur como una corriente fría.

Finalmente del Océano Glacial Ártico sale una corriente fría que se dirige del NE a SW bordeando las costas del NE de Asia, después de atravesar la cadena insular de las Aleutianas.

4.5.5 Corrientes del Océano Índico

Al Oeste de Australia se origina una corriente que viaja hacia el Poniente, al encontrar las costas de Madagascar se bifurca, bordeando su rama boreal, las costas del Este de Africa y Sur de Asia llegando al punto de partida; la rama austral, después de viajar un poco al Sur, bordeando las costas del Este de Africa, tuerce hacia el Este para llegar a su lugar de origen.

Debe recordarse que las corrientes que se mueven hacia los polos son corrientes calientes, mientras que las que van rumbo al Ecuador, son corrientes frías ya que las aguas que transportan se encuentran a menor temperatura que las aguas de los Océanos que invaden.

4.6 HUMEDAD ATMOSFÉRICA Y PRECIPITACIÓN

Aunque el vapor de agua forma únicamente un porcentaje muy bajo de la atmósfera, en promedio menos del 2%. Su importancia se desprende de varias razones:

• Cuanto mayor es la cantidad de vapor de agua en el aire, mayor es la capacidad de la atmósfera para producir precipitaciones.

• El vapor de agua absorbe la energía irradiada por la tierra, por lo que regula la rapidez de la pérdida de calor y juega un papel importante en el calentamiento y enfriamiento de la atmósfera.

• Cuanto mayor sea la cantidad de vapor de agua en la atmósfera mayor capacidad tendrá ésta de producir las tormentas eléctricas.

• La cantidad de vapor de agua en la atmósfera representa una cantidad de energía en forma de calor latente de condensación que se libera al formarse las nubes y constituye por este solo concepto un vehículo de transporte de energía en la atmósfera que es fácilmente acarreada por los vientos a grandes distancias.

Como los demás gases de la atmósfera, el vapor de agua es invisible, proviene de la evaporación de las aguas de los Océanos los que cubren alrededor de las 3/4 partes de la superficie total del globo. También proviene de las áreas terrestres húmedas, de los lagos, de la vegetación y de los pequeños depósitos de agua superficiales.

Evaporación.- Es el proceso por el cual el agua en estado líquido pasa al estado gaseoso.

Condensación.- Es el proceso inverso a la evaporación por el cual el vapor de agua que es un gas, pasa del estado gaseoso al líquido.

Sublimación.- Proceso por el cual el hielo pasa al estado de vapor directamente.

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Precipitación.- Es la caída de agua en estado líquido (lluvia) o sólido (nieve y granizo) hacia la superficie terrestre.

Al pasar del estado sólido al líquido, el agua requiere de cierta cantidad de energía; lo mismo para pasar del líquido al gaseoso, se necesitan 79 calorias para convertir un gramo de hielo en un gramo de agua, y 607 calorías para convertir un gramo de agua en un gramo de vapor de agua a esa misma temperatura en º C.

En vista de que se requiere tal cantidad de energía para pasar del estado sólido al líquido y del líquido al gaseoso, se deduce que el vapor de agua contiene más energía interna que el agua y ésta más que el hielo. Esta energía almacenada por el vapor de agua se conoce con el nombre de "energía latente o calor latente del vapor de agua".

La energía pérdida por el líquido al evaporarse no se emplea en elevar la temperatura, sino sólo en el cambio de estado físico. Por el contrario, al pasar del estado gaseoso al líquido, la energía latente del vapor de agua se libera calentando a la atmósfera y se llama entonces calor latente de condensación y es una fuente de energía muy importante en el desarrollo de las tormentas, en especial las tropicales.

El agua del mar se evapora, este vapor es acarreado por los vientos hacia los continentes, al llegar ahí se condensa o sublim a y cae en forma de precipitación. Parte de esa agua en su trayecto hacia la superficie terrestre vuelve a evaporarse y regresa al mar con los vientos que soplan de la tierra al mar; la otra parte llega a la superficie y escurre sobre ella formando las aguas de escurrimiento que llena ríos y lagos y llega nuevamente al mar en forma de ríos y glaciares, otra parte se infiltra en el continente formando las aguas subterráneas que frecuentemente salen otra vez a la superficie en los manantiales que alimentan a los ríos y lagos que llegan al mar; de esta manera se establece un circuito de las aguas que van del continente al mar y del mar al continente, a este circuito se le llama ciclo hidrológico .

4.6.1 Humedad atmosférica

La mayor o menor capacidad del aire para contener el vapor de agua depende de su mayor o menor temperatura. El aire en un día caliente de verano puede contener mayor cantidad de vapor de agua que el aire en un día frío del invierno.

Se dice que una masa de aire está saturada cuando contiene todo el vapor de agua que es capaz de contener. De esta manera tenemos tres tipos de humedad.

• Humedad absoluta. • Humedad específica. • Humedad relativa.

El agua en la atmósfera se encuentra totalmente en estado de vapor hasta que se alcanza el punto de saturación o sea una humedad relativa de 100%, entonces pasa al estado líquido (se condensa).

La condensación líquida no existe en una atmósfera que se encuentre a temperaturas menores de 0 º C, en este caso el paso es al estado sólido (congelación o formación de hielo).

La condensación tiene lugar sólo cuando hay en la atmósfera partículas microscópicas alrededor de las cuales el vapor de agua pasa al estado sólido o líquido. Estos núcleos son las partículas de sal que provienen de los océanos y las partículas de humo que proviene de la combustión de carbón o petróleo y de materia orgánica.

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El enfriamiento del aire puede producirse por varias causas:

• Por radiación y por conducción del calor de la atmósfera a la tierra. • Por la mezcla de dos masas de aire. • Por expansión adiabática del aire

4.6.2 Rocío y heladas

Si la temperatura de una faja delgada próxima al suelo se reduce, baja el punto de saturación y se efectúa la condensación que puede ser en forma de rocío o helada blanca si el punto de saturación es una temperatura menor de 0 º C.

Si la temperatura del aire desciende a valores inferiores a 0 º C sin que se alcance el punto de rocío no se efectúa la condensación y por lo tanto, no se forma la helada blanca, pero las plantas sufren los efectos de la baja temperatura; en este caso se dice que hay helada seca o helada negra.

Algunas medidas de protección contra las heladas son:

• Terreno adecuado. Consiste en escoger el terreno de menos peligro de helada para cultivarlo; debido al fenómeno "drenaje de aire" las zonas más adecuadas para el cultivo son las laderas de las montañas y las colinas, no los valles. También las costas de los mares y lagos en que el viento sopla hacia la tierra.

• Métodos artificiales. Retardando la pérdida de calor al cubrir las plantas con algún material no metálico que intercepte el calor irradiado por la tierra y por las plantas. El objeto no es aislar del frío sino no dejar que escape el calor por irradiación. Manteniendo la temperatura sobre el punto de congelación por calentamiento artificial de las capas inferiores, por medio de hornillos o botes de petróleo. Quemando materia orgánica para producir humo cuyas partículas absorben el calor irradiado por la tierra. Inundando el terreno cuando se tiene noticias de una helada para que el agua que se enfría más lentamente que la tierra produzca niebla y no la helada.

4.6.3 Las nieblas

Las nieblas son nubes bajas que tienen asiento en el suelo y que por lo tanto impiden la visibilidad en la superficie terrestre; su formación se debe al enfriamiento bajo el punto de rocío del aire húmedo que se encuentra próximo al terreno o al aumento de vapor de agua en la atmósfera hasta que la humedad relativa alcance el 100%.

El enfriamiento del aire superficial, en general, no es por ascenso sino por radiación, conducción y mezcla de aire caliente con el frío. Estas nieblas tienen corta duración ya que desaparecen cuando se disipa la inversión, por calentamiento de los rayos solares durante el día, que logran atravesar la capa de niebla. Cambios adiabáticos en temperatura se producen cuando una masa de aire se eleva dentro de la atmósfera se expande debido a que hay menos peso sobre ella a grandes altitudes. El trabajo mecánico efectuado por el aire ascendente al aumentar su volumen trae como resultado la pérdida de energía interna dentro de su masa, lo que equivale a una disminución de temperatura.

Al contrario, cuando una masa de aire desciende se comprime debido a la capa más gruesa de atmósfera que gravita sobre ella, y su temperatura se eleva. Por lo que el aire que asciende se enfría y el aire que desciende se calienta.

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4.6.4 Las nubes

Lo que más caracteriza a simple vista el estado de la atmósfera es la presencia o ausencia de nubes, es decir, la nubosidad del cielo. Se entiende por nubosidad la proporción de cielo cubierto de nubes y se mide desde cero para un cielo despejado hasta diez para un cielo totalmente cubierto de nubes. Las nubes son un buen indicio del estado de la atmósfera y es posible predecir el tiempo a un plazo corto (1 a 6 horas). Pero para hacer algunas predicciones acertadas del tiempo no basta la nubosidad, es de importancia fundamental la forma o tipo de nubes, su altura o incluso su velocidad, que indica la de los vientos en las capas atmosféricas que ocupan aquellas.

Por su aspecto, las nubes se han clasificado en cuatro grandes grupos o tipos básicos que son:

• Cirrus (Ci) nubes tenues de aspecto fibroso en forma de flecos, filamentos o plumas; • Cumulus (Cu) nubes blancas de forma redonda o globulosa; • Stratus (St) nubes extendidas horizontalmente formando capas uniformes; • Nimbus (Nb) nubes obscuras o negras de forma variable que son características de lluvia inminente.

Existe una clasificación internacional de las nubes que se describe a continuación:

I.- Nubes altas cuyo nivel inferior está a 6000 m o más de altura: Cirrus (Ci), Cirrostratus (Ci-St), Cirrocúmulus (Ci-Cu)

II.-Nubes de altura media que se encuentran entre 2000 y 6000 m: Altostratus (A-St), Altocúmulus (A-Cu)

III. Nubes bajas, de altura meno r de 2000 m: Stratus (St), Nimbus (Nb), Stratocúmulus (St-Cu)

IV. Nubes de gran desarrollo vertical, que pueden abarcar desde los niveles más bajos hasta los niveles más altos: Cumulonimbus (CU-Nb), Cúmulus (Cu)

4.6.5 Datos de precipitación

Diferentes formas de precipitación son: Lluvia, nieve, cellisca y escarcha, granizo.

Hay por lo menos cuatro aspectos de gran importancia que considerar en lo que se refiere a los datos de precipitación.

• La cantidad total anual de lluvia y su distribución sobre la superficie terrestre. • Su origen o tipo que puede ser conveccional, orográfico o frontal. • Su periodicidad estacional, o sea, su distribución en el año, lo que se conoce como régimen de

lluvias o régimen pluviométrico. • Su variabilidad anual y estacional.

4.6.5.1 Selección de los datos de precipitación y humedad: Aparatos de medición para estas variables son respectivamente: pluviómetros e higrómetros

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Los datos de precipitación dados por los pluviómetros se anotan día a día en tarjetas especiales, la precipitación diaria es la altura en mm que la lluvia alcanzó ese día.

La precipitación mensual es la suma de las precipitaciones diarias durante todo el mes. La precipitación anual es la suma de las precipitaciones mensuales durante todo el año.

4.6.5.2 Representación gráfica de la precipitación:

• Gráficas de la precipitación. Con los datos de precipitación pueden formarse gráficas que generalmente son del tipo de barras: en el eje de las abscisas se anotan los meses del año y en las ordenadas va la cantidad media de lluvia de acuerdo con los datos siguientes expresados en mm.

• Mapas e isoyetas. Son los mapas que resultan de asentar sobre la carta los datos de precipitación que pueden ser mensuales y anuales.

5. CLIMA Y ACTIVIDAD HUMANA

En un mapa de población se puede observar que al Norte del paralelo 65° N existen grandes espacios deshabitados: El Norte del Canadá, Alaska, Groenlandia, el Norte de la Unión Soviética. Las causas, sin lugar a dudas, están en los climas subpolares y polares que, con su rigor térmico, (bajas temperaturas) dificultan la vida humana. Sólo algunos grupos, los esquimales, por ejemplo se han adaptado a ellos. Condiciones aún más rigurosas existen en la Antártida en donde la vida es sólo posible en las estaciones científicas debidamente acondicionadas. Otras zonas poco pobladas se localizan en la Cuenca del Congo, África, y en la Cuenca del Amazonas, Brasil; es decir, en las zonas del clima ecuatorial donde el calor y la humedad originan una abundante vegetación que dificulta la vida humana.

Como vemos, el clima determina en gran medida el tipo de suelo y de vegetación que habrá en cierta región. Por ello, los asentamientos humanos están directamente relacionados con la capacidad que tiene la tierra para brindarle alimento.

6. ZONAS CLIMÁTICAS DE LA TIERRA

En la tierra existen dos zonas frías (en los Polos), dos templadas y una cálida. Las regiones que están en la zona cálida , tienen temperaturas muy altas durante todo el año. En ella abundan los desiertos. Las regiones que están en las zonas frías, tienen temperaturas muy bajas durante todo el año y casi no existe vegetación. En las zonas templadas, las temperaturas son moderadas, suben un poco en verano y bajan en invierno.

Los climas se describen con arreglo a códigos previamente acordados o con términos descriptivos un tanto imprecisos en su definición que, no obstante, resultan útiles. A escala global se puede hablar del clima en términos de zonas, o cinturones, que pueden trazarse entre el ecuador y el polo en cada hemisferio. Para comprender éstas hay que tomar en consideración la circulación en la capa superior de la atmósfera, o estratosfera, así como en la atmósfera inferior, o troposfera, zona donde se manifiesta el clima. Los fenómenos de la atmósfera superior no fueron c onocidos hasta el desarrollo de tecnologías avanzadas, como los cohetes, los vuelos a gran altitud y los satélites artificiales.

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El clima de una zona determinada depende en parte de su latitud (es decir, de su distancia al ecuador). Las regiones próximas al ecuador son las más calurosas. Cuanto más alejados del ecuador, más frío es el clima. Los lugares más fríos del mundo son las regiones polares, situadas en torno a los polos Norte y Sur. El clima se ve también afectado por la proximidad del mar. La temperatura del mar calienta o refresca la tierra próxima a él, por lo que las regiones costeras suelen tener temperaturas mucho menos extremas que las zonas del centro de los continentes. Otro factor importante es la altitud , o sea, la altura de un lugar respecto al nivel del mar. Cuanto más elevado, más frío es su clima.

Figura 6. Grandes zonas climáticas de la tierra

Fuente: www.ideam.gov.co

Existen diferentes formas de clasificar los climas de la tierra, en ellos, las variables temperatura y prec ipitación son las más utilizadas, pues son de las pocas que tienen el registro más antiguo (~100 años). La correlación entre la vegetación y la temperatura/humedad da como resultado las “Regiones Fitogeográficas” Los sistemas de clasificación pueden ser:

• empíricos: basados en los efectos observados del clima. Identifican tipos de clima similares. • genéticos: basados en el por qué ocurren los tipos de clima en determinada zona.

La utilidad de un sistema climático depende del propósito para el cual fue diseñado. La mayoría de las clasificaciones empíricas clasifican los grupos climáticos de acuerdo con sus efectos sobre algún elemento o fenómeno dependiente del clima. Entre ellos la vegetación natural se mantiene como uno de los de primera importancia. El punto de vista apoyado por muchos botánicos-climatólogos es que la vegetación natural funciona como un integrador de las características del clima en una región; la vegetación, en efecto, es un instrumento para medir el clima en el mismo sentido en que el termómetro mide la temperatura.

Que este punto de vista es una simplificación es indudablemente verdad. No obstante, ésta ha sido la primera motivación de muchos climatólogos, y esta preeminencia se sustenta en el hecho de que muchos libros de texto y otras fuentes se refieren a los climas usando los nombres de la vegetación, como, por ejemplo, bosque húmedo, taiga o tundra.

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6.1 SISTEMA DE KÖPPEN

Creado en 1900 y modificado en 1918, fue el primer esfuerzo por sistematizar el clima mundial. Introduce un método cuantitativo para procesar cualquier conjunto de datos y ubicarlo dentro de la clasificación. Reconoce la relación que existe entre la vegetación y la temperatura y humedad; utiliza la temperatura mensual promedio, la precipitación mensual promedio y l a temperatura anual promedio.

Wladimir Köppen, un alemán botánico y climatólogo, desarrollo la más popular (Pero no la primera) de esas clasificaciones basadas en la vegetación. Su objetivo fue diseñar fórmulas que pudieran definir fronteras climáticas de tal modo que se correspondan con aquellas zonas de vegetación que él había estado diseñando durante toda su vida. Köppen publicó su primer esquema en 1900 y una versión revisada en 1918. Continuó revisando su sistema de clasificación hasta su muerte en 1940.

La clasificación de Köppen está basada en la subdivisión de los climas terrestres dentro de cinco grandes tipos, los cuales están representados por las letras mayúsculas A,B, C, D y E. Cada uno de estos tipos de clima, excepto el B, está definido por c riterios de temperaturas. El tipo B esta basado en precipitaciones

Los principales climas según Köppen son: A Lluvioso Tropical B Seco C Lluvioso de latitudes medias, invierno moderado D Lluvioso de latitudes medias, invierno fríos E Polar

Como señalamos arriba, la temperatura define los cuatro grandes tipos climáticos. Estos son subdivididos, con letras adicionales otra vez, usadas para designar varios subtipos.

Los climas del tipo A (Los más cálidos) están diferenciados en base a la estacionalidad de las precipitaciones: Af (no estación seca), Am (estación seca corta), o Aw (estación seca invernal).

Los climas del tipo E (los más fríos) son convencionalmente separados en tundra (ET) e Inlandsis (EF).

Los climas de las latitudes medias C y D van acompañados de una segunda letra, f (sin estación seca), w (estación seca de invierno), o s (verano seco), y un tercer símbolo (a,b,c ó d [esta última subclase existe sólo para los climas del tipo D), indicando el calor del verano o el frío del invierno. La tabla da los criterios específicos para el sistema Köppen-Geiger-Pohl de 1953.

El tipo B designa los climas en los cuales el factor determinante de la vegetación es la sequedad (más que las bajas temperaturas). La aridez no es un asunto sólo de precipitaciones sino que está definida por la relación entre las precipitaciones que penetran en el suelo en el que las plantas crecen y la evaporación que hace que se pierda esa húmedad. Mientras que la evaporación es difícil de evaluar y no es una medida convencional en las estaciones meteorológicas, Köppen se vio forzado a sustituir la fórmula que identifica aridez en términos de índice de temperatura-precipitaciones (i.e., la evaporación se sobreentiende que está controlada por la temperatura). Los climas secos se subdividena su vez en áridos(BW) y semiáridos (BS), y cada uno puede diferenciarse aún más añadiéndole un tercer código, h para cálido y k para frío.

Estos grupos se subdividían a su vez en función del régimen pluviométrico y de las temperaturas, también señalados mediante letras, en este caso minúsculas, que unidas a las anteriores especificaban la variedad climática de un espacio determinado dentro de cada categoría principal. Así, por ejemplo, un clima tipo Csa

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indica que se trata de un clima templado con veranos secos y calurosos e inviernos húmedos y suaves, es decir, lo que se conoce como un clima mediterráneo.

Principales Tipos Climáticos según Köppen Af Lluvioso tropical Cw Lat medias, humedo-seco, invierno moderado Aw Lluvioso tropical, húmedo-seco Cf Lat medias, lluvioso, invierno moderado Am Monsón tropical Dw Lat medias, humedo-seco, invierno frío BS Estepa Df Lat medias, lluvioso, invierno frío BW Desierto ET Tundra Cs Mediterráneo EF Casquete de hielo

Figura 7. Climas según Köppen

Fuente: Medio Ambiente En Colombia

Köppen y su colaborador Geiger definieron seis grandes grupos de climas, asociados a la vegetación, a los que designaron mediante letras mayúsculas: A (tropical), B (subtropical), C (templado), D (frío), E (polar) y H (montaña).

En las montañas la temperatura disminuye con la altitud, mientras que aumentan las precipitaciones, al menos hasta un cierto nivel altimétrico. La montaña, en este sentido, altera las características de la zona climática en la que se sitúa. Por este motivo, no se pueden establecer unos rasgos con validez universal que lo definan, aunque sus variedades climáticas son fácilmente reconocibles, como el clima alpino. Presenta unas temperaturas invernales negativas y unas estivales positivas, aunque la temperatura media anual se establece en torno a los 0 ºC; la oscilación térmica es inferior a los 20º y las precipitaciones, más abundantes en verano que en invierno, superan los 1.000 mm anuales.

La clasificación de Köppen ha sido criticada por muchas causas. Se ha argüido que los acontecimientos extremos, tales como un período de sequía o una inusual ola de frío, son tan significativas en el control de la

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distribución de la vegetación como las condiciones medias en las cuales se base el esquema de Köppen. También se ha indicado que otros factores meteorológicos distintos de los usados en la clasificación, tal como las horas de luz solar o el viento, son muy importantes para la vegetación. Además, se ha sostenido que la vegetación puede responder sólo lentamente al clima, de modo que las zonas de vegetación observables hoy son en parte causa de climas del pasado.

Muchos críticos tienen llamado la atención sobre la bastante pobre correspondencia entre las zonas de Köppen y la distribución observada de la vegetación en muchas áreas del mundo. A pesar de estas y otras limitaciones, el sistema de Köppen se mantiene como la más popular clasificación climática en uso hoy.

6.2 SISTEMA DE THORNTHWAITE

Una mayor contribución al agrupamiento climático fue hecha por el geógrafo y climatólogo estadounidense C. Warren Thornthwaite en 1931 y 1948. Creado en 1931, modificado en 1948. Basado en los conceptos de humedad y eficiencia térmica. A partir del sistema de Köppen y en asocio con Hare (1955), llegan a la conclusión de que no era útil como método de clasificación de climas forestales, ya que los valores de precipitación y temperatura no constituyen por si solos parámetros climáticos para el control de la vegetación .

Este geógrafo primero usó una vegetación basada en una aproximación que hizo uso de conceptos derivados de eficiencia de la temperatura y efectividad de las precipitaciones como medio de especificar los efectos climáticos en la vegetación. Su segunda clasificación retuvo estos conceptos en la forma de un índice de humedad y un índice de eficiencia térmica pero cambió radicalmente los criterios de clasificación y rechazó la idea de usar la vegetación como el integrador del clima, intentando en lugar de eso clasificar "racionalmente" en base a los valores numéricos de esos índices.

El concepto es anterior pero nunca fue aplicado por falta de datos de evaporación; Thornthwaite desarrolla un índice de evaporación-precipitación. Difiere de Köppen en que los límites no están asociados a ningún criterio de vegetación o suelo; considera la evapotranspiración y la evapotranspiración potencial. Thornthwaite y Hare (1955), enumeran cuatro factores como responsables de la evapotranspiración:

• Suministro de energía externa a la superficie que se evapora (principalmente la radiación solar). • La capacidad del aire de eliminar el vapor (que depende de la velocidad del viento, la estructura de la

turbulencia y la disminución de la concentración de vapor con la altura). • La naturaleza de la vegetación (especialmente su capacidad de reflejar la incidencia de radiación,

ocupación del suelo y profundidad del sistema radicular). • La naturaleza del suelo (especialmente la cantidad de agua en la zona de las raices).

Algunas consideraciones que tiene en cuenta el Sistema de Thornthwaite son:

• Efectividad de la precipitación: prec/evap por mes. • Ó prec/evap mesual = índice de efect. precipitación • También lo aplica para índice de efectividad de temperatura • 5 grandes climas, 32 tipos climáticos

Principales climas según Thornthwaite A Perhúmedo T/E = 14.2 B Húmedo T/E = 28.5 -71.2 C Subhúmedo T/E = 85.5 D Semiárido T/E = 99.7

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E Arido T/E = 114.0 6.3 SISTEMA DE HOLDRIDGE Creado en 1947. Relaciona la biotemperatura (>0° C) y la precipitación promedio anual. Establece un esquema de zonas de vida y define provincias de humedad, regiones latitudinales y pisos altitudinales, como se muestra en la figura 8.

Figura 8. Sistema de zonas de vida de Holdridge con leves modificaciones

Fuente: Clasificaciones climáticas (www.fs.fed.us/research/publications/producci%F3n_ forestal_para_am%E9rica_tropical/ap%E9n.b.pdf - )

El diagrama original (1947), fue modificado posteriormente (1967), este ha tenido aplicación especialmente en países del geotrópico. Las zonas se definen mediante límites progresivos del promedio de precipitación anual y del promedio de biotemperatura. Esta última se deriva para un año promedio sumando todas las temperaturas por hora entre 0 y 30 °C (los límites supuestos para el crecimiento de las plantas) y dividiendo por la cantidad total de horas en un año. Todas las zonas tropicales de Holdridge tienen una biotemperatura que excede los 24 °C; el promedio de las sub-tropicales es de 18 a 24 ° C, y generalmente estan libres de heladas.

Una de las ventajas principales del sistema de Holdridge es que está basado en parámetros climáticos que tenemos al alcance: la precipitación y la biotemperatura, como ya se dijo esta requiere de datos diarios de temperatura que de no tenerse se puede aproximar madiante la siguiente fórmula (Holdridge, 1978)

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Este sistema difiere de los demás por su escala geométricamente progresiva, porque confía principalmente en promedios anuales (para describir un clima estacional), y por sus franjas altitudinales. Su gran cantidad de zonas complica el trazado de mapas a escala mundial. Sin embargo se ha completado mapas para los países de Centroamérica, el caribe y norte de Sudamérica. En la página siguiente se presenta el diagrama que se usa actualmente.

6.4 CLIMAS SEGÚN STRAHLER

Hoy en día se hace necesario otro tipo de noción del clima, una concepción que tenga en cuenta: la sucesión de tipos de tiempo sobre un territorio, los centros de bajas y altas presiones (centros de acción), que actúan y las masas de aire que provocan esos tipos de tiempo. A esta idea responde la clasificación climática de Arthur Strahler. Sin embargo, Strahler no tiene suficientemente en cuenta las consecuencias bioclimáticas. No obstante, esta es una clasificación mucho más descriptiva, ya que denomina a los climas con un lenguaje comprensible. La clasificación de Strahler tiene la ventaja de que se puede cruzar con la clasificación de las grandes biocenosis terrestres que hacen Lacoste y Salanon, con lo que podemos tener clasificación climática y biogeográfica juntas. Strhler distingue los siguientes climas: Clima ecuatorial lluvioso (Ecuatorial): Este es el clima que encontramos en la zona de convergencia intertropical (ZCIT), en torno a los 10º de latitud alrededor del ecuador. Está dominado por las masas de aire ecuatorial cálidas y húmedas, pero también encontramos masas de aire tropical marítimo. Es un clima lluvioso todo el año, las lluvias suelen ser fuertes y de carácter convectivo. Se superan los 2.500 mm al año. Puede haber algún período más seco, debido al desplazamiento de la ZCIT. A lo largo del año encontramos una notable uniformidad térmica, en torno a los 27 ºC. En la clasificación Köppen Af. Las zonas representativas son: la cuenca del Amazonas y del Congo (África), y las Indias Orientales, desde Sumatra hasta Nueva Guinea. Clima monzónico y de los vientos alisios en el litoral (Monzónico): Este es un clima que se encuentra entre los 5º y los 25º de latitud. Está dominado por las masas de aire tropical marítimo, cálida y húmeda que proceden de los bordes occidentales de los anticiclones subtropicales. Tiene una estación seca muy marcada y un máximo pluviométrico que se alcanza cuando está cerca la ZCIT. Tiende a darse en el este de los continentes y se potencia cuando hay un obstáculo orográfico que obliga a elevarse a las masas de aire. Es un clima muy lluvioso, en torno a los 2500 mm, y con escasa oscilación térmica, entre 25 y 27 ºC. En la clasificación Köppen Am y Af. Las zonas más representativas de este tipo de clima son: el Asia suroriental, en Norteamérica la zona Florida y el golfo de México, América central y el Caribe y Madagascar en África. Clima tropical seco y húmedo (Tropical): Este clima se encuentra entre los 5º y los 20º de latitud (10º y 30º en Asia). Los centros de acción son: la ZCIT y las altas presiones subtropicales. Las masas de aire que le afectan son ecuatoriales, y tropicales marítimo y continental. Se caracteriza por tener dos estaciones muy marcadas: una seca y otra húmeda. La estación seca se da cuando el sol está bajo en el

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horizonte a mediodía y la húmeda cuando está alto. Las lluvias dependen de la posición de la ZCIT. En la clasificación Köppen Aw y Cw. Las zonas representativas de estos climas son: India, Indochina, el oeste de África, Suramérica en las regiones periféricas del Amazonas y Australia. Clima tropical seco (Desértico): Este clima se encuentra entre los 15º y los 25º de latitud. Ocupan las regiones manantiales de las masas de aire tropical continental, es decir, las células de las altas presiones. Las masas de aire son estables y secas; y la insolación muy fuerte. El ciclo de temperaturas depende de la posición relativa del sol. En él se encuentran las regiones áridas e hiperáridas, aunque en zonas de transición encontramos algunos meses en los que llueve. La amplitud térmica diaria es muy contrastada; pero la anual no. Suelen darse fuertes vientos que dificultan la colonización vegetal. En la clasificación Köppen BWh y BSh. Las zonas representativas son el Sáhara en África, Arabia, el desierto australiano y pequeñas regiones de Sudáfrica, Suramérica y México. Clima subtropical seco (Desértico): Este clima se da entre los 25º y los 35º de latitud. En realidad no es otra cosa que una extensión hacia el norte del clima tropical seco, pero la precipitación es mayor y la amplitud térmica anual también. Está dominado por las masas de aire tropical continental, pero en las épocas en las que la posición relativa del sol es más baja pueden llegar masas de aire polar continental o marítimo. En la clasificación Köppen BWh y BSh. Las zonas típicas de este clima son: los desiertos del sur de Estados Unidos, el norte de África, el Próximo Oriente, las regiones meridionales de Australia y Sudáfrica, y la Pampa y Patagonia argentinas. Clima subtropical húmedo (Chino): Este clima se encuentra entre los 20º y los 35º de latitud, y se da en las fachadas orientales de los continentes. Está dominado por las masas de aire tropical marítimo, cálidas y húmedas que surgen en el sector occidental de los anticiclones subtropicales, pero también llegan masas de aire polar continental, frío y seco, con las variaciones del frente polar. En realidad es una extensión hacia el norte del clima monzónico y de los vientos alisios en el litoral, pero con advección de aire polar. El carácter marino de las masas de aire tropicales provoca abundantes lluvias en verano, la mayoría de ellas de tipo convectivo. Son frecuentes los huracanes, en otoño. En la clasificación Köppen Cfa. Las zonas representativas de este clima son: el sudeste de Estados Unidos, el sur de China, Formosa (Taiwán) y el Japón, Uruguay y las zonas próximas de Brasil y Argentina, y la costa oriental de Australia. Clima mediterráneo: El clima mediterráneo se da entre los 30º y los 45º de latitud y en el oeste de los continentes. Se caracteriza por tener inviernos relativamente húmedos y veranos secos, resultado de las variaciones del frente polar y las altas presiones subtropicales. Estos son los centros de acción principales que dominan el clima. Las masas de aire que encontramos son de tipo tropical marítimo o continental y polar marítimo. Las masas de aire polar marítimo dominan en otoño e invierno y también en primavera. Son responsables de la mayo r parte de las precipitaciones en este clima. Las estaciones más lluviosas son las intermedias, otoño y primavera. Especialmente en otoño, se pueden dar lluvias torrenciales provocadas por la acumulación de calor en las masas de agua durante el verano, y la llegada de gotas frías polares. En invierno pueden aparecer, localmente, anticiclones térmicos. Las temperaturas son suaves durante todo el año, con poca amplitud térmica anual (unos 15 ºC), sin embargo las condiciones topográficas pueden variar estos parámetros y encontrarnos con un clima más seco y frío; de inviernos secos y fríos y veranos frescos, aunque siempre dentro de las condiciones generales. Lo más significativo del clima son los tres o cinco meses de aridez en el verano; cuando está bajo el dominio del anticiclón subtropical. En la clasificación Köppen Csa y Csb. Las zonas representativas de este clima son: el entorno del Mediterráneo de Europa y África, en Norteamérica California central y meridional, Australia suroccidental, la costa chilena en el entorno de Santiago y la región de Ciudad del Cabo. Clima marítimo de la costa oeste (Oceánico o Atlántico): Este clima se da entre los 35º y los 60º de latitud, en las costas occidentales de los continentes. Está dominado por los centros de acción del frente

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polar y las altas presiones subtropicales. Las masas de aire que dominan son de tipo polar marítimo, que trae el frente polar, frías y húmedas. La acción del anticiclón subtropical se reduce a algunos días en verano, que es la estación con menos lluvias. El resto del año las precipitaciones son abundantes, aunque se alcanza el máximo pluviométrico en invierno. Las temperaturas son frescas pero suaves, y la amplitud térmica reducida. En la clasificación Köppen Cfb yCsb. Son zonas representativas de este clima: Europa, la costa oeste norteamericana, Nueva Zelanda y el Chile medio. Clima seco de las latitudes medias (Continental): Este clima se desarrolla entre los 35º y los 55º de latitud, en el interior de las grandes masas continentales, alejado de la influencia de las masas de aire polar marítimo. También está afectado por las oscilaciones del frente polar pero las masas de aire que dominan, casi en exclusiva, son del tipo polar continental, frías y secas. En invierno queda bajo el dominio de un potente anticiclón térmico, origen de masas de aire polar continental, que también actúa en verano. Las lluvias son esporádicas y se deben a la advección de aire polar marítimo ocasional, que puede tener lugar en verano. El verano es la época más lluviosa. Sin embargo, este clima es seco. Los inviernos son fríos y rigurosos, y los veranos pueden ser calurosos. La amplitud térmica anual es muy acusada, y puede serlo también la diaria. En la clasificación Köppen BWk y BSk. Las zonas representativas de este clima son casi exclusivamente del hemisferio norte: las zonas centrales de Norteamérica, Europa y Asia. Clima continental húmedo (Continental): Este clima se encuentra entre los 30º y los 35º de latitud tanto en el este como en el oeste de los continentes, aunque apenas se encuentra en el hemisferio sur. En realidad es la transición entre el clima marítimo de la costa oeste (o el clima subtropical húmedo), y el clima seco de las latitudes medias. Se encuentra en la zona de actividad del frente polar por lo que le afectan las masas de aire polar continental y ártico, pero también tropical marítimo, que son las responsables de la mayor parte de las lluvias, por el efecto monzónico. En Europa estas masas de aire son del tipo polar marítimo. Las precipitac iones son copiosas, y las temperaturas frías y contrastadas. Puede tener veranos cálidos y lluviosos e inviernos fríos y relativamente secos. Esta tremenda oscilación térmica se debe a la advección de masas de aire tropical y ártico. En la clasificación Köppen Dfa y Dfb. Las zonas representativas de este clima son el este de Estados Unidos y sur de Canadá, el este de China, Corea y Japón y Europa central y oriental. Climas de los bosques boreales (Boreal): Este clima se encuentra entre los 50º y los 70º de latitud, sobre todo de latitud norte ya que en el hemisferio sur apenas lo encontramos en algunas islas. Ocupa las regiones manantiales de las masas de aire polar continental que alimentan el frente polar. Los inviernos son largos y rigurosos, y los veranos cortos y fríos. En invierno llegan masas de aire ártico y en verano polar marítimo. El verano es la estación más lluviosa. Pero en general las lluvias son pocas y casi siempre en forma de nieve. En la clasificación Köppen Dfc, Dw y Cfc. Las regiones más típicas de este clima son: Eurasia desde el norte de Europa hasta el Pacífico, por Siberia, y Norteamérica desde Alaska hasta Groenlandia. Clima de tundra: Este clima se desarrolla entre los 60º y los 75º de latitud. Ocupa las franjas costeras ártica y antártica, y está dominado por las masas de aire polar continental y marítimo y ártico. Se dan frecuentes tormentas ciclónicas. Los inviernos son largos y rigurosos. No hay un verdadero verano, aunque sí una estación, muy corta, algo más suave. Las precipitaciones son siempre en forma de nieve. En la clasificación Köppen ET. Los países representativos de este clima son: la vertiente ártica de Norteamérica, Europa y Siberia, la costa de Groenlandia y la costa antártica. Clima del casquete polar (Polar): Este clima se desarrolla entre los 65º y los 90º de latitud. Son las regiones manantiales del aire ártico y antártico. Se sitúa en los inlandsis y tiene temperaturas muy bajas durante todo el año, siempre por debajo de 0 ºC lo que provoca un descenso del aire por causas térmicas y una fuerte inversión térmica. Se dan fuertes ventiscas superficiales. Las precipitaciones son escasas

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pero siempre en forma de nieve, que no se derrite. En la clasificación Köppen EF. Las regiones típicas de este clima son los casquetes polares ártico y antártico y el inlandsis de Groenlandia. La biocenosis es virtualmente imposible, no hay ni suelo, ni vegetación, ni fauna, salvo bacteriológica.

Climas de montaña: Las montañas tienden a tener condiciones climáticas diferentes del clima zonal donde se encuentran, debido a un descenso de la temperatura con la altura. El gradiente térmico negativo de 0,5-1 ºC cada 100 m supone un aumento de la humedad relativa del aire y la presencia de lluvias orográficas abundantes en la vertiente de barlovento; y menores en la vertiente de sotavento. La orientación con respecto a los vientos dominantes y el sol es de transcendencia vital. También reciben una mayor insolación y un régimen de vientos específico, creando un topoclima diferenciado. Sin embargo, los centros de acción, las masas de aire y los frentes que le afectan son los mismos que en el clima zonal. El efecto que estas diferencias de temperatura y humedad tiene en la distribución altitudinal de la vegetación es trascendental. En la cliserie se suelen diferenciar cuatro pisos: basal, montano, subalpino y alpino, situados a diferentes alturas y con diferentes espesores según las distintas montañas y orientaciones. En realidad la cliserie es la sustitución de una comunidad de plantas por otra debido a un cambio en las condiciones del clima. Se puede producir en un mismo lugar a lo largo del tiempo, o por los cambios que introduce en el clima la altitud de una montaña. Antiguamente se decía climaserie. El clima de montaña tiene una especial importancia en Europa. Aunque no tiene montañas muy altas, sí son montañas muy humanizadas y de gran importancia económica y ecológica.

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EDAFOLOGÍA

El suelo es la cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica. Es el sistema complejo que se forma en la superficie del terreno, inicialmente por la alteración física y química de las rocas y luego también por la influencia de los seres vivos, desarrollando una estructura en niveles superpuestos, el perfil, y una composición química y biológica definidas.

El estudio del suelo implica el análisis de su mineralogía, su física, su química y su biología. Constituye un conjunto complejo de elementos físicos, químicos y biológicos que compone el sustrato natural en el cual se desarrolla la vida en la superficie de los continentes. El suelo es el hábitat de una biota específica de microorganismos y pequeños animales. Desde el punto de vista biológico, las características del suelo más importantes son su permeabilidad, relacionada con la porosidad, su estructu ra y su composición química. Los suelos retienen las sustancias minerales que las plantas necesitan para su nutrición y que se liberan por la degradación de los restos orgánicos.

Los procesos que forman el suelo arrancan con la meteorización física y química de la roca bruta. Continúa con el primer establecimiento de una biota, en la que frecuentemente ocupan un lugar prominente los líquenes, y el desarrollo de una primera vegetación. El aporte de materia orgánica pone en marcha la constitución del edafón. Éste está formado por una comunidad de descomponedores, bacterias y hongos sobre todo, y detritívoros, como los colémbolos o los diplópodos, e incluye también a las raíces de las plantas, con sus micorrizas. El sistema así formado recicla los nutrientes que circulan por la cadena trófica. Los suelos evolucionados, profundos, húmedos y permeables suelen contar con las lombrices de tierra, anélidos oligoguetos comedores de suelo, en su edafón, lo que a su vez favorece una mejor mezcla de las fracciones orgánica y mineral y la fertilidad del suelo.

La composición de un suelo varía con la profundidad. El afloramiento natural o artificial de un suelo revela una serie de zonas diferentes entre sí. Cada una de estas zonas constituyen un HORIZONTE o PERFIL DEL SUELO.

Los tres horizontes o zonas principales de un suelo típico, se pueden describir, de abajo arriba, como sigue:

* Horizonte C: esta es una zona de roca parcialmente desintegrada y descompuesta. Parte de los minerales de la roca basal original están presentes todavía, pero otros se han transformado en materiales nuevos. El horizonte C pasa gradualmente hacia abajo a la roca inalterada.

* Horizonte B: esta zona descansa directamente sobre el horizonte C; en ella el intemperismo ha actuado con mayor intensidad que en la zona subyacente; sólo aquellos minerales de la roca original más resistentes a la descomposición (el cuarzo por ejemplo), se pueden reconocer todavía. En otros se han convertido en nuevos minerales o en sales solubles. A causa de que el material se deposita en el horizonte B, se conoce a éste con el nombre de "zona de acumulación".

* Horizonte A: es esta la zona superior - en la que podemos introducir una pala cuando escarbamos en un

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Figura 10. Proceso de formación del suelo

Fuente: Suelos (www.fortunecity.es/expertos/profesor/171/suelos.html)

Figura 11. Perfil de suelo.

Fuente: Manual para extensionistas, promotores y productores de campo y Wikipedia

jardín. Esta es la zona de la cual los óxidos de hierro han pasado al horizonte B, y en los climas secos es la fuente de algunos materiales solubles que pueden ser depositados en el horizonte B. El proceso mediante el cual estos materiales son arrastrados hacia abajo por el agua del suelo, se llama LIXIVIACION y al horizonte A se le da algunas veces el nombre de "zona de lixiviación". La presencia de cantidades variables de materia

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orgánica tiende a dar al horizonte A un color que va del gris al negro. Los tres horizontes de suelo se han desarrollado a partir del material originado subyacente. Cuando este material queda expuesto por primera vez en la superficie, la parte superior queda sujeta a un intemperismo intenso y la descomposición actúa rápidamente. Conforme avanza la descomposición del material, el agua que percola hacia abajo comienza a lixiviar algunos de los minerales y los deposita en niveles inferiores. Así se forman gradualmente el horizonte A y el horizonte B. Pero el intemperismo continúa, aunque ahora a menor velocidad, sobre el material subyac ente, dando lugar a la formación del horizonte C. Con el paso del tiempo el horizonte C alcanza niveles cada vez más profundos dentro del material inalterado subyacente, el horizonte B se desplaza hacia abajo y el horizonte A, a su vez, pasa los límites de la parte superior del horizonte B. Finalmente, queda constituido un suelo "maduro".

1. FACTORES Y PROCESOS QUE INTERVIENEN EN LA FORMACIÓN DEL SUELO.

En el desarrollo y formación del suelo intervienen numerosos tipos de procesos, algunos de ellos son de tipo pasivo; otros son agentes activos. Los cinco principales formadores del suelo son:

• La materia madre, • El relieve o topografía • El tiempo. • El clima • Actividad biológica.

El primero de los formadores del suelo de tipo pasivo es el material madre, es decir, el manto, ya sea residual o transportado, de roca disgregada que constituye la mayor parte del suelo. Una excepción a la regla general de que el tipo de suelo no depende del material madre la encontramos en los suelos jóvenes que no han tenido suficiente tiempo para desarrollarse.

Otro formador del suelo de tipo pasivo es el relieve o topografía, cuando una pendiente es acusada, la erosión superficial por escorrentía es más rápida y la penetración del agua menor que pendientes más suaves. Esto significa que el suelo será tanto más delgado cuanto más aguda sea una pendiente. Las áreas llanas y altas acumulan un suelo grueso, que tiene una capa amplia y densa de arcilla y que está excesivamente lixiviado. En tierras llanas y bajas, también poseen suelos gruesos, pero están pobremente lixiviados y son de color oscuro. Aquí, la lixiviación, retarda la descomposición de la vegetación y hace que se acumule el humus. Otro aspecto de la influencia del relieve es la orientación de la superficie con respecto a los rayos del sol. Ya que aquellas orientadas al Sur (pendientes), están expuestas a los efectos caloríficos y desecantes de la luz solar, poseen diferentes tipos de vegetación; mientras que aquellas orientadas al Norte, conservan el frío y la humedad durante más tiempo.

Un tercer factor pasivo que interviene en la formación del suelo, es el tiempo. Se dice que un suelo es maduro cuando han actuado sobre él todos los procesos un tiempo lo bastante largo para haber desarrollado un perfil que cambiará sólo de modo imperceptible en el futuro. Mientas que se considera a un suelo joven, a aquel que ha evolucionado a partir de depósitos de origen fluvial o glacial, en estos suelos los horizontes característicos están poco desarrollados o faltan por completo. De todos los procesos que intervienen activamente en el desarrollo del suelo, el clima es quizás el más importante. Los elementos climáticos que influyen en el desarrollo del suelo son:

• La humedad (precipitación, evaporación y humedad relativa). • Temperatura. • El viento.

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Figura 12. La topografía como formadora del suelo. 1) Sobre la meseta : horizontes A,B,C bien desarrollados, (2) Sobre la pendiente : A (B) C , (3) Sobre la base de la pendiente : A - C (Ab - Bb).


La precipitación suministra el agua necesaria para las actividades biológicas y químicas del suelo. En cambio, las precipitaciones excesivas tienden, a eliminar por lixiviación sustancias importantes para el desarrollo de los suelos. Este proceso de arrastre por el agua que se filtra a través del suelo, se conoce con el nombre de ELUVIACION.

En los climas secos, la evaporación excede a la precipitación y el suelo está seco durante largo períodos. Debido a la capilaridad, el agua de saturación asciende lentamente a la superficie, donde se evapora, abandonando las sales que llevaba disueltas. El carbonato de calcio, es la sal que se deposita formando una costra blanquecina sobre el suelo.

La temperatura es otro factor, climático importante en la formación de suelos. Actúa de dos maneras:

• La actividad química se incrementa al aumentar la temperatura y se reduce al disminuir ésta, cesando cuando el agua del suelo se hiela.

• La actividad de las bacterias intensifica al aumentar la temperatura del suelo. Allí donde las bacterias proliferan (regiones húmedas) consumen todas las plantas que yacen en el suelo, lo que conlleva a que no exista una capa vegetación en descomposición sobre el suelo y la cantidad de humus es pequeña. En los climas continentales fríos, la acción bacteriana es más reducida y una capa abundante de vegetación en descomposición cubre el suelo del bosque, por ejemplo.

El viento, por su parte, incrementa la evaporación y arranca de la superficie del suelo en regiones áridas la protección vegetal. El polvo arrastrado por el viento puede acumularse en ciertas áreas y constituir el material a partir del cual se formará el suelo, o bien puede causar la formación de médanos y dunas.

Tanto las plantas como los animales tienen una gran influencia en el desarrollo del suelo. El reino vegetal consta de la macroflora (árboles, arbustos y hierbas) y la microflora (bacterias y hongos). Las plantas contribuyen a mantener la fertilidad del suelo haciendo ascender las sustancias (calcio, magnesio, potasio) de los estratos inferiores del suelo a los tallos y hojas, y abandonándolas después en su superficie al

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descomponerse. La vegetación muerta da lugar al humus, la materia orgánica inerte del suelo, dándole ese color pardo oscuro o negro. El proceso formador de humus o humificación es, esencialmente, la oxidación lenta de la materia vegetal.

Por su parte, la microflora, es decir, los hongos y las bacterias, encontramos que las bacterias consumen humus. En los climas fríos, el crecimiento de las bacterias es lento, y por lo tanto, el humus se puede acumular en y sobre el suelo. Los suelos de los climas subárticos y de tundra tienen mucha materia orgánica sin descomponer, que se acumula en ciertos puntos, dando lugar a capas de turba, pero en los climas tropicales y subtropicales la acción bacteriana es intensa y toda la vegetación muerta es oxidada rápidamente por las bacterias. El humus es casi inexistente. Otra función de algunas bacterias consiste en tomar nitrógeno gaseoso de la atmósfera y darle la forma química apropiada para que pueda ser utilizado por las plantas. Este proceso se denomina fijación de nitrógeno.

La acción de los animales sobre el suelo, es principalmente mecánica. Las lombrices de tierra tienen un papel destacado en las regiones húmedas. No sólo remueven continuamente el suelo, sino que además modifican su contextura y su composición química haciéndolo pasar por sus aparatos digestivos. Las hormigas y los termes acarrean grandes cantidades de material desde los horizontes inferiores hasta la superficie. Animales como topos, ratas y roedores de campo alteran y remueven el suelo. Al construir sus madrigueras transportan a la superficie los estratos de suelo inferiores: el derrumbamiento de éstas hace que el suelo superficial pase a niveles inferiores. Todos los seres vivientes, incluyendo a los humanos, necesitan de la humedad para sobrevivir. Así, no resulta extraño que las regiones secas de la Tierra estén escasamente pobladas. Es así que los desiertos cubren cerca de una tercera parte de los continentes, aunque aún no hay una definición aceptada generalmente de lo que es un desierto, podemos decir, en líneas generales que "un desierto se caracteriza por la falta de humedad, lo que explica, entre otras cosas, la restricción en cuanto al número de seres vivientes que pueden habitarlo". En el desierto puede existir muy poca humedad inicial, o la que naturalmente tiene puede ser evaporada por temperaturas extremadamente altas o encerradas en hielo por un frío extremo.

Figura 13. Ciclo de la materia orgánica en el suelo según la pendiente.


La parte orgánica del suelo está formada por restos vegetales y restos animales, junto a cantidades variables de materia orgánica amorfa llamada humus. La fracción orgánica representa entre el 2 y el 5% del suelo superficial en las regiones húmedas, pero puede ser menos del 0.5% en suelos áridos o más del 95% en suelos de turba.

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Las propiedades del suelo están estrechamente ligadas con la relación SUELO - PLANTA. Consideramos dos tipos de propiedades:

• Propiedades físicas: textura, estructura, porosidad, profundidad efectiva, nivel freático. • Propiedades químicas: capacidad de intercambio catiónico, pH, fertilidad.

2. COMPOSICIÓN FÍSICA DE LOS SUELOS

Entre las propiedades de los suelos se encuentran: el color, distribución del tamaño de las partículas, consistencia, textura, estructura, porosidad, atmósfera, humedad, densidad, pH, materia orgánica, capacidad de intercambio iónico, sales solubles y óxidos amorfos-sílice alúmina y óxidos de hierro libres.

Las propiedades físicas permiten conocer mejor las actividades agrícolas fundamentales como el laboreo, la fertilización, el drenaje, la irrigación, la conservación de suelos y agua, así como, el manejo adecuado de los residuos cosechas. Tanto las propiedades físicas como las químicas, biológicas y mineralógicas determinan, entre otras, a la productividad de los suelos.

2.1 COLOR DEL SUELO

Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas en función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman. El color es uno de los criterios más simples para calificar las variedades de suelo. La regla general, aunque con excepciones, es que los suelos oscuros son más fértiles que los claros. La oscuridad suele ser resultado de la presencia de grandes cantidades de humus. A veces, sin embargo, los suelos oscuros o negros deben su tono a la materia mineral o a humedad excesiva; en estos casos, el color oscuro no es un indicador de fertilidad.

Es un factor, cuyas características son evidentes. El color puede decirnos acerca de como se ha formado un suelo y de los materiales que lo componen. Los distintos horizontes del suelo se distinguen generalmente por su diferente coloración. Estas van aumentando en intensidad, desde el blanco hasta el negro, pasando por el pardo, a medida que aumenta su porcentaje de humus, que es materia orgánica parcialmente descompuesta y finamente dividida. Esta abundancia va a depender de la abundancia de vegetación y de la intensidad de la actividad microbiana, factores que a su vez, dependen del clima.

Así en las latitudes medias, encontramos que el color de los suelos va desde el negro o pardo oscuro en las regiones húmedas y frías hasta pardo claro o gris en las estepas semiáridas y en los desiertos. Los suelos de los desiertos tienen poco o nada de humus. Los suelos rojizos y amarillos, son colores que resultan de la presencia de pequeñas cantidades de compuestos de hierro; el rojo está asociado con el sesquióxido de hierro (Fe2O3), e indica que el agua se filtra fácilmente a través del suelo, aunque localmente el color puede ser debido a la presencia de rocas tales como areniscas o pizarras rojas; mientras que el amarillo puede indicar la presencia del mismo compuesto de hierro combinado con agua (óxido hidratado de hierro). Los colores grisáceos y azulados de los suelos (climas húmedos), indican la presencia de compuestos de hierro reducidos y denotan que la filtración es escasa o la existenc ia de pantanos. Los suelos grisáceos (climas secos), indican que el humus es escaso; el color blanco puede ser consecuencia de sales depositadas en el suelo.

2.2 TEXTURA DEL SUELO

Hace referencia al tamaño de las partículas que lo componen. Las partículas se clasifican en varios grados de gravas, arena, barro y arcilla en orden decreciente de tamaño. La textura es importante porque determina en

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gran parte la retención de agua y las propiedades de transmisión del suelo. La arena puede drenar demasiado rápidamente; en un suelo arcilloso los poros son demasiado pequeños para permitir un drenaje adecuado. Donde las proporciones de arcilla y limo son elevadas la penetración de las raíces resulta dificultoso. En términos generales, las texturas equilibradas (se refiere a una mezcla en la que no predominan ninguno de los tres grados sobre los otros dos: limo arcilla, arena) son las óptimas para el crecimiento de las plantas.

La textura de un suelo esta expresada por la distribución del tamaño de las partículas sólidas que comprenden el suelo. En otras palabras por la composición granulométricas del suelo, previa dispersión de sus agregados.

La textura general de un suelo depende de las proporciones de partículas de distintos tamaños que lo constituyen. Las partículas del suelo se clasifican como arena, limo y arcilla. Las partículas de arena tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm, las de limo entre 0,05 y 0,002 mm, y las de arcilla son menores de 0,002 mm. En general, las partículas de arena pueden verse con facilidad y son rugosas al tacto. Las partículas de limo apenas se ven sin la ayuda de un microscopio y parecen harina cuando se tocan. Las partículas de arcilla son invisibles si no se utilizan instrumentos y forman una masa viscosa cuando se mojan.

Los nombres de las clases de textura se utilizan para identificar grupos de suelos con mezclas parecidas de partículas minerales. Los suelos minerales pueden agruparse de manera general en tres clases texturales que son: las arenas, las margas (limos) y las arcillas, y se utiliza una combinación de estos nombres para indicar los grados intermedios. Por ejemplo, los suelos arenosos contienen un 70 % o más de partículas de arena, los areno-margosos contiene de 15 a 30 % de limo y arcilla. Los suelos arcillosos contienen más del 40 % de partículas de arcilla y pueden contener hasta 45 % de arena y hasta 40 % de limo, y se clasifican como arcillo-arenosos o arcillo-limosos. Los suelos que contienen suficiente material coloidal para clasificarse como arcillosos, son por lo general compactos cuando están secos y pegajosos y plásticos cuando están húmedos. Las texturas margas constan de diversos grupos de partículas de arena, limo y arcilla y varían desde margo-arenoso hasta los margo-arcillosos. Sin embargo, aparentan tener proporciones aproximadamente iguales de cada fracción.

Figura 14. Triángulo textural de suelos


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Para determinar el tipo de suelo de acuerdo al porcentaje de sus componentes minerales, es decir, para hacer la clasificación de las texturas se utiliza el denominado Triángulo de textura de suelos, una vez que se ha determinado experimentalmente la proporción de las partículas constitutivas de un suelo. En función de las proporciones de arena, limo y arcilla, la textura de los suelos se clasifica en varios grupos definidos de manera arbitraria. Algunos son: la arcilla arenosa, la arcilla limosa, el limo arcilloso, el limo arcilloso arenoso, el fango arcilloso, el fango, el limo arenoso y la arena limosa. La textura de un suelo afecta en gran medida a su productividad. Los suelos con un porcentaje elevado de arena suelen ser incapaces de almacenar agua suficiente como para permitir el buen crecimiento de las plantas y pierden grandes cantidades de minerales nutrientes por lixiviación hacia el subsuelo. Los suelos que contienen una proporción mayor de partículas pequeñas, por ejemplo las arcillas y los limos, son depósitos excelentes de agua y encierran minerales que pueden ser utilizados con facilidad. Sin embargo, los suelos muy arcillosos tienden a contener un exceso de agua y tienen una textura viscosa que los hace resistentes al cultivo y que impide, con frecuencia, una aireación suficiente para el crecimiento normal de las plantas.

Textura Arenoso Franco Franco limoso Arcilloso Agente de agregación

Tacto Áspero Áspero Suave Terronoso o plástico Tensión superficial

Drenaje interno Excesivo Bueno Suave Suave o pobre Materia orgánica

Agua disponible para las plantas Baja Media Alta Alta Alta concentración de

electrolitos

Agua transportable Baja Media Alta Alta Bajo potencial electrocinético

Labranza Fácil Fácil Media Difícil Bajo potencial electrocinético

Erosión eólica Alta Media Baja Baja Bajo potencial electrocinético

Cuadro 3. Propiedades de las diferentes clases texturales.

Fuente: Propiedades físicas de los suelo s (http://pamc.host.sk/suelos.htm)

2.3 ESTRUCTURA DEL SUELO

Define el estado de agregación de las partículas componentes minerales u orgánicas. Depende de la disposición de sus partículas y de la adhesión de las partículas menores para formar otras mayores o agregados.

Hace referencia a la manera en que las partículas del mismo se agrupan en fragmentos mayores. Las partículas irregulares de aristas y vértices agudos dan lugar a una estructura en bloques con forma de nuez. Si las partículas son más o menos esféricas, la estructura es granular. Algunos suelos tienen estructura prismática o en columnas, formada por prismas o columnas verticales de tamaño comprendido entre 0,5 y 10 centímetros. La estructura laminar consiste en trozos planos en posición horizontal. La estructura influye en la proporción de agua que es absorbida por el suelo, en la susceptibilidad del suelo a la erosión y en la facilidad de cultivo.

La permeabilidad del suelo al agua, aire y a la penetración de las raíces también depende de la estructura. A diferencia de la textura la estructura puede ser cambiada ejemplo: la rotación del cultivo.

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La infiltración y la permeabilidad están íntimamente relacionadas con el tamaño de los poros y con la estabilidad de las unidades estructurales del suelo. Los suelos bien estructurados, con tamaño apropiado de agregados, tienen buena velocidad de infiltración y las unidades estructurales son granulares y duras que no se hinchan ni se destruyen cuando se mojan. En un suelo bien estructurado toda o la mayor parte del agua es reemplazada por aire en los espacios porosos. La estabilidad estructural, es la resistencia de los granos a disgregarse en condiciones de humedad.

Tipos de estructuras de los suelos pueden ser simples o compuestas.

2.3.1 Estructuras simples o no desarrolladas:

• Estructura particular: Suelos compuestos por partículas individuales sin estructura y frecuentemente son suelos arenosos, fácilmente penetrables.

• Estructura masiva: Son aquellos con agregados consolidados en una masa uniforme, con cierto porcentaje de arcillas y materia orgánica, más difícil de penetrar en seco.

• Estructura cementada: Son aquellos en que los agregados han sido deformados, comprimidos o uniformados (pisoteo, laboreo, senderos).

2.3.2 Estructuras compuestas:

• Estructura grumosa: Suelos con agregados o grumos redondeados, migajozos o granulares, esto producto de la acción de las raíces y la descomposición de la materia orgánica fresca.

• Estructura laminar: Estructura con agregados en cuyas dimensiones predominan los ejes horizontales. Este tipo de estructura pone gran impedimento a la penetración de las raíces, al drenaje interno y a la germinación de las raíces.

• Estructura en bloques : Son equidimensionales, es frecuente en los horizontes inferiores ( B y C ), en suelos pesados de textura fija ( arcillas)

• Prismática o columnal: Con bordes más o menos aristados, son de una buena productividad cuando son pequeños los prismas. Cuando pierden esta característica es sinónimo de degradación.

2.4 POROSIDAD

Es la cantidad de poros por volumen que existe en el suelo, cuanto más poros más materia orgánica, en arenas muy finas la porosidad es baja.

Los poros del suelo condicionan el desarrollo de los sistemas radiculares. Ej.: en canteros florales, con herbáceas de períodos breves, la tierra debe estar suelta para permitir el arraigo de raíces y la fácil absorción de agua y aire.

Las dimensiones de los poros también son importantes, existiendo poros de dimensiones capilares, donde el agua no circula, siendo mayor la posibilidad de adherencia que la de percolación; y poros no capilares, que facilitan el drenaje y la aireación. Las raíces van a tomar el agua de los poros capilares. Podemos determinar la densidad del suelo según el grado de porosidad que presente, un suelo con más poros es menos denso que otro con inferior porosidad. Es muy importante la porosidad de un suelo porque ahí viven las raíces de las plantas y los microorganismos.

El suelo tiene numerosos huecos o poros de distintos tamaños entre sus partículas, que están llenos de proporciones variables de aire y agua edáficos. El agua y el aire son necesarios para formar un suelo húmedo y bien aireado que mantenga a las plantas y otros organismos edáficos. En términos generales, el aire

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atmosférico es retenido en los poros más grandes del suelo y el agua en los poros más pequeños. El aire atmosférico ocupa los poros que deja el escurrimiento del agua después de la lluvia.

El aire edáfico está formado por los mismos gases que contiene el aire atmosférico, aunque en proporciones diferentes. Por ejemplo, el proceso de la respiración aerobia de los organismos del suelo disminuye la proporción de oxígeno e incrementa la cantidad de bióxido de carbono en relación a la proporción del aire atmosférico.

3. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LOS SUELOS

La fase sólida de la mayoría de los suelos está constituida principalmente por sustancias inorgánicas de diferente composición química. Es necesario tener un concepto general de la composición química de las fracciones de suelo para comprender su comportamiento físicoquímico.

Los principales procesos químicos que ocurren en el suelo son: la hidratación, hidrólisis, solución, oxidación, reducción e intercambio iónico.

3.1 CIC

Traduce el poder de fijación del suelo en función de los elementos nutritivos. Representa la cantidad total de carga negativa disponible en el suelo para atraer iones cargados positivamente en la solución del suelo, por lo tanto se refiere a la capacidad que tienen los suelos para reaccionar con los diferentes cationes y a la habilidad de un material de absorber nutrientes del agua de riego y liberarlos a las raíces según sea necesario.

Esta propiedad química del suelo está estrechamente relacionada con el complejo arcilla - humus, es la capacidad de este complejo de ceder nutrientes a las plantas por intermedio de la captación de partículas minerales que el vegetal posteriormente va a absorber.

La arcilla nunca está totalmente pura en el sustrato, sino que está íntimamente l igada con la materia orgánica. Las arcillas desde el punto de vista material se componen de distintos minerales, estas pequeñas partículas provienen de diferentes elementos, por lo tanto las arcillas serán también diferentes. La arcilla no funciona aisladamente como ya dijimos se fusiona con el producto final de la materia orgánica (el humus).

Los cristales de arcillas cuando tienen cierto grado de humedad poseen cargas eléctricas negativas muy tenues, pero si lo suficientemente fuertes como para retener cargas eléctricas del signo opuesto que están contenidas en las sustancias desprendidas de ciertos minerales, a estas cargas positivas se les denomina cationes, son átomos predominantemente de calcio, magnesio, potasio y sodio.

La arcilla se encuentra dispue sta como en láminas que al penetrar el agua en los intersticios esta se hincha y los cationes de las sustancias minerales se depositan en los vértices del cristal de arcilla.

3.2 pH

En términos generales los líquidos o fluidos tienen en consideración la cantidad de hidrógenos libres existentes en una solución, dependiendo de una determinada situación química, teniendo esto en cuenta existe acidez, neutralinidad o alcalinidad.

Por ejemplo el agua destilada es neutra su pH es 7 (pH neutro), en una molécula de agua destilada hay muy pocos hidrógenos libres, para romper la molécula = H+ OH-

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En esta tabla se expresan los posibles valores de pH:

14 7 1 básico neutro ácido

Los suelos en general (suelos medios) oscilan entre 4.5 (ácidos) y 7.5 (neutros o ligeram ente alcalinos). Se dan predominantemente en climas áridos pH alcalinos o neutros y en climas húmedos pH ácidos o ligeramente ácidos. En la naturaleza se distribuyen respondiendo a condiciones naturales diversas, los suelos según los materiales con que se formaron van a tener más o menos neutralidad. En donde las precipitaciones son intensas se produce un lavado, y por percolación se van llevando los elementos que le dan alcalinidad al suelo, el agua va barriendo las sustancias (cationes +), produciendo un suelo preponderantemente ácido. Cuando ocurre lo contrario, en lugares áridos las sustancias se retienen y los suelos son alcalinos.

Existen floras naturales que tienen requerimientos según sus condiciones naturales, se dan una gran cantidad que viven en suelos neutros o ligeramente ácidos, estas se llaman ACIDOFILAS (Ej.: papa, azaleas), y en suelos básicos (salinos) las plantas que allí encontramos las denominamos HALOFILAS (también denominamos así a las que viven al borde del agua, Ej.: alfalfa, remolacha). El pH es uno de los principales responsables de la producción de reacciones para que las sustancias nutricias estén a disposición de las plantas, por este motivo existe la CORRECCIÓN DEL pH, siempre dependiendo de las magnitudes a trabajar. Suelo excesivamente ácido: podemos usar cal (óxido de calcio CaO o carbonato de calcio CaCO3) el ión H+ de la molécula se reemplaza por el catión de calcio Ca+, llamamos enmiendas a los encalados del suelo.

El pH del suelo es importante porque los vegetales sólo pueden absorber a los minerales disueltos, y la variación del pH modifica el grado de solubilidad de los minerales. Por ejemplo, el aluminio y el manganeso son más solubles en el agua edáfica a un pH bajo y al ser absorbidos por las raíces son tóxicos a ciertas concentraciones. Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal, como el fosfato de calcio, son menos solubles a un pH alto, lo que hace que esté menos disponible para las plantas.

Figura 15. Disponibilidad de elementos según el grado de acidez en los suelos

Fuente: El ph y elementos de crecimiento de las plantas (http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/17hoja.html)

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En la figura se puede observar la forma en que el pH facilita o limita la absorción de nutrientes a través de las raíces (las zonas más gruesas de las bandas indican mayor absorción)

También el pH del suelo afecta al proceso de lixiviación de las sustancias nutritivas para las plantas. Un suelo ácido tiene una capacidad menor de retención catiónica porque los iones hidrógeno desplazan a los cationes como el de potasio y el de magnesio. En un suelo con pH ácido, los iones H+ reemplazan a los de Ca 2+, Mg2+ y K+, los cuales son posteriormente lavados del suelo, disminuyendo la riqueza de nutrientes disponibles.

3.3 FERTILIDAD

Se denomina de está forma a los nutrientes que están a disposición de la planta en el momento, porque existen otros que se encuentran en el suelo pero de manera potencial, están en determinado estado químico que necesitan de un periodo de tiempo para poder ser absorbidos, el vegetal lo toma a largo plazo.

Nutrientes Vías de absorción Fuente Energía clorofila de las hojas sol (luz) Carbono (C) hojas aire Hidrógeno (H) hojas y raíces agua y aire Oxígeno (O) hojas y raíces agua y aire Macronutrientes Nitrógeno (N) hojas y raíces suelo-fertilizantes Fósforo (P) hojas y raíces suelo-fertilizantes Potasio (K) hojas y raíces suelo-fertilizantes Nutrientes menores Azufre (S) hojas y raíces suelo-fertilizantes Calcio (Ca) hojas y raíces suelo-fertilizantes Magnesio (Mg) hojas y raíces suelo-fertilizantes Micronutrientes Hierro (Fe) hojas y raíces suelo-fertilizantes Manganeso (Mn) hojas y raíces suelo-fertilizantes Zinc (Zn) hojas y raíces suelo-fertilizantes Molibdeno (Mb) hojas y raíces suelo-fertilizantes Cobre (Cu) hojas y raíces suelo-fertilizantes Cobalto (Co) hojas y raíces suelo-fertilizantes Boro (Bo) hojas y raíces suelo-fertilizantes

Cuadro 4. Fuente de los elementos químicos en la naturaleza

Fuente: Composición física de los suelos (http://pamc.host.sk/suelos.htm )

En la Tierra se han encontrado 92 elementos químicos y alrededor de 60 de ellos forman parte de las plantas, pero se ha demostrado que sólo 16 de ellos son esenciales para el crecimiento y desarrollo normal de las plantas. A 9 de ellos se les conoce como macronutrientes porque se encuentran en cantidades mayores de 0.05 % en peso seco y son: el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, calcio y magnesio. A los 7 elementos químicos que se encuentran en cantidades menores al 0.05% en peso seco y que son necesarios para el crecimiento y el desarrollo normal de las plantas se les conoce como micronutrientes o elementos traza y son: el hierro, boro, manganeso, cobre, molibdeno, cloro y zinc.

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Nitrógeno N Favorece el crecimiento de tallos y hojas acentuando el color verde. Fósforo P Estimula la producción de flores, frutos y semillas;

Desarrollo de raíces; Endurecimiento de tallos; Neutraliza la elevada concentración de N.

Potasio K Influye en el color y perfume de las flores; Mejora la calidad de los frutos; Activa el crecimiento de las raíces.

Calcio Ca Forma parte de las paredes celulares de los tejidos de sostén y Confiere mayor resistencia a la planta.

Magnesio Mg Constituye el elemento mineral de la molécula de la clorofila (en cantidades adecuadas beneficia la coloración de las hojas).

Azufre S Compone las proteínas vegetales; Activa el crecimiento; Completa la acción del N.

Cuadro 5. Efectos de los elementos mayores en las plantas

Fuente: Composición física de los suelos (http://pamc.host.sk/suelos.htm )

Elemento químico

Partícula química

en que lo capta

Principales funciones

Azufre SO42- Componente de algunos aminoácidos y vitaminas

Boro H2BO31- Participa en el transporte a través de la membrana celular y en el aprovechamiento del calcio

Calcio Ca2+ Componente cementante de las paredes celulares,; participa en la permeabilidad de la membrana; activador enzimático

Carbono CO2 Reactivo de la fotosíntesis; componente de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos

Cloro Cl1- Participa en la fotosíntesis y en el balance iónico

Cobre Cu1+, Cu2+ Activador enzimático de la fotosíntesis

Hierro Fe2+, Fe3+ Participa en reacciones enzimáticas y en moléculas de transporte de electrones en los procesos de la fotosíntesis, respiración y fijación del nitrógeno

Fósforo H2PO41- , HPO42-

En ácidos nucleicos, fosfolípidos, ATP (en la transferencia de energía)

Hidrógeno H2O Componente de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos

Magnesio Mg2+ Componente de la clorofila; activador enzimático en el metabolismo de los carbohidratos

Manganeso Mn2+ Activador de enzimas que participan en la respiración y en el metabolismo del nitrógeno; necesario para la fotosíntesis

Molibdeno MoO42+ Activador de enzimas que participan en el metabolismo del nitrógeno

Nitrógeno NO31-, NH41+ Componente de proteínas, ácidos nucléicos, clorofila, algunas coenzimas

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Oxígeno CO2, H2O Componente de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos

Potasio K1+ Participa en el balance iónico celular mediante la ósmosis; apertura y cierre de estomas; activador enzimático

Zinc Zn2+ Activador de enzimas en la respiración y en el metabolismo del nitrógeno

Cuadro 6. Forma como se presentan para ser absorbidos los elementos.

Fuente: El ph y eleme ntos de crecimiento de las plantas (http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/17hoja.htm)l

El carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno provienen del aire y del agua, y los otros 12 elementos químicos esenciales los obtienen del suelo plantas como iones disueltos en el agua (provienen de la roca madre de la que se formó el suelo). El carbono, el hidrógeno y el oxígeno forman parte de la estructura de las moléculas de impo rtancia biológica como los lípidos, los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

4. CAUSAS DE DEGRADACIÓN DEL SUELO

La corteza terrestre sufrió numerosas alteraciones causadas por las fuerzas internas del planeta, por lo que se rompió y se formó de nuevo. Una gran parte de estos procesos continúan actuando.

Pero desde que existe la atmósfera hay otros agentes que han contribuido a transformarla lentamente hasta tener el aspecto que ahora nos presenta. Todos estos procesos se denominan "meteorización" o, genéricamente, "erosión" y los agentes causantes (agentes geológicos externos) pueden ser de tipo físico (mecánico), químico y biológico. Estos dos conceptos en algún momento aparecen como sinónimos puesto que implican desagregación o fragmentación de partículas, sin embargo hay diferencias que se establecen a continuación.

4.1 METORIZACIÓN

Consiste en la transformación o la fragmentación de los materiales en la superficie terrestre por acción de la temperatura y el agua.

La meteorización produce fragmentos de rocas y minerales, así como otros productos residuales y solubles, que pueden ser transportados y depositados a otros niveles, lo que deja nuevas superficies expuestas a la meteorización.

4.1.1 Meteorización física o mecánica: Es aquella que se produce cuando, al bajar las temperaturas que se encuentran en las grietas de las rocas, se congelan con ella, aumenta su volumen y provoca la fractura de las rocas.

Entre los principales agentes causales están:

• Temperatura Al calentarse las rocas y minerales se producen diferencias de tensión en su estructura. Los materiales oscuros absorben más calor que los claros y están expuestos. Las altas variaciones de temperatura entre el día y la noche imprimen a las rocas fuertes contracciones y dilataciones, que provocan fisuras y, con el tiempo, su fragmentación.

• Agua: El agua líquida influye en la meteorización mecánica de las rocas, y aún más cuando se trata de hielo. En pocas horas el hielo puede abrir fisuras en las rocas y exponerlas a una acción

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acelerada de otros agentes. Las rocas de las capas más superficiales de la corteza terrestre, presentan grietas o fisuras. Cuando el agua de lluvia o procedente de los deshielos penetra en el interior de estas grietas y la temperatura desciende por debajo de los 0° C, se expande. Si la roca es muy porosa, su disgregación puede llegar a tener consistencia granular.

• Actividad biológica: Cuando las rocas ya presentan fisuras pueden ser colonizadas por las raíces de los árboles, que imprimen presión conforme crecen y aumentan de volumen. La presión ejercida por las raíces no es comparable a la del hielo, pero puede ser suficiente para generar rotura y desprendimiento de rocas, que quedan así expuestas a la acción otros agentes.

4.1.2 Meteorización química: Es aquella que se produce cuando los materiales rocosos reaccionan con el agua o con las sustancias disueltas en ella o por los agentes gaseosos de la atmósfera como el oxígeno y el dióxido de carbono.

Las rocas se disgregan más fácilmente gracias a este tipo de meteorización, ya que los granos de minerales pierden adherencia y se disuelven o desprenden mejor ante la acción de los agentes físicos. Cambio de las rocas por la acción disolvente del agua que se puede acelerar por la meteorización mecánica, también se puede decir que es la alteración de los minerales provocando otros distintos, los procesos más destacados en la meteorización química son los siguientes:

• Disolución: Consiste en la incorporación de las moléculas de un cuerpo sólido a un disolvente como es el agua. Mediante este sistema se disuelven muchas rocas sedimentarias compuestas por las sales que quedaron al evaporarse el agua que las contenía en solución.

• Hidratación: Es el proceso por el cual el agua se combina químicamente con un compuesto. Cuando las moléculas de agua se introducen a través de las redes cristalinas de las rocas se produce una presión que causa un aumento de volumen, que en algunos casos puede llegar al 50%. Cuando estos materiales transformados se secan se produce el efecto contrario, se genera una contracción y se resquebrajan.

• Oxidación: La oxidación se produce por la acción del oxígeno, generalmente cuando es liberado en el agua. En la oxidación existe una reducción simultánea, ya que la sustancia oxidante se reduce al adueñarse de los electrones que pierde la que se oxida. Los sustratos rocosos de tonalidades rojizas, ocres o parduzcas, tan abundantes, se producen por la oxidación del hierro contenido en las rocas.

• Hidrólisis: Es la descomposición química de una sustancia por el agua, que a su vez también se descompone. En este proceso el agua se transforma en iones que pueden reaccionar con determinados minerales, a los cuales rompen sus redes cristalinas. Este es el proceso que ha originado la mayoría de materiales arcillosos que conocemos.

• Carbonatación : Consiste en la capacidad del dióxido de carbono para actuar por si mismo, o para disolverse en el agua y formar ácido carbónico en pequeñas cantidades. El agua carbonatada reacciona con rocas cuyos minerales predominantes sean calcio, magnesio, sodio o potasio, dando lugar a los carbonatos y bicarbonatos.

• Acción biológica: Los componentes minerales de las rocas pueden ser descompuestos por la acción de sustancias liberadas por organismos vivos, tales como ácidos nítricos, amoniacos y dióxido de carbono, que potencian la acción erosionadora del agua.

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4.3 EROSIÓN

Consiste en el desgaste y fragmentación de los materiales de la superficie terrestre por acción del agua, el viento, etcétera. Los fragmentos que se desprenden reciben el nombre de detritos.

La erosión (pérdida) del suelo la provocan principalmente factores como las corrientes de agua y de aire, en particular en terrenos secos y sin vegetación, además el hielo y otros factores. La erosión del suelo reduce su fertilidad porque provoca la pérdida de minerales y materia orgánica. La erosión del suelo es un problema nacional e internacional al que se le ha dado poca importancia en los medios de comunicación masiva.

La erosión se produce cuando el agua, el hielo o el viento arrastran la tierra o la roca meteorizada. La roca blanda es más susceptible de ser fragmentada y arrastrada que la roca dura.

Existen dos clases de erosión; la geológica conocida también como erosión natural o normal, la misma que es un fenómeno natural donde el hombre poco o nada puede hacer para evitarla; y la antrópica, conocida también como erosión acelerada ocasionada por la actividad humana.

Cuando la erosión se produce repentinamente, puede ser muy peligrosa. Las avalanchas y los desprendimientos de tierra y barro son ejemplos de movimientos masivos: es decir, los movimientos repentinos, colina abajo, de una gran cantidad de tierra, roca y agua.

"Es un proceso continuo al que obedece la forma cambiante de la Tierra”. Esta causada por el agua, el viento, los cambios de temperatura y la actividad biológica. Cuando el proceso se produce sin la influencia del hombre, se conoce como normal, geológica o natural. Cuando la vegetación natural protectora se ve perturbada por los cultivos, pastoreo intensivo o las quemas (incendios forestales, etc.) el equilibrio natural queda alterado y el suelo expuesto a la acción directa de los agentes más potentes de erosión: AGUA y VIENTO.

La erosión puede ocurrir en los ejes de los valles o en las laderas. La erosión de los valles se llama erosión lineal y la de las laderas erosión areolar (erosión hídrica). También existe la erosión causada por el viento denominada erosión eólica

Después que la roca o suelo ha sido alterado, actúan los agentes dinámicos como el agua y el aire para recoger las partículas y fragmentos y transportarlas hasta los diferentes ambientes de deposición. Fase que está directa o indirectamente guiada por la acción de la fuerza de gravedad. Los deslizamientos, corrientes fluviales, glaciales y asentamientos de materiales implican el desplazamiento de masas de materiales de acuerdo a un gradiente topográfico determinado como así también, a presiones existentes entre dos zonas de diferente posición en el espacio.

Cuando los suelos superficiales son perturbados para urbanismo y/o cualquier otra actividad que el hombre proyecte (cultivos, ganadería, apertura de caminos, etc), entre todos los efectos que conlleva a estas acciones, la de escorrentía superficial puede determinar condiciones críticas de estabilidad; en el mismo sentido opera la remoción de la vegetación natural la cual absorbe esfuerzos tensionales desarrollados en la masa de suelo, evitando que se produzcan derrumbes y deslizamientos. Estos estados de inestabilidad se hacen gradualmente o intempestuosamente más críticos con el tiempo, bajo la acción de eventos adversos hidrológicos - meteorológicos (lluvias, desecación, cambios en el drenaje, etc) pudiendo alcanzar estados irreversibles de difícil y costoso control.

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4.2.1 Erosión eólica: El viento es un eficiente agente de erosión y su acción, particularmente en zonas de climas áridos, semiáridos y desérticos, es responsable del transporte y deposición de grandes volúmenes de sedimentos con desarrollo de un paisaje eólico típico.

El viento transporta las partículas de los suelos de tres maneras:

• Por arrastre: las partículas más gruesas (500 - 2000 micrones). • Por saltación: las partículas medianas (100 - 500 micrones). • En suspensión: las partículas pequeñas o livianas ( < 100 micrones).

La erosión eólica se ejerce mediante dos procesos: ABRASION y DEFLACIÓN. Cuando las partículas sueltas que se hallan sobre la superficie del suelo son barridas, arrastradas o levantadas por el aire, estamos hablando de DEFLACION (derivado del latín "soplar"); este proceso actúa donde la superficie del terreno está completamente seca y recubierta de pequeños granos de arena sueltos procedentes de la meteorización de la roca o previamente depositadas por el agua en movimiento, el hielo o las olas. Las partículas más finas, las que constituyen el barro, la arcilla y los limos, son levantadas muy fácilmente y transportadas en suspensión. Los granos de arena se mueven únicamente si el viento es fuerte y tienden a desplazarse a poca altura del suelo. La grava y los cantos de 5 a 8 mm de diámetro suelen rodar por el suelo llano cuando el viento es muy intenso, pero no recorren grandes distancias ya que es muy fácil que queden retenidos en agujeros.

4.2.2 Erosión hídrica

Es el proceso de disgregación y transporte de las partículas del suelo por la acción del agua. Erosión debida al agua por su escurrimiento superficial, llegando a roer el suelo en grados de láminas, surcos o cárcavas. Es la manifestación de la acción de las lluvias sobre la superficie terrestre (expresada a través de cárcavas, erosión laminar, denudación y arrastre de material). De las anteriores, la más peligrosa es la pérdida de suelo por forma de lámina, debido a que es paulatina y no se manifiesta con fenómenos muy visibles, como la erosión en surcos y los zanjones de las cárcavas.

Los procesos de erosión hídrica ocurren naturalmente, logrando un equilibrio dinámico que muchas veces se ve influenciado por las acciones antrópicas, acelerando el normal movimiento de sedimentos y en consecuencia, modificando los perfiles de escurrimiento y su configuración en planta. Muchos de estos procesos y sus respuestas no son lineales y tienen gran variabilidad en el espacio y en el tiempo.

Las alteraciones que una acción antrópica produce en el escurrimiento a nivel de cuenca o de cauce se traducen de inmediato en erosiones o sedimentaciones que pueden ser muy locales o abarcar grandes áreas. Dependen de las pendientes, de los caudales que escurren por los cauces y de los sedimentos que transportan y forman parte del conjunto de procesos erosivos y de sedimentación que tienen lugar en la corteza terrestre. En resumen podemos decir, que la erosión hídrica, es directamente proporcional a la cuantía de la precipitación y a la longitud de la vertiente, pero inversamente proporcional a la capacidad de infiltración del suelo y a la resistencia que opone la superficie. Obviamente, cuanto mayor es la pendiente del terreno, mayor es la velocidad de flujo y más intensa es la erosión

La geodinámica externa trata de evaluar los agentes y los procesos dinámicos desde la forma inicial que es la erosión laminar hasta la remoción en masa.

4.2.2.1 Erosión laminar: Es la forma más perjudicial ya que, con frecuencia no se la reconoce y por ende, pocas veces se la trata. Este tipo de erosión, es provocada por las precipitaciones. A medida que las gotas de lluvia golpean el suelo, se desprenden de éste partículas de tierra que luego el agua arrastra al escurrirse;

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convirtiéndose en agua barrosa que luego desemboca en los desagües, arroyos y ríos. Este tipo de erosión da origen a otras formas más impresionantes de erosión: Surcos y Cárcavas.

La presencia de vegetación en niveles insuficientes, da lugar a superficies de suelo susceptibles a la acción directa de las aguas, ya que un suelo desprotegido recibe el impacto directo de las gotas de lluvia en una proporción equivalente al diámetro de las mismas elevado a la tercera potencia.

Figura. 16 - Inicio de la erosión pluvial

Fuente: erosión y transporte de sedimentos (http://www.unesco.org.uy/phi/libros/obrashidraul/tapa.html; fotografía oficial de la Marina de los Estados Unidos.

El impacto desagregará las partículas, liberando a las más pequeñas y trasladándolas inmediatamente aguas abajo. Esta primera acción es complementada por el escurrimiento superficial, formado por la unión de las gotas de lluvia, generando filetes de agua con suficiente fuerza para arrastrar las partículas liberadas.

Los filetes de agua continúan transportando partículas de los sectores ubicados aguas abajo sin formar canales definidos, dando lugar al desgaste de la superficie del terreno. A este proceso se denomina erosión laminar.

La erosión laminar acelerada depende de los siguientes factores naturales:

• Características físicas tales como: textura, estructura, permeabilidad, entre otros. • Características ligadas a la morfología del terreno, principalmente relacionadas con la pendiente. • Características ligadas al clima, principalmente relacionadas al régimen de precipitaciones y

tormentas.

Los efectos de la erosión laminar pueden apreciarse más fácilmente en las zonas boscosas que carecen de mantillo, donde la pérdida de suelo deja al descubierto las raíces de los árboles. La cantidad de suelo que se pierde a causa de la erosión laminar es alarmante.

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Figura 17. Señales de erosión laminar. A: Piedras que el escurrimiento ha dejado atrás debido a que pesan demasiado para ser arrastradas; B: o montículo de tierra y otros desechos atrapados bajo ramas, ramitas, e

incluso manojos de paja (C). Fuente: Vetiver. La Barrera contra la erosión

Las gotas de lluvias que caen sobre una superficie árida, son agentes de erosión notablemente efectivos, pues cada gota tiende a arrojar al aire partículas de material son consolidar. Las mediciones han demostrado que pueden mover hasta 250 toneladas de material por hectárea, simplemente por medio de la salpicadura. En una superficie a nivel las partículas se mueven hacia delante y hacia atrás, pero en una superficie inclinada tienden a moverse pendiente abajo. Dando lugar a un proceso denominado erosión por salpicadura; en una vertiente, por ejemplo, este tipo de erosión tiende a transportar el suelo hacia niveles inferiores, disminuyendo la capacidad del mismo para que se infiltre el agua, debido a que las aberturas naturales del suelo quedan taponadas por las partículas movidas por la salpicadura de las gotas de lluvia.

Figura 18. Erosión laminar.

Fuente: gestión y conservación del suelo (http://www.unex.es/edafo/GCSP/GCSL5Introduccion.htm)

4.2.2.2 Erosión en surcos: Arrastre de la capa superficial del suelo por acción del agua y el viento sobre los pequeños canales o surcos hechos por la topografía local o en tierras agrícolas. Suelo arrastrado por el flujo del agua que se canaliza y jerarquiza generando surcos.

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Figura 19. Erosión en surcos

Fuente: Gestión y conservación del suelo (http://www.unex.es/edafo/GCSP/GCSL5Introduccion.htm)

Se manifiesta por el arrastre de elementos terrosos al correr el agua por la superficie del suelo ocasionando la formación de surcos o regueros orientados a favor de la pendiente. Comprende pequeñas depresiones y terrenos con moderada a alta pendiente.

4.2.2.3 Erosión en cárcavas: Dependiendo de las condiciones geotécnicas de los suelos, principalmemente de su capacidad de resistencia a las tensiones de corte, los pequeños canales naturales se profundizarán gradualmente, dando lugar a la formación de cárcavas.

Figura 2 0. Erosión en cárcavas


Estas suelen comenzar en forma de surcos. La presencia de cárcavas expresa un estado avanzado y complejo de erosión cuyo poder destructivo local es superior a las otras formas de pérdida de suelo y por lo tanto de mayor dificultad de control. En la cárcava actúan además de la erosión superficial, formas de erosión asociadas al escurrimiento superficial, a la desestabilización de taludes por humedecimiento y sobresaturación y al movimiento subterráneo (tubificación). Se asocian también a los proceso de erosión interna los "descalzamientos" de la base de los taludes de la cárcava provocando desmoronamientos.

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En suma, en una cárcava se presentan diversos fenómenos de erosión: erosión superficial, erosión interna, descalzamiento y desmoronamientos, generando procesos de alto poder destructivo, que se manifiesta de manera flagrante en enormes superficies, que afectan zonas de producc ión agrícola, carreteras, obras públicas, etc.

4.2.2.4 Movimientos en masa: Son descensos bruscos de materiales inestables de los taludes, originados por diversas causas. Los derrumbes ocurren sobre materiales poco impregnados de agua, que se desploman por la fuerte pendiente, socavamiento de una vertiente por erosión fluvial.

Desplazamiento de suelo y a veces regolito que deja una cicatriz en hondonada y un lóbulo frontal sobresaliente. A menudo, muchos deslizamientos someros evolucionan hacia flujos de clastos (piedras, cantos bloques de rocas). En principio, si no actúan otros procesos erosivos se puede hablar más de desplazamiento que de pérdida del recurso.

Figura 21. Movimientos en masa. Reptación, deslizamiento y solifluxión


Dependiendo de la velocidad, los deslizamientos se pueden clasificar en: rápidos y lentos.

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• Rápidos: Alcanzan velocidades hasta de metros por segundo y se pueden originar en zonas con pendientes muy fuertes y empinadas, donde domina la caída de rocas y residuos que se acumulan formando un talud, o se puede producir al deslizarse una gran masa en segundos o minutos. Entre ellos tenemos, desprendimientos y flujos de lodo.

• Lentos: Las velocidades son del orden de centímetros o metros por año. Se caracterizan por transportar gran cantidad de material.

Los deslizamientos o movimientos de masa no son iguales en todos los casos, y para poder evitarlos o mitigarlos es indispensable saber las causas y la forma como se originan. Estas son algunas de las formas más frecuentes: Caída: Una caída se inicia con el desprendimiento de suelo o roca en una ladera muy inclinada. El material desciende principalmente a través del aire por caída, rebotando o rolando. Ocurre en forma rápida sin dar tiempo a eludirlas. Volcamiento: Consiste en el giro hacia delante de una masa de suelo o roca respecto a un punto o eje debajo del centro de gravedad del material desplazado, ya sea por acción de la gravedad o presiones ejercidas por el agua. Deslizamiento : Es el movimiento, hacia abajo de una ladera, de una masa de suelo o roca el cual ocurre principalmente sobre una superficie de ruptura o falla (debilidad del terreno) y se puede presentar de dos formas:

• Deslizamiento Rotacional: Los desplazamientos ocurren o tienen lugar a lo largo de una superficie de ruptura de forma curva o cóncava.

• Deslizamiento Traslacional: Consiste en el desplazamiento de una masa a lo largo de una superficie de ruptura de forma plana u ondulada.

Flujos de tierra: Son movimientos lentos de materiales blandos. Estos flujos frecuentemente arrastran parte de la capa vegetal. Flujos de lodo: Se forman en el momento en que la tierra y la vegetación son debilitadas considerablemente por el agua, alcanzando gran fuerza cuando la intensidad de las lluvias y su duración es larga. Reptación: Es la deformación que sufre la masa de suelo o roca como consecuencia de movimientos muy lentos por acción de la gravedad. Se suele manifestar por la inclinación de los árboles y postes, el corrimiento de carreteras y líneas férreas y la aparición de grietas.

4.2.2.5 Recomendaciones para el control de la erosión: Se refiere al conjunto de prácticas y obras que buscan evitar y detener procesos erosivos o habilitar terrenos para su uso técnico posterior al tratamiento. Entre estos podemos resumir en el cuadro de la página siguiente:

4.3 SEDIMENTACIÓN

Consiste en el depósito de lo s materiales transportados, los materiales transportados reciben el nombre de sedimentos, y cuando estos sedimentos se cementan originan las rocas sedimentarias.

Los sedimentos formados a partir de la erosión laminar y movimientos de masas, son conducidos a los cursos de agua, donde tiene lugar la escorrentía en un medio físico en forma de canal, responsable de la segunda fase del proceso de transporte de sedimentos. En este sector, el escurrimiento se desarrolla de manera concentrada, con capacidad suficiente para la conducción de los sedimentos.

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FORMAS DE EVITAR Y DETENER LA EROSIÓN

N° TIPOS DE EVENTOS FORMAS DE CONTROL DE LA EROSIÓN

1 Erosión laminar Establecimiento de surcos en contorno, mantenimiento de coberturas vegetales, barreras vivas y obras de evacuación de agua (zanjas y acequias).

2 Erosión en surcos

Es recomendable borrar los surcos cuando las pendientes no pasan de 20% y hacer empalizadas y barreras o cualquier otro muro transversal en aquellas más profundas y permanentes, para evitar que se conviertan en cárcavas.

3 Erosión en cárcavas

Los principales métodos son: emparejamiento del terreno, suavización de taludes y construcción de defensas con pequeños diques, barreras, escalones o saltos con materiales disponibles en la zona (troncos, ramas piedras, etc.).

En terrenos con pendiente muy empinados debe mantenerse coberturas adecuadas, propiciar la evacuación de aguas y evitar hacer construcciones cerca de estas áreas.

4 Derrumbes y deslizamientos

Para los deslizamientos causados por infiltración de agua se recomienda drenar las aguas fuera del deslizamiento o derrumbe por medio de zanjas o canales, sembrar barreras vivas dobles o triples en las márgenes del deslizamiento o derrumbes, para evitar que se ensanche. En ocasiones requiere construir obras de contención como muros y también descargar la superficie del talud con banquetas o terrazas.

5 Erosión fluvial

Obras de defensa ribereña en las curvas de los ríos como diques, espigones, escolleras, barreras vivas. Limpieza del lecho del río donde exista mucha acumulación de material

La zona de recepción de la cuenca requiere de reforestación integral, zanjas de infiltración.

En los cauces se puede construir pequeñas presas transversales (disipadores de energía y sedimentación) que reduzcan la velocidad de la avenida.

6 Control de avenidas

Es recomendable mantener libre de obstáculos el canal principal y dejar libre las áreas inundables.

Cuadro 7. Medidas de control para diferentes tipos de erosión.

Fuente: geodinámica (http://www.centrogeo.org.mx/atlaslatinoamerica/peru/CIGA-CUSCO/pagina4/4-5-2texto.html)

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5 CLASIFICACIÓN DE SUELOS Denominaciones dadas a los suelos de acuerdo con su textura, características químicas, poder de absorción de coloides, grado de acidez, entre otros.

Los suelos son clasificados de acuerdo con su estructura y composición en órdenes, subórdenes, grandes grupos, subgrupos, familias y series. Se ha visto que las características del suelo varían enormemente de un lugar a otro; los científicos han reconocido estas variaciones en los diferentes lugares y han establecido distintos sistemas de clasificación.

Las diferencias que presentan los suelos se utilizan para clasificarlos en diez órdenes principales, como se observa en el siguiente cuadro. Los alfisoles (suelos ricos en hierro y aluminio) y molisoles (suelos de pastizales) son los mejores suelos agrícolas.

Tipo de Suelo Porcentaje de superficie en el mundo

Aridisoles 19.2

Inceptisoles 15.8 Alfisoles 14.7

Entisoles 12.5

Oxisoles 9.2 Molisoles 9

Ultisoles 8.5 Espodosoles 5.4

Vertisoles 2.1 Histosoles 0.8 Suelos diversos 2.8

Total 100

Cuadro 8. Área por clase de suelo en le mundo.

Fuente: El suelos (http://www.monogafias.com)

6 TOMA DE MUESTRAS DE SUELO

La muestra de suelo consiste en una mezcla de porciones de suelo (submuestras) tomadas al azar de un terreno homogéneo cuyo procedimiento permite a los agricultores tener un indicador excelente para el uso correcto, tanto de fertilizantes químicos y orgánicos, como de enmiendas, dado a que esta es la manera de evaluar la fertilidad del suelo antes de establecer un cultivo agrícola.

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El análisis de suelos será tan bueno como la calidad de las muestras tomadas, pues la muestra enviada al laboratorio, de 1 Kg., representa millones de kilogramos de suelo, por este motivo, una torna de muestra cuidadosa asegura unos resultados de análisis correctos y de gran utilidad.

6.1 DELIMITACIÓN DE LAS ÁREAS

Recorra la finca y haga un plano o croquis sencillo de las superficies más o menos homogéneas, en cuanto al tipo de suelo, apariencia física y clase de manejo recibido anteriormente, donde ubique los detalles más importantes de la finca como lo son partes altas o bajas, planas o inclinadas, coloración del suelo, si es arenoso o pesado, vegetación alta, media o baja, áreas que no se han trabajado ni fertilizado, y áreas trabajadas y fertilizadas. En todo caso, procure tomar siempre en forma separada, muestras de áreas que usted ha observado le producen diferentemente.

6.2 ÉPOCA DE MUESTREO

En suelos no sembrados anteriormente, haga el muestreo de dos a tres meses antes de la siembra; en cultivos de ciclo corto dos meses antes, y en cultivos permanentes, anualmente, dos meses antes de la fertilización.

6.3 HERRAMIENTAS Y MATERIALES NECESARIOS

Para la toma de muestra en cada lote utilice los implementos necesarios como barreno, pala, bolsa plástica, y balde.

6. 4 TOMA DE LA MUESTRA

Recorra los lotes al azar en forma de zig-zag y cada 15 o 30 pasos tome una submuestra, limpiando la superficie del terreno y depositándola en el balde. Las submuestras deben ser tomadas entre 20 y 30 cm de profundidad. Luego de tener todas las submuestras en el balde (de 15 a 20 por ha) se mezclan homogéneamente y se toma 1 kg aproximadamente. Esta es la muestra compuesta requerida para el análisis. El proceso se ilustra en las siete figuras que están a continuación.

Figura 22. Forma de recorrer el campo

Fuente: Procedimiento para la toma de muestras de suelos. Héctor M. Coraspe; Sergio Tejera.

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Dentro de cada unidad de muestreo se toma una muestra de suelo que es en realidad una “muestra compuesta”. Es decir, una muestra de suelo se compone de varias submuestras tomadas aleatoriamente en el campo. El número de submuestras por cada muestra es variable, como recomendación general se sugiere que para una unidad de muestreo se tomen 10-20 submuestras. Es importante insistir que estas son recomendaciones generales que pueden ser aplicadas en el campo y que la decisión final queda a juicio del muestreador. Adicionalmente, es necesario recordar que esta técnica de muestreo es válida sólo si el suelo dentro de cada unidad es homogéneo, por lo que es muy importante hacer una buena definición de las unidades de muestreo.

Una vez se han definido los límites de cada unidad se procede a tomar las submuestras. Para ello se hace un recorrido sobre el terreno en zig-zag, tomando submuestras en cada vértice donde se cambie la dirección del recorrido. En cada sitio de muestreo se recomienda remover las plantas y hojarasca fresca (1-3 cm) de un área de 40 cm x 40 cm, y luego introducir el barreno o pala a la profundidad deseada y transferir aproximadamente 100- 200 g suelo a un balde plástico limpio. Las herramientas deben limpiarse después de tomar cada submuestra. Si se usa una pala, se puede hacer un hueco en forma de “V” y luego tomar de una de las paredes una porción de 10x10x3 cm para transferir al balde. La profundidad del suelo a la cual se toma la submuestra es también variable. En general se recomienda una profundidad de 20 cm para la gran mayoría de cultivos agrícolas. Esto coincide con la mayor concentración de raíces en el suelo. Para pasturas la profundidad es un poco menor, 10-15 cm parecen ser suficientes. Para especies frutales, plantaciones forestales y agricolas (café, cacao, aguacate, etc.) se recomienda tomar dos tipos de submuestras, una de 0-20 cm y otra de 20-40 cm en la mitad de la gotera del árbol (la sombra proyectada por el arbol a mediodía). Tomar dos submuestras parece ser lógico debido a la mayor profundidad de raíces de estas especies vegetales. Sin embargo, luego la interpretación de los resultados y las recomendaciones de manejo son basadas en la muestra superficial y poco en la muestra profunda. Más trabajo de investigación debe hacerse al respecto. En cualquier caso se debe remover piedras, raíces gruesas, lombrices e insectos del suelo. Las porciones del suelo se desmenuzan con la mano. Al final las submuestras se van mezclando en el balde hasta completar el número total de submuestras deseado.

Figura 23. Toma de la muestra: haga un hueco en “V” de 20 a 30 cm. de profundidad. De uno de los lados

separe una sección de 2-3 cm. de grueso y luego separe con un cuchillo la parte central de aproximadamente 5 cm., deposite la parte separada en un balde y mezcle bien

Fuente: Procedimiento para la toma de muestras de suelos. Héctor M. Coraspe; Sergio Tejera

6.5 IDENTIFICACIÓN DE LA MUESTRA

Para identi ficar la muestra se debe colocar: el nombre del propietario, nombre de la finca, ubicación geográfica, número de muestra y lote, superficie que representa y algunas informaciones complementarias como lo son: pendiente del terreno, color del suelo, tipo de vegetación, cultivo anterior, rendimiento obtenido, disponibilidad de residuos, tipo de fertilizante usado, si encaló y forma y época de aplicación.

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Figura 24. Marcación. Para enviar al laboratorio tome aproximadamente un kilogramo en una caja o en una bolsa plástica, márquela y envíela con todos los datos.

Fuente: Procedimiento para la toma de muestras de suelos. Héctor M. Coraspe; Sergio Tejera

Recuerde que una muestra (1 kg) representa un terreno homogéneo y no se deben mezclar muestras de terrenos diferentes. La muestra compuesta debe enviarse a un laboratorio de suelos lo más pronto posible. Esto en términos prácticos significa 1-2 días como máximo. La muestra puede ser mantenida a temperatura ambiente y no expuesta al sol. Sí ésta se encuentra muy húmeda séquela a la sombra. De ser posible manténgala refrigerada (4-10°C), aunque esto no parece ser crítico para algunos análisis. 6.6 CUIDADOS AL TOMAR MUESTRAS DEL SUELO Es importante mantener en mente que lo que se quiere es tener una muestra lo más representativa posible del suelo en cuestión. Durante el muestreo evite fumar, comer, o manipular otros productos (cal, fertilizantes, cemento, etc.) para evitar la contaminación de la muestra y obtener resultados falsos. No tome muestras cerca de los caminos, canales, viviendas, linderos, establos, saladeros, estiércol, estanques o lugares donde se almacenen productos químicos, materiales orgánicos, o en lugares donde hubo quemas recientes. Lávese bien las manos antes de hacer el muestreo. No utilice bolsas o costales donde se hayan empacado productos químicos, fertilizantes, cal o plaguicidas. No tome muestras de un solo sitio del terreno. En general se recomienda muestrear 2-3 meses antes de la siembra o transplante. Esto da tiempo para obtener los resultados, interpretarlos, establecer las recomendaciones y adquirir los fertilizantes, cal o abonos orgánicos a aplicar si es que estos son necesarios. En cultivos perennes esto puede hacerse cada 2 años, alrededor de 1-2 meses antes de la cosecha, en la época de floración. En pastos establecidos se puede muestrear cada 2 años, luego de hacer un pastoreo. La frecuencia de muestreo puede ser más intensa para cultivos altamente tecnificados (flores, hortalizas, etc.). En pasturas se puede establecer un cronograma de muestreo de suelos para los diferentes lotes y así diferir el costo del muestreo y los análisis. También ser observadas (verano vs. invierno) o cambios en propiedades debidas al continuo manejo durante varios años.

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