La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE) es un modelo matemático ampliamente utilizado que describe los procesos de erosión del suelo . [1]
Los modelos de erosión desempeñan un papel fundamental en la conservación de los recursos hídricos y del suelo y en las evaluaciones de la contaminación de fuentes no puntuales , entre ellas: la evaluación y el inventario de la carga de sedimentos , la planificación y el diseño de la conservación para el control de sedimentos y el avance de la comprensión científica. El USLE o uno de sus derivados son los principales modelos utilizados por las agencias gubernamentales de los Estados Unidos para medir la erosión hídrica. [2]
La USLE se desarrolló en los EE. UU., con base en datos de erosión del suelo recopilados a partir de la década de 1930 por el Servicio de Conservación de Suelos del Departamento de Agricultura de los EE. UU. ( USDA ) (ahora el Servicio de Conservación de Recursos Naturales del USDA ). [3] [4] El modelo se ha utilizado durante décadas con fines de planificación de la conservación tanto en los Estados Unidos, donde se originó, como en todo el mundo, y se ha utilizado para ayudar a implementar el programa de conservación multimillonario de los Estados Unidos. La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Revisada (RUSLE) [5] y la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Modificada (MUSLE) continúan utilizándose para fines similares.
Los dos tipos principales de modelos de erosión son los modelos basados en procesos y los modelos basados en la evidencia empírica . Los modelos basados en procesos (basados en la evidencia física) describen matemáticamente los procesos de erosión de desprendimiento, transporte y deposición y, a través de las soluciones de las ecuaciones que describen esos procesos, brindan estimaciones de la pérdida de suelo y la producción de sedimentos de áreas de superficie terrestre específicas. La ciencia de la erosión no está lo suficientemente avanzada como para que existan modelos completamente basados en procesos que no incluyan aspectos empíricos. El indicador principal, tal vez, para diferenciar los modelos basados en procesos de otros tipos de modelos de erosión es el uso de la ecuación de continuidad de sedimentos que se analiza a continuación. Los modelos empíricos relacionan los factores ambientales y de gestión directamente con la pérdida de suelo y/o la producción de sedimentos a través de relaciones estadísticas. Lane et al. [6] proporcionaron una discusión detallada sobre la naturaleza de los modelos de erosión basados en procesos y empíricos, así como una discusión de lo que denominaron modelos conceptuales , que se encuentran en algún lugar entre los modelos basados en procesos y los puramente empíricos. El esfuerzo de investigación actual que involucra el modelado de la erosión se inclina hacia el desarrollo de modelos de erosión basados en procesos. Por otra parte, el modelo estándar para la mayoría de las evaluaciones de la erosión y la planificación de la conservación es el USLE con base empírica, y continúa habiendo investigación y desarrollo activos de tecnología de predicción de la erosión basada en el USLE .
La USLE se desarrolló a partir de experimentos con simuladores de lluvia y parcelas de erosión. La USLE se compone de seis factores para predecir la pérdida de suelo anual promedio a largo plazo (A). La ecuación incluye el factor de erosividad de la lluvia (R), el factor de erosionabilidad del suelo (K), los factores topográficos (L y S) y los factores de gestión de cultivos (C y P). La ecuación adopta la forma de producto simple:
La USLE tiene otro concepto de importancia experimental, el concepto de parcela unitaria. La parcela unitaria se define como la condición de parcela estándar para determinar la erosionabilidad del suelo . Estas condiciones son cuando el factor LS = 1 (pendiente = 9% y longitud = 22,1 m (72,6 pies) donde la parcela está en barbecho y la labranza es en pendiente ascendente y descendente y no se aplican prácticas de conservación (CP = 1). En este estado:
Un método más simple para predecir K fue presentado por Wischmeier et al. [7] que incluye el tamaño de partícula del suelo, el contenido de materia orgánica, la estructura del suelo y la permeabilidad del perfil. El factor de erosionabilidad del suelo K se puede aproximar a partir de un nomograma si se conoce esta información. Los factores LS se pueden determinar fácilmente a partir de un gráfico de efecto de pendiente conociendo la longitud y el gradiente de la pendiente. El factor de manejo de cultivos (C) y el factor de prácticas de conservación (P) son más difíciles de obtener y deben determinarse empíricamente a partir de datos de parcelas. Se describen en proporciones de pérdida de suelo (C o P con / C o P sin).
En las últimas décadas han surgido diversas técnicas para calcular los cinco factores RUSLE. [8] Sin embargo, determinar el factor P ha resultado ser un desafío, ya que generalmente no existe información geoespacial sobre las prácticas específicas de conservación del suelo en una región determinada. Por lo tanto, para estimar el valor del factor P en la fórmula RUSLE, a menudo se utiliza una combinación del tipo de uso del suelo y la pendiente, donde un valor más bajo indica un control más efectivo de la erosión del suelo. [9]
La creación de límites de campo, como muros de piedra, setos, terraplenes y linchets, previno o redujo eficazmente la erosión del suelo en la agricultura preindustrial. [10] Recientemente, se ha desarrollado un nuevo modelo de factor P para Europa a partir de los datos recuperados durante una encuesta estadística que registró la aparición de muros de piedra y márgenes de hierba en los países de la UE. Si bien este es uno de los primeros esfuerzos para incorporar características del paisaje cultural en un modelo de erosión del suelo a escala continental, los autores del estudio señalaron varias limitaciones, como el pequeño número de puntos encuestados y la técnica de interpolación elegida. [11] Se ha demostrado que la arqueología del paisaje tiene el potencial de llenar este vacío en los datos sobre las prácticas de conservación del suelo utilizando una herramienta basada en SIG llamada Caracterización del Paisaje Histórico [12] (HLC). Partiendo de los supuestos de que la construcción de límites de campo siempre ha representado un método eficaz para limitar la erosión del suelo y que la eficiencia de cualquier medida de conservación para mitigar la erosión del suelo aumenta con el aumento de la pendiente, se ha desarrollado una nueva ecuación del factor P que integra el HLC dentro del modelo RUSLE. En un estudio reciente, el modelado de datos arqueológicos del paisaje en una ecuación de estimación de pérdida de suelo permite una reflexión más profunda sobre cómo las estrategias históricas para la gestión del suelo podrían relacionarse con las condiciones ambientales y climáticas actuales. [13]
