Ecuación universal de pérdida de suelo

La ecuación universal de pérdida de suelo (USLE, por sus siglas en inglés) 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, así como en la evaluación de la contaminación difusa , incluyendo: la evaluación e inventario de la carga de sedimentos , la planificación y el diseño de medidas de conservación para el control de sedimentos y el avance del conocimiento científico. El USLE o uno de sus derivados son los principales modelos utilizados por las agencias gubernamentales de Estados Unidos para medir la erosión hídrica. ^{[ 2 ]}

La USLE se desarrolló en los EE. UU., basándose 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 Servicio de Conservación de Recursos Naturales del USDA ). ^{[ 3 ] [ 4 ]} El modelo se ha utilizado durante décadas para la planificación de la conservación tanto en los EE. UU., donde se originó, como en todo el mundo, y se ha utilizado para ayudar a implementar el programa de conservación multimillonario de los EE. UU. 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 empíricos . Los modelos basados ​​en procesos (o basados ​​en principios físicos) describen matemáticamente los procesos de erosión de desprendimiento, transporte y deposición , y mediante la solución de las ecuaciones que describen dichos procesos, proporcionan estimaciones de la pérdida de suelo y la producción de sedimentos en áreas específicas de la superficie terrestre. 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 principal indicador, quizás, 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 más adelante. Los modelos empíricos relacionan directamente los factores de gestión y ambientales con la pérdida de suelo y/o la producción de sedimentos mediante relaciones estadísticas. Lane et al. ^{[ 6 ]} proporcionaron un análisis detallado sobre la naturaleza de los modelos de erosión basados ​​en procesos y empíricos, así como un análisis de lo que denominaron modelos conceptuales , que se sitúan en algún punto intermedio entre los modelos basados ​​en procesos y los puramente empíricos. El esfuerzo de investigación actual en modelado de la erosión se centra en el desarrollo de modelos de erosión basados ​​en procesos. Por otro lado, el modelo estándar para la mayoría de las evaluaciones de la erosión y la planificación de la conservación es el USLE, basado en datos empíricos, y continúa habiendo una investigación y un desarrollo activos de la tecnología de predicción de la erosión basada en el USLE .

El USLE se desarrolló a partir de experimentos con parcelas de erosión y simuladores de lluvia. El USLE se compone de seis factores para predecir la pérdida anual promedio de suelo 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 manejo de cultivos (C y P). La ecuación adopta la forma de producto simple:

${\displaystyle A=RKLSCP}$

El USLE tiene otro concepto de importancia experimental: el concepto de parcela unitaria. La parcela unitaria se define como la condición estándar de parcela para determinar la erosionabilidad del suelo . Estas condiciones se dan cuando el factor LS = 1 (pendiente = 9% y longitud = 22,1 m (72,6 pies) donde la parcela está en barbecho y la labranza se realiza en ambas direcciones y no se aplican prácticas de conservación (CP=1). En este estado:

${\displaystyle K=A/R}$

^{Wischmeier et al. [ 7 ]} presentaron un método más sencillo para predecir K, 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 puede aproximarse a partir de un nomograma si se conoce esta información. Los factores LS pueden determinarse fácilmente a partir de un gráfico de efecto de pendiente conociendo la longitud y 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 índices 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 falta 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 menor indica un control más efectivo de la erosión del suelo. ^{[ 9 ]}

La creación de límites de campo, como muros de piedra, setos, terraplenes y zanjas, 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 obtenidos durante una encuesta estadística que registró la presencia 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 esta brecha en los datos sobre 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 la HLC dentro del modelo RUSLE. En un estudio reciente, la modelización de datos arqueológicos del paisaje en una ecuación de estimación de la pérdida de suelo permite una reflexión más profunda sobre cómo las estrategias históricas de gestión del suelo podrían relacionarse con las condiciones ambientales y climáticas actuales. ^{[ 13 ]}

• Profesional Certificado en Control de Erosión y Sedimentos ( CPESC )
• Control de la erosión
• WEPP (Proyecto de Predicción de la Erosión Hídrica), un modelo de simulación de erosión basado en principios físicos.

• "Acerca de la ecuación universal de pérdida de suelo" - USDA
• RUSLE2 - Sitio oficial - USDA