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EL USO SUTENTABLE DE LOS SUELOS 157

CAPITULO VIII. SISTEMATIZACIÓN DEL SUELO PARA EL CULTIVO

“Salió un sembrador a sembrar su simiente y al sembrar, una parte cayó a lo largo del camino, fue pisada y las aves del cielo se la comieron; otra parte cayó sobre suelo pedregoso, y después de brotar, se secó, por no tener humedad; otra cayó en medio de malezas, y creciendo con ella las malezas, la ahogaron. Y otra cayó en tierra buena, y creciendo dio fruto centuplicado”. Jesús, en el Evangelio de Lucas, 8, 5-8.

1. DESMONTEAunque los grandes sistemas de cultivos, a secano o con riego, se operan en muy diferentes condiciones, vinculadas con el estado de la superficie del suelo, ambos requieren una preparación mínima que es común. Esta se refiere al desbosque, destronque, desraizado y limpieza total del terreno. Las citadas labores en general están englobadas con el término “desmonte”.

El desmonte consiste en eliminar la vegetación arbórea y arbustiva, los troncos (o "tocones”) que hayan quedado arraigados, y las raíces que se encuentran en la profundidad de laboreo. Por último, se extrae cualquier resto vegetal que haya sobre la superficie del terreno. Esta limpieza final es imprescindible para permitir la primera siembra o eventualmente arada y las posteriores labores agrícolas, sin que se produzcan roturas en la maquinaria.

El desmonte se realiza con diferentes métodos de acuerdo al tipo de vegetación y los elementos disponibles.

1.a. DESBOSQUE O DESMONTE MANUAL

En primer lugar, los hacheros eliminan totalmente el sotobosque, habitualmente mediante hacha, motosierra y machete, luego juntan las ramas y los restos vegetales para quemarlos. Después apean los árboles, mediante el destape y corte con hacha de las raíces superficiales.

La vegetación mayor se aprovecha (madera, leña, carbón, durmientes, postes), por lo que es acondicionada y acumulada; esta medida es conveniente no sólo por principios de aprovechamiento integral, si no también para disminuir significativamente el costo del desmonte, reduciéndolo a menos de la mitad. Finalmente, mediante machete y fuego se "limpia" la superficie de arbustos pequeños, renovales y ramas.

En la Selva de Transición, ya aprovechada forestalmente, suelen requerirse unos 50-70 jornales.ha-1 para desmontar, descendiendo en el Chaco Salteño a 40 jornales, debido a la menor masa forestal que se encuentra.

1.b. DESBOSQUE O DESMONTE MECÁNICO

Mediante tractores de oruga con pala frontal (topadoras), se derriba la totalidad de la masa vegetal. Esas topadoras deberían poseer un ariete hidráulico o “tree pusher” y con la pala provista en la parte inferior de flecos o uñas, o un rastrillo, de unos 20-30 cm de alto, -ver Figura VIII-11- para no perturbar la superficie del suelo. En ese momento resulta conveniente, por medio de motosierras o hachas, seleccionar y extraer los ejemplares de valor forestal. Los restantes son arrastrados para formar hileras o cordones, con 50-80 metros de separación entre ellos, dependiendo de la cantidad de vegetación (50-60 metros con densa vegetación, 70-80 metros con vegetación rala). Esta operación se denomina "acordonado". El distanciamiento y orientación de los cordones también se encuentra subordinado a los factores de erosión presentes en el lugar. Así, se los despliega perpendiculares al sentido de la pendiente, y los restos, después del quemado y sistematización, contribuirán a acortar las pendientes.

Los cordones se queman. Los destronques y desraizados se realizan después del quemado. Con topadoras se arrastran subsoladores que rompen y extraen a superficie la totalidad de las raíces (observar las rejas dispuestas atrás de la topadora en la Figura VIII-9). Finalmente, es necesario que en forma mecánica (rastras pesadas) o manual se eliminen los retoños, ramas, raíces descalzas y arbustos pequeños que hayan quedado sobre el suelo. Esta etapa, llamada “despalado” cuando se realiza manualmente, se ejecuta formando pequeños montículos entre los cordones, con todos los restos vegetales que luego se queman. En muchas ocasiones al quemar los cordones, queda una cantidad significativa de restos sin hacerlo y se torna necesario reunirlos con topadora, y reiterar la operación del fuego.

La inversión a realizar para esta etapa de preparación del terreno resulta elevada y es por ello que debe planearse, contratarse la maquinaria o la mano de obra y ejecutarse el desmonte con sumo cuidado y después de una valoración de la vegetación existente, época y duración del trabajo. Se tiene en cuenta que el aprovechamiento forestal (obtención de maderas, postes, leña, durmientes) puede disminuir, a menos de la mitad, las necesidades del gasto. A los fines de ejemplificar se dan los siguientes detalles:

Sistematización del suelo para el cultivo

Villanueva, G. H., R.G. Osinaga y A. P. Chávez

Una topadora tipo D-8 (305 HP), con una vegetación de selva de las Yungas (explotada), realiza el apeo y acordonado en 4 a 5 horas por hectárea. Acordonar nuevamente los restos que quedan luego del quemado de los cordones y escarificar, requieren 1,5 a 2 horas por hectárea. A esos valores se adiciona el costo de la mano de obra para quemar y juntar restos vegetales luego del acordonado, o después de la escarificada, que insumen 10-15 jornales por hectárea. La escarificación, realizada por 3 uñas o escarificadores de un metro de largo arrastradas por la topadora, suele reemplazarse por una rastreada con rastra ultrapesada de tipo excéntrico. Esta operación produce daños por mezclar los horizontes del suelo.

En forma muy general suele estimarse el costo horario de una máquina en el 3 o/ooo (3 por diez mil) del precio de esa máquina nueva (cuesta u$s 300.000).

El modo operativo en el desmonte manual consiste en establecer un campamento, donde habitan los hacheros en la propia zona a desmontar, con vías de acceso aseguradas para facilitar el abastecimiento de provisiones y agua. Para el desmonte mecánico y con grandes superficies a desmontar se abren picadas con topadora cada 300-500 o 1000 metros, para facilitar el traslado de combustibles y equipos, personal y repuestos a los diferentes frentes de trabajo, y para controlar el rendimiento de los equipos. En áreas semiáridas, de vegetación arbustiva o baja (menos de 2,5 metros de altura), es factible la habilitación de tierras con sólo el empleo de arados rastras pesados, que trituran la vegetación, y un posterior subsolado para eliminar raíces. Sin embargo, los restos vegetales dificultarán la primera labranza por lo que es necesario aguardar dos o más años hasta lograr su descomposición natural. Los restos también pueden ser eliminados juntándolos y quemándolos.

En zonas del Parque Chaqueño, de expresión vegetal pobre, el volteo de la vegetación también se realiza mediante cadenas pesadas de 30 o más metros de longitud y con eslabones de 50-80 kg de peso que desmontan anchos variables, tiradas desde sus extremos con topadoras de más de 300 HP de potencia. El largo de la cadena guarda una relación de 3 a 1 con el ancho de desmonte, para evitar el “coleo” de las topadoras.

Otro tipo de desmonte consiste en pasar un rolo pesado (o “pata de cabra”) arrastrado por una topadora que voltea y quiebra toda la vegetación, produciendo un “desmonte sucio”, muy apropiado cuando las tierras se destinan a la implantación de pasturas con fines ganaderos.

También para la ganadería, se realiza un desmonte parcial, denominado desbajerado” en la región, mediante la eliminación, manual o mecánica, del sotobosque dejando sólo los mejores árboles y bien distribuidos, a razón de unos 50-150 ejemplares por hectárea, es decir cada 6-8 metros. El resto se aprovecha o quema, y después se siembra la pastura al voleo. Requiere de 15-20 jornales por hectárea, incluyendo el quemado del material no utilizable. En este desmonte, como en los anteriores, si se lo cumple en forma manual, el “destoconado” o “descepado” insume 2 jornales.ha-1 o 0,5-1 hora-ha-1 de topadora.

Un caso concreto implica voltear y acordonar con topadora D-8, pasar los dientes escarificadores ("rippers") y una rastreada de rastra pesada con la misma topadora. Luego se "deschampa" y desraiza a mano y se dan dos pasadas, cruzadas, de la misma rastra pesada. Cada vez que se rastrea se amontonan los restos vegetales (ramitas, raíces) que aparezcan y se queman. Se eliminan por fuego los cordones después de aprovecharlos forestalmente. Luego se juntan los restos y se vuelve a quemar. Finalmente, una última rastreada pesada y desraizada a mano, dejan la superficie lista para la siembra.

1.c. NORMAS PROTECTORAS

Específicamente para la habilitación de tierras y además de las prácticas de conservación de suelos desarrolladas en distintos capítulos, se requiere que:

- El desmonte se haga en cuadrículas, de unas 50 hectáreas, dejando cortinas forestales que protejan al suelo de la erosión hídrica y eólica en cada paño. Las dimensiones de éstas se ajustan al grado de "erosión potencial" de los suelos y por lo tanto, el ancho y separación de las barreras forestales que lo delimitan. Las cortinas forestales deben distanciarse no más de 400 metros.

- Preservar la red natural de drenaje en sus márgenes con la propia vegetación natural, en franjas con anchos no inferiores a 20 metros, con previsiones especiales para el cruce de los caminos de acceso.

- Las riberas de ríos, arroyos y cauces temporarios no se desmontan, preservando la vegetación propia en anchos de 50 a 100 metros y, eventualmente, realizando trabajos de rectificación y conservación del cauce cuando se requiera, o que las franjas protectoras de las márgenes obligadamente sean más angostas.


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2. SISTEMATIZACIÓN DE TERRENOS A REGAREs necesario, para entender los párrafos siguientes, explicar otros aspectos en forma general ya que los detalles son estudiados expresamente en Hidrología Agrícola.

Sistematizar es aplicar un conjunto de principios, sobre materias vinculadas, para alcanzar un modelo u objetivo. En este caso sistematizar para riego, es combinar o coordinar los distintos elementos que intervienen (suelos, agua, plantas) para obtener abundantes cosechas bajo riego. Al nivel de fincas, sistematizar para riego, requiere establecer un proyecto que contenga: 1) las obras necesarias para que el agua acceda a la propiedad desde el río o fuente de agua (dique, represa, red de derivación y otras), 2) la infraestructura de riego en el predio, y 3) la preparación del terreno para adaptarlo al riego y que éste pueda realizarse eficaz y eficientemente.

Con tales fines, como condición imprescindible, se requiere un plano con curvas de nivel (escala 1:2000 a 1:5000) que proporcione un detalle completo de la topografía del terreno y asimismo, un mapa detallado de suelos que muestre todas las características que se refieren al riego. Correlacionando e interpretando el plano topográfico y el mapa de suelos se establece, de acuerdo a las pautas dadas en los temas 3 y 4, la secuencia para la selección y la ubicación de los métodos de riego en la planialtimetría.

El primer paso en ese sentido, es estudiar ambos planos para definir subáreas que luego constituirán los distintos sectores de riego. Principalmente, si no existe obstáculo edáfico, esas subáreas se definen por familias de curvas de nivel que resultan zonas de pendientes homogéneas y donde las curvas de nivel son casi paralelas, y con separación horizontal similares. Se las agrupa a las curvas de nivel semejantes mediante trazos rectos y perpendiculares. El riego superficial resultante será con pendiente o sin ella. Las distintas variantes de los tipos de riego se tratan en el tema 3.-

3. EMPAREJAMIENTO Y NIVELACIÓN PARA RIEGOEl hecho singular que se aprecia al diseñar un sistema de riego parcelario y adecuación de la superficie del terreno, es que rara vez se encuentran dos situaciones iguales. El técnico que planifica y aplica un plan de nivelación debe tener conocimiento de Ingeniería Civil, Fisiología Vegetal, Economía Rural, Edafología, Hidrología y un amplio criterio práctico.

Se hace esta afirmación puesto que cada vez resulta más necesario lograr un eficiente uso de agua para riego, y es en la parcela regada donde se producen las mayores pérdidas. Además, el profesional hará el trabajo una sola vez y el agricultor tendrá que soportar los defectos de la sistematización durante mucho tiempo. La nivelación o emparejamiento del terreno es costoso; sin embargo, si resultó bien concebida y ejecutada, se constituye en una inversión que alcanzará un retorno grande de capital, alta eficiencia del riego, mayor superficie regada y mejores rendimientos por hectárea, con menores costos en jornales, además de facilitar el trabajo habitual del suelo.

Es muy difícil obtener la perfección en la nivelación. Se recomienda seguir la metodología siguiente que, siendo general, admite adaptaciones a casos particulares:

1°. Definir si la propiedad es adecuada para riego superficial, aspersión u otro método , o si debe replantearse la posibilidad de su uso y destinarla sólo a forestación, ganadería o cultivos a secano (emplear las clasificaciones para riego o de capacidad de uso de los suelos).

2°. Si es apta para riego superficial, se especifica cual es el mejor sistema adaptado a las condiciones existentes. No son aptas para riego superficial los siguientes suelos:

a. Excesivamente permeables: Se estima que suelos que muestren más de 90 milímetros por hora de infiltración básica, no deben ser regados en forma superficial (suelos gravillosos, arenosos o turbosos).

b. Suelos poco profundos: Independientemente del cultivo, éstos suelos no permiten realizar cortes para su nivelación. Cuando el corte resulta mayor que en el suelo útil, en ese sector no crecerán las plantas.

c. Con topografía accidentada: El microrrelieve acentuado o zonas sujetas a inundación, avalanchas o enterramientos, que inutilizarán al cultivo y la sistematización realizada, hace imprescindible que sean descartados. Estos terrenos, a pesar de las obras y manejo correctivos y preventivos que se cumplan, persistirán con grados bajos de aptitud.

d. Cantidad limitada de agua: Si a este factor se le agrega suelos permeables, es prácticamente imposible realizar un cultivo exitoso con relación a la superficie que se pretende aprovechar (pues "a poco agua escasa superficie" y probablemente sin éxito económico). En las situaciones de usos ya instalados y antiguos, el método se adecuará a las posibilidades reales existentes.


Villanueva, G. H., R.G. Osinaga y A. P. Chávez

Si del análisis anterior resulta que es posible el riego superficial, para establecer el proyecto definitivo, deben conocerse los siguientes factores: económicos (costo de la nivelación, valor del predio y rendimiento de las cosechas), disposición de los sectores a regar (ubicación de la fuente de agua, caudales de riego), aptitudes del productor (habilidad y conocimientos sobre el riego), condiciones impuestas como alambrados, caminos, canales, pendiente y topografía del terreno, fuente de agua (cantidad, calidad y disponibilidad a través del año), suelo (profundidad, perfil, permeabilidad, fertilidad, textura), cultivos a implantar y maquinaria disponible.

Los principales sistemas de riego superficial son los siguientes:

1º. Tubería (fijas o móviles para la conducción de agua): Posee aberturas regulables que riegan pequeños sectores. Muy apto para terrenos irregulares, pues sólo requieren una nivelación muy pequeña o nula. Para pastos o cultivos especiales.

2º. Acequias en curvas de nivel: Suelen ser regados así los suelos con pendientes de hasta el 12 %, en tramos muy cortos y con pequeños caudales (faldeos de colinas). Requieren un mínimo emparejamiento. Para pastos, alfalfa y granos (Payogasta, Quebradas del Toro y de Humahuaca, y Valles Calchaquíes).

3º. Terrazas o bordos en curvas de nivel: Se emplean para disminuir el movimiento de tierra por hectárea y en terrenos poco profundos. Se adapta para frutales, pastos, cereales y arroz (El Galpón, Metán, cítricos en Tucumán).

4º. Surcos en curvas de nivel: Se nivela sólo para eliminar microrrelieves, rellenar zanjas y aplanar elevaciones. Aptos para suelos con pendiente de 2-10 %. Sistema peligroso en campos con roedores, suelos muy permeables y en regiones de fuertes lluvias. La pendiente de los surcos debe estar comprendida entre 0,5-1,5 %. Método apropiado para hortalizas y frutales, y frutales en terrenos muy inclinados.

5º. Tasas rectangulares: No se riega la totalidad de la superficie, se lo emplea en fruticultura en suelos muy inclinados, y también en aquellos con bajas pendientes.

6º. Surcos en Zig-Zag: Artificio que se utiliza para disminuir las pendientes de los surcos, aumentando el recorrido del agua.

7º. Melgas o bordos angostos: Suelen mostrar entre 5-10 metros de ancho por un largo variable. Para suelos muy permeables o poco profundos, con forrajes y pasturas. Se aconseja que las pendientes transversales resultan menores de 0,05 % y las longitudinales no mayores del 2 %. El ancho de la melga (b) depende de la tolerancia (desnivel vertical en el sentido transversal) que varía entre 3 y 10 centímetros, siendo b = tolerancia/gradiente.

8º. Corrugado: Se adapta a variados cultivos (alfalfa, pasturas y cereales). Se usa con suelos de hasta el 12 % de pendiente. (corrugado: suelos labrados con surcos pequeños). Con pendientes fuertes se emplean caudales pequeños. Se eliminan los cambios de pendiente a lo largo y también las transversales, puesto que el agua tiende a posarse o a desbordar en los microrrelieves imperfectos (ver Figura VIII-1).

Figura VIII-1Comparación entre Surcos y Corrugado

25-35 cm

Surcos Corrugado 10 cm

9º. Melgas o bordos anchos: (20-30 metros): Se lo presenta como el sistema de riego más recomendable en suelos de texturas finas y medias para cultivos como alfalfa, frutales y plantas de enraizamiento profundo, con una gran cobertura del terreno. Resulta conveniente aplicarlo en lugares que se emparejan hasta pendientes máximas del 0,5 % y que éstas sean uniformes. Las transversales no superan el 0,05 %. También se aplica en áreas salinas para facilitar el lavado de sales, especialmente cuando se lo nivela a "cero" en todo sentido, es decir sin pendiente. El ancho de la melga se subordina, como se expresó antes, a la tolerancia.

10º. Surcos: Preferido en hortalizas, cultivos en hileras y frutales. Las pendientes pueden variar entre 0,15 y 1,00 % y las óptimas entre 0,3 y 0,7 %. En el caso de hortalizas, la nivelación debe ser lo más perfecta posible para que los camellones se mojen por infiltración/capilaridad y no por desbordamiento de los surcos.


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4. DISTINTOS MÉTODOS DE NIVELACIÓNEl relevamiento planialtimétrico requerido se realiza por medio de un equipo simple constituido por 1) Nivel topográfico o teodolito y miras, o más complejos como 2) Estación Total y 3) G.P.S. (Posicionamiento Geográfico Satelital).

Con nivel o teodolito sólo es posible aplicar los programas de computación al procesamiento y elaboración de los datos, requiriendo un laborioso y largo trabajo en el campo (se logran trabajar unas 1500-2000 ha al año) que luego deben ser introducidas manualmente en los programas de computación (Autocad, Surfer, Eagle Point, y otros). Con una Estación Total se abrevia notablemente las tareas pues los datos se almacenan en el propio instrumento y son trasladados a computadora por medio de cables de transferencia (se alcanzan así a trabajar 4000-5000 ha al año), aplicándose los programas citados anteriormente. Para trabajos que abarquen mayores superficies, unas 10.000 ha al año, se justifica la adquisición de equipos de G.P.S. de última generación. Estos aparatos, usando numerosos satélites norteamericanos o rusos, localizan perfectamente -luego de individualizar 4 o más satélites (cuando más, mejor)- las coordenadas geográficas X, Y y Z de cualquier punto sobre la superficie del globo terráqueo. Luego los programas de computación elaboran los mapas requeridos para el proyecto (ver Figuras VIII-2 y VIII-3).

Figura VIII-2Tramo de una Planialtimetría Obtenida con Autocad

Fuente: Villanueva y Chalabe (1997)

El detalle de la operación de la captación de información por medio de la Estación Total o de los G.P.S., escapa a los fines de este capítulo. Se desarrollarán los que utilizan el nivel topográfico. Se conocen varias alternativas para proyectar la nivelación (se desarrollarán el del Centroide Simplificado, el de los Perfiles Promedios y el de los Mínimos Cuadrados) pero en todos los casos es necesario tener un plano topográfico de detalles y el mapa de suelos, con indicaciones de permeabilidad, profundidad útil y textura.


162 Villanueva, G. H., R.G. Osinaga y A. P. Chávez

Figura VIII-3Blockdiagrama de Finca "La Margarita" Obtenido por Relevamiento con GPS y Datos Incorporados al Software AUTOCAD

Observ.: Las referencias del blockdiagrama en rojo, se encuentran corridas hacia la izquierda unos 15 mm. Fuente: Arzelán y Asociados (1997)



El modo para proyectar la nivelación depende de las necesidades y de las limitaciones o posibilidades del terreno. Por ejemplo, si se requiere una superficie muy uniforme de riego, no hay restricciones económicas, el suelo es muy profundo y el microrelieve poco acentuado, además de haberse prefijado la pendiente para mejorar la eficiencia del riego, debe elegirse el del centroide simplificado.

En cambio, si se orienta a un mínimo movimiento de tierra, los suelos resultan pocos profundos y la pendiente es libre, es conveniente emplear el de los mínimos cuadrados. Por último, si se busca una nivelación muy barata (poco movimiento de tierra con trabajos en un solo sentido) y no habrá limitación respecto a las posteriores labores culturales, se emplea el método de los perfiles promedios.

Resumiendo, “las condiciones impuestas” como ubicación de la toma y su cota, caudal disponible, turnado de riego, canon de riego, legislación vigente y otras, resultan determinantes.

4.a. MÉTODO DEL CENTROIDE SIMPLIFICADO

Resulta conveniente realizar el relevamiento del terreno, luego de despejarlo, mediante una cuadrícula de puntos ubicados en el terreno cada 10 o 40 metros de distancia. De cada uno de esos puntos se determina su altura con nivel y mira. Es necesario, si el microrrelieve se aprecia con frecuentes irregularidades realizar previamente, a ojo, un emparejamiento grueso con maquinaria como topadora (Figura VIII-9), emparejadora o motoniveladora (Figura VIII-10).

A los fines de simplificar el cálculo, los puntos a nivelar se ubican de forma tal que su área de influencia sea constante. Si no se tomó esta precaución luego, al realizar los cálculos, deberán hacerse las correcciones necesarias. Después, en papel transparente con escalas de 1:50 hasta 1:500, se representan los puntos nivelados y se coloca (por comodidad o convención), las lecturas de mira arriba y a la derecha de cada uno. Se ubica arriba y a la izquierda, al número resultante de restar la lectura de mira, de 10 o de 100, con el fin de que las mayores alturas se correspondan con números de valores absolutos también mayores. Ese valor, representa la cota o altura relativa del punto (ver Figuras VIII-4, VIII-6 y VIII-7).

Estos aspectos se simplifican, como se señaló, con el uso de algunos de los programas topográficos de computación existentes, ya que al suministrarles los valores de las tres coordenadas (X, Y y Z) proporcionan de inmediato la planialtimetría, en la escala que se le solicite y con la posibilidad de imprimirlos, ya sea en papel transparente u opaco. En las figuras VIII-2 y VIII-3 se ilustran algunos casos, aunque no específico de sistematización para riego.

Figura VIII-4Cálculo de la Cota Proyecto de cada Punto

Cota terreno(10,00 - Lect. Mira)

9,45

Lectura en la mira

O,55 9,48

Cota proyecto

+0,03

Exceso o faltante de altura para llegar a la de proyecto

Conociendo los parámetros de riego referidos al largo y ancho de surcos o melgas, y especialmente las pendientes longitudinales y transversales, se definen el número de paños, cuarteles o subáreas (planos de diferentes relieves), según la profundidad del suelo y la máxima profundidad de corte que se establezca. En general éstas se delimitan según “familias de curvas de nivel”, conformadas por un conjunto de curvas muy paralelas entre sí y con igual separación (desnivel vertical homogéneo). Cada paño se demarca y trabaja luego por separado, teniendo en cuenta que:

a. Los paños o subáreas más bajas nunca deben quedar totalmente encerradas por las altas pues se originarán problemas de salinidad o exceso de humedad.

b. Los desniveles entre paños adyacentes serán los menores posibles.c. Se maximiza el tamaño de los paños, tanto como lo permita la profundidad edáfica, el área ocupada

por una “familia de curvas de nivel” y el costo del movimiento de suelo.

4.a.1. Determinación de la Ubicación del Centro de Gravedad del Sector A continuación, dentro del plano de cada paño o cuartel, se ubica el centro de gravedad del área a sistematizar y se le asigna la altura o cota de proyecto adecuada. El centro de gravedad se lo ubica, en las figuras muy irregulares, mediante los “momentos” tomados con relación a dos ejes de coordenadas o más prácticamente, disponiendo un cartón con igual forma que la figura y empleando una plomada (ver Figura VIII-5). Este cartón también es apropiado para determinar la superficie de la figura por medio de pesada, comparando el peso de una unidad (por ejemplo 1 cm2) con el del total del terreno.



Figura VIII-5Determinación del Centro de Gravedad deuna Figura por Medio de la Plomada

F

E

A D

C B

Al balancear la figura desde cada uno de sus vértices, colocando una plomada con origen en cada uno de ellos, el hilo determina una trayectoria que se marca. El lugar en que se cruzan todas las trayectorias resulta el centro de gravedad.

4.a.2. Cálculo de la Altura del CentroideSe supone que la altura o cota de cada punto es representativa o promedio del área de influencia. Esta altura, o cota proyecto, se calcula efectuando el promedio ponderado de todos los puntos. Ese sector de influencia, es la unidad en los puntos interiores y, cuando no se tomó la precaución de que todas las áreas de influencia resulten idénticas, es la mitad en los puntos perimetrales y la cuarta parte en los esquineros de ángulos rectos. Deberá encontrarse la proporción para las áreas ubicadas en ángulos diferentes de 90° (Figura VIII-6).

Figura VIII-6Esquema con los Datos de Cálculo (*)

9,90 0,10 9,80 0,20 9,75 0,25 9,70 0,30 9,60 0,40

9,70 0,30 9,65 0,35 9,60 0,40 9,55 0,45 9,50 0,50

9,60 0,40 9,55 0,45 9,45 0,55 9,35

,

0,65 9,20 0,80

9,50 0,50 9,35 0,65 9,25 0,75 9,20 0,80 9,10 0,90

(*) En cada punto visado se indica, arriba y a la derecha, la lectura de mira. Se tomó un plano de referencia de 10,0 m y la diferencia con la lectura de mira (cota) se anota también arriba, pero a la izquierda.

Se multiplican las cotas del terreno por sus áreas de influencia, sin el 9 en este caso, para simplificar los cálculos (ver Tabla VIII-1).

Tabla VIII-1 Cálculo de la Altura del Centroide

9,90 x 0,25 = 0,225 9,35 x 0,50 = 0,175Sistematización del suelo para el cultivo


9,80 x 0,50 = 0,400 9,25 x 0,50 = 0,125 9,75 x 0,50 = 0,375 9,20 x 0,50 = 0,100 9,70 x 0,40 = 0,280 9,10 x 0,25 = 0,025 9,60 x 0,16 = O,096 Totales: 11,74 6,041 9,70 x 0,50 = 0,350 9,65 x 1,00 = 0,650 9,60 x 1,00 = 0,600 Prom. ponderado (para la altura del centroide) = 9,55 x 1,00 = 0,550 (6,014 / 11,74) + 9 = 0,514 + 9,0 = 9,51 m. 9,50 x 0,43 = 0,215 9,60 x 0,50 = 0,300 9,55 x 1,00 = 0.550 9,45 x 1,00 = 0,450 9,35 x 1,00 = 0,350 9,20 x 0,50 = 0,100 9,50 x 0,25 = 0,175

La sumatoria de las cotas o alturas por sus áreas de influencia, divididas por el área total (promedio ponderado), proporciona la altura promedio o cota, buscada para el centro de gravedad o centroide de la superficie. El ejemplo de la Tabla VIII-1 se obtuvo mediante la multiplicación de la cota por un factor proporcional a la superficie del área de influencia de cada punto, en este caso particular 1,00 es igual a 400 m2, pues el reticulado es de 20 por 20 m. Se conoce entonces la cota del centroide, ahora falta conocer su ubicación.

Es posible que el centroide no se ubique exactamente en uno de los puntos del retículo. En ese caso debe corrérselo hasta el más cercano, y sumarle o restarle la parte proporcional de la diferencia de altura, de los dos puntos entre los cuales se ubica.

Figura VIII-7Cálculo de las Cotas Proyecto del Paño o Subárea

9,90 0,10 9,80 0,20 9,75 0,25 9,70 0,30 9,60 0,409,68

9,70

-0,22 9,63

0,30 9,65

-0, 17 9,58

CORTE 0,35 9,60

-0,17 9,53

0,40 9,55

-0,17 9,48 -0,12

0,45 9,50 0,509,63

9,60

-0,07 9,58

0,40 9,55

-0,07 9,53

0,45 9,45

-0,07 9,48

0,55 9,35

-0,07 9,43

0,65 9,20

-0,07

0,809,58

9,50

-0,02 9,53

0,50 9,35

-0,02 9,48

0,65 9,25

+0,03 9,43 RELLENO

0,75 9,20

+0,08 9,38

0,80 9,10

+0,18

0,909,53 +0,03 9,48 +0,13 9,43 +0,18 9,38 +0,18 9,33 +0,23

Como el lugar que le corresponde al centroide en el ejemplo se ubica aproximadamente a mitad de distancia entre dos estacas se procede del siguiente modo:

- La pendiente proyecto es de 0,25%, por lo tanto para una distancia entre estacas de 20 metros, el desnivel proyectado entre ellas es de 0,05 metros.

- Como la cota del centroide es de 9,51 m, se reparten los 0,05 m a razón de 2 cm hacia la estaca superior y 3 cm hacia la inferior.

- De este modo se tendrá: 9,51 + 0,02 = 9,53 y 9,51 – 0,03 = 9,48; quedando por lo tanto 5 cm de diferencia en la cota proyecto entre estacas (9,53 – 9,48 = 0,05 m). Con lo que queda definida su ubicación (observar Figura VIII-7).

4.a.3. Cálculo de los Volúmenes de Cortes y RellenosDespués de ubicado el centroide y determinada su cota se establece la Cota Proyecto de cada punto a Sistematización del suelo para el cultivo


partir del centroide, y se lo escribe abajo y a la izquierda. Las diferencias de alturas proyectos entre dos puntos, según la pendiente a emplear, definen la Cota Proyecto de cada uno de ellos. En el ejemplo que se presentó, se emplearon los valores que resultaron para una pendiente proyecto de 0,25 por ciento. Se observan en la Figura VIII-7.

Se coloca el nuevo valor en el extremo inferior izquierdo del punto. Se empleará una pendiente del 0,25 % (por lo tanto, 5 centímetros cada 20 metros) en ambas direcciones y se iniciará a partir del valor de la cota del centroide encontrado (9,53 m).

El valor resultante se coloca en el plano, abajo y a la izquierda del punto. Se procede luego, a partir de la altura definitiva del centroide, a colocar en cada punto (abajo y a la izquierda) la cota proyecto que estará dada por la pendiente preestablecida y la distancia a la cota proyecto. Las áreas de excavación y las de relleno se separan en el plano por líneas de puntos (ver Figura VIII-7).

Áreas de corte son aquellas en las cuales las cotas proyecto resultan de valor inferior a las cotas terreno. A la inversa sucede en el caso de relleno. Se calculan a continuación los volúmenes de tierra a extraer en zonas de corte y los volúmenes a depositar en las zonas de rellenos, determinándose si ambos volúmenes se equilibran o igualan.

Para hacer esos cálculos es menester multiplicar, en las zonas de corte, las diferencias de altura en más, entre la cota terreno y la del proyecto, por su área de influencia. La sumatoria de todos esos productos, proporciona el valor del volumen de corte, cuando ese valor es multiplicado por la superficie real de cada área de influencia. De modo similar se calcula el volumen de relleno (ver Tabla VIII-2).

Tabla VIII-2Cálculo de los Cortes y Rellenos

LUGARES DE CORTE LUGARES DE RELLENO 0,22 x 0,25 = 0,0550,17 x 0,50 = 0,0850,17 x 0,50 = 0,0850,17 x 0,40 = 0,0680,12 x 0,16 = 0,0190,07 x 0,50 = 0,0350,07 x 1,00 = 0,0700,07 x 1,00 = 0,0700,07 x 1,00 = 0,0700,07 x 0,43 = 0,0300,02 x 0,50 = 0,0100,02 x 1,00 = 0,020

0,03 x 1,00 = 0,03000,08 x 1,00 = 0,08000,18 x 1,00 = 0,09000,03 x 0,25 = 0,00750,13 x 0,50 = 0,06500,18 x 0,50 = 0,09000,18 x 0,50 = 0,09000,23 x 0,25 = 0,0575

Sumatoria = 0,617 Sumatoria = 0,510

En la Figura VIII-7 se ubicaron, abajo y a la derecha, las diferencias entre la cota proyecto y la de cada punto, con signo positivo cuando la real es menor que la proyecto y con negativo cuando resulta al re -vés. La línea de puntos separa la zona de corte de la de relleno.

Completado este cálculo se está en condiciones de verificar si los volúmenes de corte resultan ligeramente superiores a los de relleno. Para obtener un balance casi perfecto en los volúmenes de excavación o relleno es necesario considerar que se producirán asentamientos en los sectores rellenados, proporcionales a la profundidad de los rellenos en el terreno y a las texturas finas del suelo. Por ello el volumen de excavación o corte debe ser mayor en un 10-30 % que el de relleno, y por lo tanto se debe obtener ese exceso en los volúmenes de corte.

Finalmente, se replantean en el terreno las cotas proyecto en cada punto. Para ello, cada estaca ubicada en relleno se instala de manera tal que su extremo o cabeza, quede a la altura proyectada (por lo tanto, sobreelevada con relación a la superficie del terreno). En los sectores de corte, al colocar la cabeza de la estaca a la cota proyecto, quedará enterrada; es decir, por debajo del nivel del terreno. Para que el maquinista encuentre con facilidad las estacas, se coloca una caña de un metro de altura al lado de cada una. A continuación se le indica al operario el movimiento de tierra que debe efectuar, penalizándolo si remueve las estacas. Al terminar la nivelación, se preparan las acequias y las melgas, éstas serán lo más anchas posibles, dependiendo de la tolerancia elegida.

Si se multiplica cada sumatoria de productos por 400 m2 (Puesto que cada área de influencia es igual a 20 x 20 m = 400 m2), se encuentra el valor que totaliza, en metros cúbicos, al relleno o al corte.

C = 0,617 x 400 = 246,8 m3 de corteR = 0,500 x 400 = 204,0 m3 de relleno C / R = 246,8/204,0 = 1,21



El exceso de corte sobre el relleno, es del 20 % aproximadamente (Texturas franco arcillosas) por lo que se dan por definitivas a esas cotas proyecto.

El riego de comprobación se realiza con láminas que incorporen más de 10 centímetros y revisando que no queden partes muy húmedas, muy secas o sin mojar, que luego deberán “retocarse”. Posteriormente, se vuelve a regar con abundante agua, siempre con láminas que no excedan los 5-7 cm (para que se destaquen las imperfecciones de la nivelación, pues láminas mayores las ocultan) con el fin de producir la mayor cantidad posible de asentamientos en los sectores de relleno. Los sectores levemente altos no se mojarán, o se mojarán muy poco, y los bajos lo harán en demasía o quedarán encharcados.

Observando la parcela después del riego, se deciden los retoques de nivelación que se realizarán en cuanto la humedad del suelo lo permita.

Los trabajos de nivelación del terreno se cumplen muy satisfactoriamente con tractor y pala de arrastre (traíllas, observar Figura VIII-8a). Las más ágiles transportan hasta 3,5 m3, y un tractor de 60 HP alcanza a arrastrar hasta dos en tandem. Mayores capacidades, requieren ayuda de un tractor de empuje en el momento de cargar.

Figura VIII-8Pala de Arrastre Hidráulica, Traíllasa. Pala Cargada y Descargando

b. Posiciones de Trabajo y Vista Posterior

Al realizar los cálculos de transporte, se tiene en cuenta que la pala transporta tierra "abultada" (esponjada) por el fenómeno de “abundamiendo”, y por lo tanto el número de viajes se multiplica por un coeficiente (mayor que 1) que resulta variable con la textura del terreno. En las arenosas más o menos 10 %, y en las arcillosas aproximadamente 20 %.

También los trabajos se realizan con topadora o motoniveladora (Figuras VIII-9 y VIII-10). En el caso de las topadoras, la distancia de transporte debe ser menor de 50 metros; en el caso de los tractores puede llegar a ser 300 o 400 metros, y si se dispone de motoniveladoras, conviene que no sea mayor de 500 metros.

Figura VIII-9 Topadora de 305 HP (adecuada para desmonte y sistematización de tierras)



La topadora resulta conveniente usarla en distancias cortas y volúmenes grandes; realiza un trabajo grosero. La motoniveladora se adapta a volúmenes pequeños y distancias medianas, resultando la maquinaria indicada para terminar la nivelación. La utilización de cuchillas de gran ancho tipo niveladoras (Land-plane) se adapta para pequeños cortes y para el retoque final.

Figura VIII-10 Motoniveladora de 140 HP, con Cuchilla de 3,66 m y 5 Dientes Escarificadores

4.b. MÉTODO DE LOS PERFILES PROMEDIOS

Todos los métodos presentados, y éste también, se fundamentan en nivelar el terreno con base en la cota del centroide (entendiendo por ésta a la altura promedio de todo el terreno), estableciendo las diferencias promedios naturales entre las estacas, y fijando las cotas proyecto con esas diferencias.Conviene hacer un reticulado ortogonal (con puntos cada 40 metros cuando es muy parejo y cada 10 o 20 cuando el microrrelieve es fuerte). Se realiza la planialtimetría con el método anterior, y en gabinete se trabaja sobre un reticulado ortogonal con los puntos visados, separándolo o agrupándolo en dos direcciones, norte-sur (columnas) y este-oeste (filas).

A los puntos visados, se los completa con la cota terreno, que se anota en el reticulado a la derecha y arriba del lugar indicado para la estaca. Las cotas se disponen y tabulan en ambas direcciones, realizando la suma de las cotas -H (alturas)- y determinando la altura promedio (Hm) de las columnas y filas. La sumatoria de las filas y la sumatoria de las columnas, deben ser iguales. Esa cifra dividida por el número total de estacas, proporciona la cota promedio del plano en cuestión, que es denominada cota del centroide, cuando se la ubica en el centro de gravedad de la figura. Al dividir cada una de las sumatorias de filas, o de las columnas, por el número de puntos que contienen, se obtiene la X o altura media de cada fila o columna.

Si se suman estas Hm, y se dividen por el número de sumandos, se obtiene también la cota del centroide. Se dibujan dos gráficos, en papel milimetrado transparente, con los valores de Hm de cada fila y de cada columna colocando en la ordenada las cotas de Hm con gran detalle (escala 1:10), y en las abscisas las distancias acumuladas, con la ubicación de las estacas y centroide en menor detalle (escala 1:500 a 1:700).

En general conviene que la escala vertical resulte entre 50 y 100 veces mayor que la horizontal a fin



de que resalten los cambios de pendiente.

Con las cotas de la altura media, Hm, y las distancias entre estacas, se construye un perfil que se llama Perfil medio del terreno, colocado por arriba del perfil natural para visualizar mejor las diferencias entre ambos perfiles.

En el gráfico de perfil medio del terreno, se ubica la cota del centroide en el lugar que corresponda y, con una reglilla pivotando en ese punto, se la hace oscilar hasta que los volúmenes de corte, por arriba de la regla, y los de relleno por debajo de ella, sean más o menos iguales.

La línea obtenida representa al plano del centroide, y tomando la altura que muestra al comienzo y al final del perfil, se determina la diferencia de nivel que, dividida por la distancia, proporcionará la pendiente promedio de proyecto entre las estacas. Si multiplicamos ese gradiente o pendiente, por el número de metros entre las estacas, obtenemos la diferencia promedio entre estacas".

Habitualmente, este método se utiliza también para nivelaciones en franjas, de ancho variable, en un solo sentido. El riego después deberá cumplirse en esa dirección no resultando conveniente hacerlo en otra.

4.c. MÉTODO DE LOS MÍNIMOS CUADRADOS

En realidad este método es simplemente la solución matemática al problema resuelto en forma gráfica en el método anterior, por lo que entrega un resultado más exacto.

La condición fundamental es que las estacas se ubiquen en un retículo ortogonal, y que las distancias entre ellas resulten realmente iguales.

A los números de orden de las columnas y de las filas, se los denominan valores de abscisa, igual a "x". A los valores promedio de alturas o cotas Hm del perfil natural del terreno, se los llama valores de ordenada, igual a "y". Al número de columnas o filas, se lo llama número de casos o "n".

La diferencia de altura entre estacas, en el sentido norte-sur o este-oeste, es denominada h (N-S) o h (O-E) , respectivamente. Las pendientes correspondientes, a los fines del proyecto, son llamadas "pendientes del proyecto entre estacas". Se obtienen con la siguiente ecuación:

x.y(x.y) -

nh =

(x)2

(x2) - n

Logrado ese valor de h, sobre el gráfico del perfil medio del terreno, se trasladan los ejes considerando a x=0 en la ubicación del centroide. Resulta entonces que el espacio entre estacas es igual a 1, o cateto adyacente, y h será el cateto opuesto, que define la inclinación del plano centroide. Para calcular la tangente bastará dividir por 1.

Finalmente para cualquiera de los tres métodos, se insiste nuevamente que es conveniente elegir o separar paños o subáreas de terreno que tengan similar topografía, es decir, sectores con curvas de nivel uniformes, a las que se llama "familias de curvas de nivel".

Figura VIII-11.Pala-rastrillo para Topadora, Apta para "Desmonte Sucio”



5. PRECAUCIONES EN LOS TRABAJOS DE NIVELACIÓNLas pendientes que se emplean para regar pueden ser nulas, uniformes o gradualmente crecientes.

A la labor de campaña y gabinete, como a los trabajos del hombre y las maquinarias para ajustar el terreno, a las condiciones de uniformidad en superficie, se la llama nivelación, sin que ello indique necesariamente horizontalidad, sino más bien uniformidad.

Los diferentes sectores quedarán vinculados a un buen dominio de agua desde la red interna de riego. Con tal fin, la cota superior del sector más alto se sitúa preferentemente por debajo de la cota de la solera del canal que trae el agua. Por lo menos, debe resultar dominable con el pelo agua del canal, sin que se requiera reforzar las banquinas de las acequias o los bordos de las melgas.

Los dos últimos métodos (el de Perfiles Promedios y del Mínimos Cuadrados), fueron ideados para respetar la pendiente natural del terreno y han sido estructurados para que produzcan el mínimo movimiento de tierra. Si las pendientes proyecto por razones de dirección, dominio o por condiciones de diseño, no pueden adaptarse a la pendiente natural media, el movimiento de suelo no será mínimo, resultando más costoso a medida que se agranda la separación con la pendiente natural. Es en este caso que se emplea el método del Centroide Modificado, y es importante justificar técnica y económicamente, no hacer coincidir las pendientes proyecto con las naturales.

Las pendientes medias naturales de una superficie, de direcciones N-S y E-O, suelen ser iguales o diferentes y en casos de suelos salinos resulta conveniente que la del proyecto y terreno, por lo menos en una dirección, sea nula (pendiente "cero").

Cuando las pendientes en ambas direcciones son iguales, la pendiente es 0 (cero) en una dirección ubicada a 45°.

La sistematización de campos en curvas de nivel, en terrazas y otros casos que exige el manejo actual de los suelos en cultivos de secano, se desarrolla con detalle al tratarse la erosión hídrica (Capítulo XII).

Luego de las tareas del emparejamiento el suelo culmina disturbado y su productividad afectada en distintos grados según los sectores de corte o relleno. Este hecho negativo requiere un período mínimo de manejo (a menudo un año) con cultivos que restablezcan las condiciones físicas y productividad (estructuración, porosidad, relocalización de nutrientes y otras). El maíz y los cereales indican, mediante un crecimiento diferencial, tanto los sectores deficitarios como los apropiados y, por ello, permiten adoptar los manejos mejoradores (fertilización, abonado orgánico, selección de especies y otras medidas).

Un caso especial, en el Noroeste Argentino, lo constituye el desmonte o habilitación de tierras para la forestación en zonas serranas, con pendientes y relieves complejos, situación muy distintas de la habilitación de tierras para el cultivo en zonas considerablemente más llanas y relieves simples.

En estos casos, se respeta la cobertura herbácea, la eliminación de la masa arbórea se concreta sólo superficialmente, es decir, talando sin desraizar o "destoconar", permaneciendo todas las ramas y troncos no aprovechados. Se construyen pocas y cuidadosas vías de acceso, con diseño apropiado para evitar la erosión hídrica que simultáneamente, cumplen funciones de cortafuegos. Excepto en esta situación todas las tareas se cumplen manualmente, incluso la plantación forestal.

Adquiere singular relevancia la selección de los "sitios para forestar", es decir la calidad del sitio (profundidad y condiciones físico químicas del suelo, pendiente, exposición y características climáticas), de modo que posea las condiciones mínimas y suficientes para el crecimiento de los forestales, según sus exigencias.

6. INFRAESTRUCTURA PARA RIEGO Y PARA SECANOLas diferentes obras de apoyo al aprovechamiento agrícola del suelo, ya para secano o para cultivos bajo riego, resultan muy variables; a continuación se proporciona un listado de las mínimas instalaciones que cada caso requiere:

Para secano:

Alambrados perimetrales.Alambrados internos.Galpones para almacenar.Galpones de maquinarias e implementos de arrastre.Aguadas, canales o bebederos y corrales, cuando se cuenta con hacienda.



Desagües.Cortinas forestales.Defensas contra la erosión.

Para Riego:

Alambrados perimetrales.Acequias, compartos, sifones, alcantarillas, represas.Fuente de agua externa o pozos de agua subterránea.Galpones de maquinarias e implementos de levante hidráulico preferentemente.Desagües y drenes.Cortinas forestales.

REFERENCIAS SELECCIONADAS

1. ARZELÁN, M. 1998. "Sistematización de Suelos para Cultivos de Secano" (inédito). FCN-UNSa. Salta.

2. ARZELÁN M y Asociados. 1997. Sistematización para cultivos de secano de Finca "La Margarita" Dpto. Anta, Salta (Inédito).

3. BLANCO, R.E. 1983. “Propuesta Tecnológica para el Área en Estudio”. Proyecto de Desarrollo Agropecuario de la Margen Izquierda del Río Juramento (Salta). C.F.I. Buenos Aires.

4. F.A.O. (O.N.U.) 1956. "Curso de Capacitación de Métodos y Prácticas de Riego”. Santiago. Chile.

5. ROMANELLA, C.A. 1977. "Sistematización de Tierras para Riego”. I.I.C.A. (O.E.A.). Viedma.

6. VILLANUEVA, G.H. 1967. “Informe Acerca del Emparejamiento para Riego realizado por la Empresa Contratista en “El Sauzal”. Colonia 25 de Mayo. La Pampa” (inédito). La Pampa.

7. VILLANUEVA, G H y E S CHALABE. 1996. "Relevamiento Planialtimétrico del Predio Estación Alvarado de la Cooperativa Salteña de Tabaco" (inédito). Salta.

Las Tablas, Gráficos y Figuras donde no se consigna la fuente, han sido elaboradas por los autores, agradeciendo la colaboración de empresas fabricantes de maquinarias en los casos ilustrados.


XIV Villanueva, G. H., R.G. Osinaga y A. P. Chávez

CAPÍTULO VIII. SISTEMATIZACIÓN DEL SUELO PARA EL CULTIVO

1. DESMONTE 1571.A. DESBOSQUE O DESMONTE MANUAL 1571.B. DESBOSQUE O DESMONTE MECÁNICO 1571.C. NORMAS PROTECTORAS 158

2. SISTEMATIZACIÓN DE TERRENOS A REGAR 1593. EMPAREJAMIENTO Y NIVELACIÓN PARA RIEGO 1594. DISTINTOS MÉTODOS DE NIVELACIÓN 161

4.A. MÉTODO DEL CENTROIDE SIMPLIFICADO 1634.a.1. Determinación de la Ubicación del Centro de Gravedad del Sector 1634.a.2. Cálculo de la Altura del Centroide 1644.a.3. Cálculo de los Volúmenes de Cortes y Rellenos 166

4.B. MÉTODO DE LOS PERFILES PROMEDIOS 1684.C. MÉTODO DE LOS MÍNIMOS CUADRADOS 169

5. PRECAUCIONES EN LOS TRABAJOS DE NIVELACIÓN 1706. INFRAESTRUCTURA PARA RIEGO Y PARA SECANO 171


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