De la cuenca al lote: manejo de excedentes hídricos con prácticas agrohidrológicas

La implementación de la agrohidrología implica el uso de técnicas provenientes de múltiples disciplinas para el control de anegamientos rurales.

Por: Damiano, F.¹; Isasti, J.²;Almirón, S.³¹ Asesor privado en manejo de suelosy aguas - fdamiano52@hotmail.com.² GTD Chacra América.³ Coordinadora de Sistema Chacras- Aapresid.

El aumento en el régimen pluviométrico y la reducción del consumo de agua por los cultivos, debido al cambio en el uso del suelo generado en las últimas décadas, promovió el ascenso de las napas e incrementó el riesgo de salinización. En este contexto, se creó la Chacra América, ubicada en la Pampa Arenosa (noroeste de Buenos Aires, sudeste de Córdoba y este de La Pampa), la cual se caracteriza por su escasa pendiente regional (2%) y deficiente red de drenaje.

En general, el abordaje de la problemática de excedentes hídricos no se realiza de forma integral puesto que no contempla los aspectos hidrológicos y agronómicos de manera sistémica. Ante este desafío multidisciplinar, la agrohidrología propone articular ciertas prácticas “duras”, vinculadas a la hidráulica, con prácticas “blandas”, relacionadas al manejo del sistema napa-suelo-planta-atmósfera (Figura 1). El objetivo de esta nota es profundizar en las implicancias e importancia de esta práctica en la mitigación de las problemáticas en los ambientes halohidromórficos.

Figura 1 Partes constituyentes de la Agrohidrología: prácticas de manejo hidrológico y prácticas de manejo agronómicas.

En esta nota trataremos el manejo eficiente de las aguas superficiales, a las que denominamos “agua azul”. Para el manejo del agua azul describiremos la técnica agrohidrológica a nivel predial/modular mediante obras estructurales de menor o mayor complejidad (bordos, badenes y presas), integradas en circuitos agrohidrológicos independientes. La sistematización agrohidrológica busca entonces controlar excedentes hídricos superficiales de años ordinarios (no aplica en casos de inundaciones extraordinarias) de planicies anegables con pendientes menores al 0,5 % (baja energía cinética del agua), de clima húmedo-subhúmedo. Se adapta a suelos hidromórficos y halomórficos, con drenaje superficial y subsuperficial muy limitado y susceptibles al ascenso de sales en superficie.

Según la severidad del evento hídrico ordinario, el objetivo basal de la práctica agrohidrológica es impedir, retener o demorar la acumulación de excesos hídricos concentrándolos en los ambientes menos productivos del paisaje de llanura. De esta manera, se le da mayor oportunidad al agua para ser transportada verticalmente hacia la atmósfera por evapotranspiración y hacia la napa freática por infiltración, permitiendo de almacenamientos superficiales y edáficos utilizables durante períodos de déficit hídrico o sequías.

El principio agrohidrológico en el que se fundamenta la técnica es el incremento de la capacidad de retención y de asimilación de agua de cada área o cuenca, tratando de:

Retener la mayor cantidad de agua posible de la propia cuenca o área;

Almacenar un mayor volumen de excedentes de lo que normalmente genera la cuenca/módulo o área;

Identificar y delimitar las áreas de evacuación de los excesos no controlables.

Modelo hidrológico y agronómico conceptual: Agua Azul y Agua Verde

La ecuación de balance hídrico discretizada permite identificar los términos sobre los cuales se puede intervenir para manejar el anegamiento y aquellos en los que solo se puede monitorear su progreso.

Los volúmenes entrantes y que favorecen el anegamiento al sistema son:

Precipitaciones (P) (entrada vertical).

Entrada de aguas del medio externo que pueden ser superficiales o subsuperficiales (genéricamente Qe) (entrada horizontal).

El ascenso freático (AF), agua que ingresa al sistema desde el agua del subsuelo por el borde inferior del sistema (entrada vertical).

Los volúmenes salientes (eliminan agua) del sistema son:

Salida de aguas al medio externo que pueden ser superficiales o subsuperficiales (genéricamente Qs) (salida horizontal).

La evaporación (Et), proveniente de la evaporación del agua del suelo y de la vegetación (salida vertical).

El drenaje profundo (Dr), agua que sale del sistema hacia el subsuelo por el borde inferior del sistema (salida principalmente vertical)

Los volúmenes de almacenamiento que favorecen la mitigación del anegamiento dentro del sistema son:

Volúmenes de almacenamientos en superficie (ΔVsup): cubetas, lagunas, depresiones e intercepción en la vegetación.

Volúmenes de almacenamiento de agua en el suelo que pertenece al sistema. Se traduce con un incremento o disminución de humedad en el suelo edáfico (ΔVsue).

En términos prácticos y en condiciones de grandes extensiones rurales bajo cultivo, los términos P, AF y Dr no son intervenibles. Un cambio en el manejo agronómico afectaría su proporción drásticamente y podría mejorar los egresos y el almacenaje de suelos. Mediante distintas pasturas de tipo C4, cultivos adaptados o de servicio se podría mejorar la cobertura vegetal e incrementar la evapotranspiración real, aunque una vez establecidos no son intervenibles.

Si hablamos exclusivamente de cuencas hidrográficas usualmente el valor de Qe es igual a cero siendo que, por definición, no hay ingresos de agua horizontal al sistema. En áreas de llanuras (o extrema planicie), no existe la cuenca como unidad física, por lo que el ingreso de agua externa se debe tener en cuenta.

Los esquemas de manejo de intervención sistemática e integrales para el control de anegamientos actúan decididamente sobre los términos que son más factibles de ser intervenidos: Qs, ΔVsup y ΔVsue. La sostenibilidad del sistema definirá la proporción de la intervención de cada uno de estos parámetros. El sistema tiene un balance que puede romperse, interviniendo sobre los términos equivocados. Por ejemplo, si se incrementa la capacidad de almacenamiento del suelo a través de drenajes superficiales no controlados, es decir, deprimiendo la freática fuera del alcance de las raíces de los cultivos, estos se verían afectados en períodos de escasez hídrica.

En síntesis, el modelo conceptual de control de aguas en la planicie es el manejo de los excesos hídricos superficiales, favoreciendo la retención en el suelo y en superficie en períodos húmedos (por lo tanto evitando inundaciones aguas abajo), regulando el drenaje (evacuación por uso de vías naturales o canales principales) en períodos normales, a efectos de restablecer la capacidad de almacenamiento para el próximo período húmedo. Este concepto conservativo de control y manejo de aguas se denomina “sistematización agrohidrológica”.

Normas, prácticas y estructuras agrohidrológicas

1) En primer lugar, se delimitan áreas topohidrográficas homogéneas mediante módulos agrohidrológicos asociados, lo que permite establecer su independencia hídrica por medio de la implementación en circuitos hidrológicos naturales o impuestos

2) El segundo paso consiste en encauzar, almacenar y regular las “aguas internas” generadas dentro de cada circuito según el diseño funcional establecido.

Manejo de agua interna:

Retención de los escurrimientos areales o mantiformes en las nacientes o partes superiores de la cuenca o área. Finalidad: acumular e infiltrar el agua donde cae. Prácticas: corrugados, bordos y surcos con contorno, subsolado, cultivos en general en franja o contorno, y uso de los residuos de pasturas y cosechas.

Retardación y acumulación de excesos en depresiones. Finalidad: acción de amortiguación de crecidas y retraso de picos de caudales. Prácticas: áreas de expansión, presas, piletas de espejos de agua de poca profundidad.

Sistematización de la tierra para retener agua en el suelo y subsuelo. Finalidad: reserva de agua edáfica para el periodo de escasez. Prácticas: corrugados, bordos y surcos con contorno, subsolado, cultivos en general en franja o contorno y uso de los residuos de pasturas y cosechas.

Facilitar la recarga de los acuíferos. Finalidad: almacenamiento de agua en la superficie freática. Prácticas: presas de almacenamiento y sistemas de recarga.

3) A su vez, se debe encauzar, conducir y reducir el impacto de las “aguas generadas en posiciones externas” que ingresan al área sistematizada.

Manejo de agua externa y excesos internos no controlados:

Control y regulación de la conducción de excedentes en áreas de transferencia de la cuenca o área. Finalidad: disminuir el volumen de transferencia y consecuentemente la energía de movimiento. Prácticas: badenes bordeados, badenes tabicados, bordos de encauzamiento.

Establecer estructuras de retención regulable. Finalidad: prever áreas de control de inundación para eventos extraordinarios. Prácticas: presas con compuertas y vertedero, presas con expansores o aliviadores, tubos compuertas.

Conducción o concentración de excesos en áreas de drenaje de la cuenca. Finalidad: aumento de la energía de disipación de los excedentes Prácticas: bordos de encauzamiento, badenes bordeados con vertederos, presas con vertederos regulados.

Estas estructuras y prácticas por circuito agrohidrológico están específicamente diseñadas para retener un volumen de exceso hídrico interno y externo, prediseñado en los lugares con suelos de uso pecuario localizados cercanos al lugar donde ocurre la precipitación. Los excesos de mayor magnitud son demorados y conducidos ordenadamente hacia las salidas naturales de la cuenca.

Los equipos necesarios para las estructuras menores a 0,6 m de altura (bordos) y 0,3 m de profundidad (badenes) son maquinarias e implementos rurales tales como tractores, arados de disco, palas y hojas niveladoras de arrastre, zanjadoras, taiperas, motoniveladoras. En el caso de construcción de presas con terraplén mayor a 0,8 m, se requiere el uso de maquinaria vial como retroexcavadoras y topadoras de hoja frontal.

La vida útil de las obras de tierra es de unos 8 a 10 años, aunque con un buen programa de mantenimiento pueden durar aún más. El mantenimiento de estas obras requiere restringir el tránsito animal y vehicular sobre las estructuras de tierra empastadas mediante alambrado eléctrico. Para la limpieza de badenes simples y bordeados y la restitución de altura de bordos proyectados, se usan los mismos equipos de construcción. Resulta necesario mantener y desobstruir alcantarillas, tubos compuertas y vertederos.

Chacra América: factibilidad de un manejo modular

Se realizó una delimitación de áreas topohidrográficas homogéneas: “módulo agrohidrológico” de los establecimientos de la Chacra, usando el MDE-Ar v.2.0 (IGN) y el programa QGIS 3.18. Estas unidades topohidrográficas tienen su similitud en la hidrología típica de “subcuenca”. El módulo define la unidad mínima de trabajo del sistema en “circuitos hidrológicos” (CH). Los establecimientos El Meridiano (EM), El Julepe (EJ) y Don Remigio (DR) integran un módulo de manejo, cuyo drenaje principal es un sistema de canalización que une diferentes bajos (lagunas/cubetas) en dirección a la laguna Hinojo-Las Tunas (Trenque Lauquen), construido por Hidráulica de la Provincia de Buenos Aires. Los restantes 7 campos de la Chacra América: Santa Felicita (SF), Trebol Curá (TC), Santa Aurelia (SA), La Criolla (LC), San Pablo (SP), San Alberto (SAl) y La Verbena, se ajustan a un manejo agrohodrológico de tipo predial en CH independientes.

Caso Bragado: ejemplo de proyecto agrohidrológico predial

En la Tabla siguiente, se presenta el cálculo de movimiento de tierra de las obras estructurales realizadas en el partido de Bragado en el año 2009.

Para ver la funcionalidad y el comportamiento de las obras agrohidrológicas, luego de una década, se usó el Índice Diferencial de Vegetación Normalizado (NDVI). A travez del cual, se puede observar la delimitación del circuito hidrológico, (CH) conteniendo los excesos hídricos generados dentro de la unidad de manejo y su expansión en los lotes agrícolas en siembra directa cosechados y bajo cultivos de soja y maíz, respectivamente.

Comentarios finales

La implementación de la agrohidrología implica el uso de técnicas provenientes de múltiples disciplinas (agronomía, edafología, topografía, ingeniería, sensores remotos y SIG) que, combinadas con acciones sociales, permiten un acuerdo común en el desarrollo y la operatividad de un sistema integrado de control de anegamiento rural.

En síntesis, un proyecto de manejo agrohidrológico conlleva las mismas etapas que uno de obra civil, con una conveniente adaptación de los términos técnicos:

La “factibilidad técnica” define la conveniencia o no de realizar la obra y las alternativas sugeridas.

El “diseño funcional” establece el tipo de estructura por sector y su delineación en planta para cada alternativa definida en la factibilidad técnica.

La “implementación” es la ejecución de obra que, según el tipo de estructura, sigue normativas similares a la ingeniería de caminos en estructuras de regulación (alcantarillas y puentes) y a obras rurales de conservación de suelos en manejo de agua interno.

El “mantenimiento” es imprescindible para el buen funcionamiento hidráulico de las obras y la vida útil de las estructuras de tierra y mampostería.