Manual conservacion suelos II

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Otras obras y practicas para la conservación de suelos y los efectos del cambio climático.

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Manual conservacion suelos II

  1. 1. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - Méxicomonolíticas. En caso de una falla de mecánica de suelos la primera característica lespermite sufrir deformaciones sin perder eficiencia; la segunda les ayuda a disipar laenergía del agua, lo que evita el desprendimiento de la obra. Pero más importanteaún es que evitan azolves sin retener el agua; la última característica es que lespermiten trabajar no como módulos independientes, lo que le da mayor resistenciaal volteo, al deslizamiento y a fallas por un esfuerzo mayor al calculado para eldiseño (Figura 95). Figura 95. Módulos de presa de gavionesa) Altura. La altura efectiva de la presa debe ser al vertedor, por lo tanto se debeconsiderar la profundidad de la cárcava para no sobrepasarla al colocar la hilada quelo formará. Para esto se deben considerar las dimensiones de los gaviones, mismosque se reportarán más adelante (Figura 96). Altura de la cárcava Altura efectiva Figura 96. Altura en el diseño de una presa de gaviones 101
  2. 2. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoCuando el objetivo es estabilizar la cárcava y retener azolves se recomienda elescalonado, ya que en los otros dos tipos la malla se puede dañar. En el diseño de laspresas es necesario dimensionarlas hidráulica y estructuralmente en cuanto a sualtura, espaciamiento, empotramiento, vertedor y colchón hidráulico.b) Espaciamiento. El espaciamiento entre las presas depende de la pendiente dela cárcava de la altura de la presa y del objetivo a cumplir. Si éste es estabilizar lacárcava, las presas se colocarán con el criterio de “doble espaciamiento” y no comoen ocasiones que se realizan bajo el criterio “pie-cabeza”, lo cual, por su alto costo ydurabilidad, nos hace incurrir en erogaciones innecesarias. Considerando que por regla general los sedimentos retenidos por la presapresentan una pendiente, la cual varía de acuerdo con el material sedimentado y lapendiente de la cárcava, el distanciamiento puede ser bajo el criterio “pie-cabeza”.Para arenas gruesas mezcladas con grava, la pendiente es del 2%; para sedimentosde textura media de uno por ciento; y para sedimentos finos limosos arcillosos del0.5%. De esta forma, el espaciamiento entre presas sería igual a: E= (H / Pc Ps )100.Donde: E = distancia entre dos presas consecutivas, (m) H = altura efectiva de la presa, (m) (al vertedor) Pc = pendiente de la cárcava (%) Ps = pendiente estable del sedimento, varia entre 0.5 y 2%En caso de que la pendiente de los sedimentos sea muy baja o nula la fórmula que sedebe utilizar es: E = ( H / Pc ) 100. Una vez obtenido este dato lo que aplica es colocar una presa sí, y otra no,lo que comprende el criterio de doble espaciamiento (Figura 97). Figura 97. Doble espaciamiento entre presas de gaviones 102
  3. 3. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - Méxicoc) Cimentación. Es importante que se realicen la cimentación y el empotramientode la presa tanto en el fondo de la cárcava como en su talud, ya que esto impide quese flanquee la estructura y se socaven los taludes. Cuando la presa es dedimensiones grandes (más de 3m de altura) el empotramiento se debe realizarhasta encontrar roca o piso firme, o bien, si es un suelo muy profundo, hasta unmetro como mínimo. En el caso de los taludes debe ser de 0.5 a 1 m (Figura 98). 3m 2m Figura 98. Cimentación y empotramiento de la presaPara realizar la cimentación es necesario que se conozca el ancho de la base de lapresa (Figura 96); para ello se requiere de asesoría especializada, ya que emplea datosde equilibrio de fuerzas (del agua, peso de los gaviones, peso del sedimento,supresión, empuje del suelo, entre otros).d) Vertedor. El vertedor debe ser capaz de conducir el gasto máximo, ya que lamayoría de las veces se convierte en uno de los principales problemas. Para hacerun buen diseño de éste es necesario primeramente considerar si se trata de unacuenca pequeña o grande. 103
  4. 4. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México 2m Cimentación 1m Base Delantal Figura 99. Dimensiones de una presa.de gavionesEs importante señalar que en ambos casos, ya sea grande o pequeña la cuenca, sedebe estimar la cantidad de escurrimiento dando mayor importancia al cauce en elcaso de las cuencas grandes. La forma de determinar el escurrimiento máximo se reporta en el Capítulo2; sin embargo, de manera general se puede mencionar que la fórmula utilizada paravertedores rectangulares es: Q = C L H3/2Donde: 3 Q = gasto máximo (m /s) C = coeficiente de descarga L = longitud del vertedor (m) H = carga hidráulica (m) 104
  5. 5. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoCon fines prácticos se puede considerar que dependiendo del tamaño de la presaserá el alto del vertedor; se recomienda de 0.3 para presas < 2m de alto; de 0.5 mpara presas > 3m < 4 m y de un metro para presas > 4 m de alto; todos por untercio del largo de la presa (Figura 100). Vertedor100 Figura 100. Dimensiones del vertedor en una presa de gavionese) Colchón hidráulico o delantal. Éste protege la caída del agua del vertedorhacia la cárcava. En el caso de las presas de gaviones, el delantal está conformadopor una hilera de estos terminados en un escalón de salida o colchón hidráulico.(Figura 101). Figura 101. Delantal en una presa de gaviones Delantal 105
  6. 6. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoPara conocer las medidas de un gavión se utilizan parámetros técnicos de la caídadel agua, por lo que se requiere de asesoría especializada. Para efectos prácticos serecomienda que se realice de 1/3 de la altura de la presa. Cuando el material quecompone los taludes es fácilmente erosionable es necesario construirprotecciones marginales aguas arriba de la obra y muros que encaucen la caída delagua.f) Construcción de las presas de gaviones. Existen diferentes tamaños degaviones (en largo, ancho y alto), así como diferentes tamaños de malla y grosoresde alambre. Los tamaños más comerciales de gavión son los que se presentan en elCuadro 15. En cuanto al grosor del alambre que forma la malla, éste deberá serproporcional al tamaño de la malla. Las medidas más usuales se enlistan en elCuadro16.Cuadro 15. Tamaños comerciales de gavionesCuadro 16. Dimensiones comerciales de alambre en diámetro 106
  7. 7. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoEn caso de que se trate de un conjunto de presas a lo largo de la cárcava, una vezdeterminado el distanciamiento respectivo se debe marcar la ubicación de cada unade ellas sobre dicha cárcava. Ahora bien, no necesariamente se marca la medidaexacta; ésta puede variar en algunos metros buscando siempre la parte másestrecha y más recta de la cárcava con el fin de optimizar los recursos. Para cada presa se tendrán que seguir los siguientes pasos:1. Se desempacan y despliegan cada uno de los gaviones, desdoblando uno a uno,y procurando lograr una homogeneidad en la estructura (Figura 102). Figura 102. Despliegue de gaviones2. Se comienza a armar el gavión uniendo los extremos con alambre galvanizado ycuidando que queden en escuadra para darle una forma rectangular (Figura 103). Figura 103. Armado de gaviones unidos con alambre 107
  8. 8. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México3. Inicialmente se deberá abrir en el sitio donde se coloque el gavión, perpendiculara la dirección de la cárcava, un cimiento de donde habrá de sujetarse el gavión. Lasdimensiones de la cimentación dependerán del tamaño de la presa, pero por logeneral deberán llegar hasta donde se encuentre roca o bien un cajón de gavión. Delos costados deberá medir aproximadamente entre 0.5m y 1 m (Figura 104). 0.5 a 1m Figura 104. Colocación de gaviones4. Una vez armado el gavión se traslada para ser colocado en la zanja abierta para elcimiento. Ahí se unen los gaviones entre sí antes de ser llenados y se conforma unasola unidad. Dicho amarre se realiza con alambre (Figura 105). Figura 105. Gaviones en la zanja 108
  9. 9. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México5. Una vez colocados y unidos los gaviones de la primera hilera se procede al llenadode éstos con la piedra. Ésta se debe ir colocando por capas para que tenga el mejorarreglo posible (Figura 106). Figura 106. Llenado de gaviones6. Conforme se va rellenando el gavión con la piedra se deberán colocar dentro deéste, a 1/3 y 2/3 de su altura, tensores del mismo alambre galvanizado; asimismo, enoposición a las caras se deberán de colocar dos tensores por línea (Figura 107). Dos tensores por línea Figura 107. Tensores entre paredes de gaviones 1/3 2/3 109
  10. 10. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México7. Al colocar la piedra es muy importante que ésta esté compacta y con el menornúmero de huecos posibles para dar el mayor peso específico a la obra sinsobrepasar el límite del gavión. Si es necesario, los huecos que queden se deberánrellenar con piedra de menor diámetro. Para rellenar los armazones se utilizanpiedras de poca calidad, de desecho, o las que comúnmente se encuentran cercadel sitio de la obra (Figura 108). Figura 108. Acomodo de piedra en los gaviones8. Una vez puesto y rellenado el primer gavión se colocan los siguientes uniéndolosal anterior con alambre galvanizado. Así se hacen todas las hiladas que seannecesarias, dependiendo de las dimensiones de la presa. (Figura 109). Figura 109. Unión de gaviones llenos de piedra 110
  11. 11. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México9. Finalizado el relleno se procede a cerrar el gavión con la tapa lateral y se amarracon alambre galvanizado. Para cerrar las tapas se auxilia con una barra para hacerpalanca y para que la tapa llegue a la cara del gavión. Se hacen entonces puntos deamarre cada 30 cm aproximadamente, y en seguida se cose a lo largo del mismo(Figura 110). Figura 110. Cierre de gaviones con alambre10. Es necesario que se construya un delantal o talud aguas abajo de la presa paraevitar que el agua que pase por el vertedor llegue al suelo directamente y provoqueque se socave la cárcava incrementado su profundidad. Este acomodo de gavionesse debe cimentar también a unos 30 cm (Figura 111). Delantal Figura 111. Construcción de delantal en presa de gaviones 111
  12. 12. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México11. Es necesario recordar que debe dejarse el espacio del vertedor, pues es éste unelemento importante debido a que está en contacto directo con la corriente deagua. Para ello se deja una tercera parte del largo de la presa sin gavión (Figura 112). Vertedor Figura 112. Diseño de vertedor en una presa de gaviónLos materiales que se utilizan para realizar esta obra son: zapapico pala cuadrada pinzas de corte No.9 (de electricista) ganchos de fierro barra de línea de 60 cmRecomendaciones técnicasEs importante señalar que el tipo de roca es el que le da firmeza y peso a la presa;por ejemplo, una de las mismas dimensiones es más pesada si está construida conbasalto que con cantera; por lo tanto se debe considerar qué material se utilizará.Cuando se construya una presa o un sistema de gaviones debe considerarse laprotección de taludes para poder estabilizar totalmente la cárcava. En ocasiones esconveniente que la infiltración a través del muro sea lo más pequeña posible paraimpedir que la estructura llegue a ser socavada. Esto se puede evitar colocandogravas o telas de material sintético (geotextil) por debajo de la estructura. Cuando las presas se construyen con el objetivo de realizar una obrahidráulica , es decir, para la captación de agua para consumo, la ubicación de ésta sedebe realizar en la boquilla del área de captación. 112
  13. 13. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoCostosCuadro 17. Costos promedio para construcción de presas de gaviones 425Para esta tabla se consideraron presas de 5 m de ancho x 0.80 m de grosor x 2 m de 3altura. El costo de 1m de presa de gaviones requiere de 9.40 jornales, quecorresponden a $425.00. Además se requieren $189.00 de materiales (gavión$250.00 y alambre $3.60) por lo que el costo total de 1m3 es de $614.00 Siconsideramos que 3m3 de una presa restauran una hectárea, el costo será de$1 ,842.00.Terrazas de muro vivoLas terrazas de muro vivo son terraplenes que se forman gradualmente a partir delmovimiento de suelo que se da durante las labores de cultivo en terrenos de laderay es retenido por setos de diversas especies de árboles o arbustos que se establecensiguiendo curvas a nivel (Figura 113).Objetivos Reducir la erosión hídrica en terrenos preferentemente forestales Controlar el escurrimiento superficial a velocidades no erosivas y dirigirlo hacia una salida estable Propiciar la formación de terrazas 113
  14. 14. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoBeneficios Disminuyen el grado y longitud de la pendiente Impiden la formación de cárcavas Reducen el contenido de sedimentos en el agua de escorrentía Disminuyen la velocidad del escurrimiento y favorecen una mayor infiltración Aportan materia orgánica al suelo Mejoran el paisaje Mejoran los sistemas de producción en laderas Generan productos adicionales, como leña o forraje Figura 113. Terrazas de muro vivoDiseñoPara diseñar las terrazas de muro vivo se debe conocer previamente la pendientedel terreno y la cantidad de lluvia anual que se presenta en el lugar. Con estos datosse determina el espacio entre hileras.Cálculo de espacio entre terrazasLa fórmula considera la pendiente y la precipitación anual para determinar elespacio entre terrazas: IH = IV x 100 P 114
  15. 15. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoDonde:IH = intervalo horizontal (m)IV = intervalo vertical (m)P= pendiente del terreno (%)IV = ( 2 + P ) x 0.305 3ó4Donde:IV= intervalo vertical (m)P= pendiente del terreno (%)3= factor que se utiliza donde la precipitación anual es menor a mil 200 mm4=factor que se utiliza donde la precipitación anual es mayor a mil 200 mm0.305= factor de conversión de pies a metrosEn el cuadro siguiente se presentan algunos valores como datos de referencia paraobtener el desnivel (intervalo vertical) y distancias entre hileras (intervalohorizontal) que se recomiendan en función de la pendiente del terreno y la cantidadde lluvia presente en el lugar donde se efectuará la obra.Cuadro 18. Valores referentes al intervalo vertical o desnivel e intervalohorizontal o espacio entre hileras recomendables* Cantidad de lluvia promedio anual para cada lugar 115
  16. 16. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoProcedimiento para la construcción del setoa. TrazoEl trazo de las curvas de nivel se puede efectuar mediante el uso del aparato “A”,nivel de mano de manguera u otro como se indica en el Capítulo I de estedocumento. Cuando se tiene que trabajar en terrenos donde la pendiente es uniforme,se establece la línea de máxima pendiente; dependiendo del grado de inclinación sedetermina la separación entre cada línea, se marca con una estaca a lo largo de lalínea divisora o de máxima pendiente, y posteriormente se procede, en cada una deellas, al trazo de curvas a nivel marcando el terreno con estacas o piedras para queen base a ellas se construya un pequeño surco. En el caso de terrenos que presentan variabilidad en la pendiente esnecesario ubicar zonas con pendientes iguales y en cada una de ellas se efectúan lostrazos (Figura 114). Estacas para trazo de la curva Figura 114. Terreno donde se observan las curvas a nivelb. Establecimiento de seto o cerco vivoLas plantas que constituyan el muro vivo se pueden establecer por estacas, siembradirecta, o bien por una combinación de ambas. Las especies forestales másutilizadas para la formación de terrazas de muro vivo en zonas tropicales son el“cocuite” o “palo de sol” (Gliricidia sepium) y “palo mulato” (Bursera spp). 116
  17. 17. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoPlantación por estaca. Se lleva a cabo a partir de estacas que se recolectan deárboles de cocuite (Gliricidia sepium) “palo mulato” o “chaká” y ciruela mexicana(Spondia spp.) que se prefieren por su rápido crecimiento. A las estacas se les deberádar forma de punta en el extremo inferior para que se anclen fácilmente al suelo ydeberán tener una longitud promedio de 30 a 40 cm; se recomienda que secoloquen a distancias de un metro entre estaca y estaca, en forma lineal sobre lascurvas de nivel.Siembra directa. Se recomienda utilizar el método de plantación a doble hileracon separación de 20 cm entre ellas y siembra a “chorrillo” (Figura 115).Plantación combinada. Consiste en plantar estacas desde 30 cm hasta 1.5 m dealtura, a distancias de entre 50 cm y 2 m en forma lineal; un año después se debeefectuar la siembra directa entre el seto de estacas, a doble hilera o tres bolillo, condistancia de 20 cm entre hileras (Figura 116). Figura 115. Método de siembra a doble Figura 116. Formación de seto con estacas hilera de cocuite (Gliricidia sepium) de palo mulato (Bursera sp.) combinadas con siembra directa de cocuite (Gliricidia sepium)c. Manejo del cerco o muro vivoAlgunas actividades que se recomienda realizar durante la formación del seto sonlas siguientes:Deshierbe. Es conveniente efectuar el control de malezas por el método manual,usando machete, para no afectar los cultivos establecidos entre las franjas. Estodeberá realizarse 30, 60 y 120 días después de la siembra durante el primer año deestablecimiento del cerco o muro vivo (Figura 117). 117
  18. 18. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoAl hacer los deshierbes se deben acumular los residuos en la parte de aguas arribade la barrera para propiciar la formación de terrazas.Fertilización. Después de 30 días de la siembra se recomienda aplicar 40 g desuperfosfato de calcio triple en forma de banda por cada metro lineal (Figura 118). Figura 117. Deshierbe de seto de cocuite (Gliricida sepium) Figura 118. Fertilización y aporque en terrazas de muro vivoAporque o atierre. Consiste en acercar tierra y rastrojo del cultivo anterior en labase y aguas arriba del muro vivo para proporcionar mayor estabilidad al cerco,formar los bancales y conducir los excesos de agua en forma controlada (Figura 115).Poda. Es una de las actividades más importantes ya que las ramas son quienespropician la acumulación de materia orgánica en la formación de terrazas. Un año después del establecimiento del cerco se recomiendan dos podas alaño para evitar que el crecimiento excesivo de ramas invada el terreno arable;también se debe controlar el excesivo amacollamiento. 118
  19. 19. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - Méxicod. Mantenimiento del setoRecomendaciones técnicasPara que un sistema de terrazas sea efectivo se recomienda dar mantenimiento alseto a través de una combinación de prácticas como: surcado al contorno, cultivosen faja, rotación de cultivos y un manejo del suelo ajustado a su capacidad de uso.Para ello se deberán utilizar especies nativas o introducidas que cumplan con lossiguientes requisitos: de rápido crecimiento que no compitan por luz con los cultivos que no sean hospederos de plagas de fuerte desarrollo radical que ofrezcan aprovechamiento como abono verde, forraje, leña, entre otrosLas semillas o estacas que se utilicen deben estar libres de plagas y enfermedades ypresentar alto vigor. Se recomienda efectuar la siembra o transplante de especies vegetales paraterraza de muro vivo en época de lluvia, con el fin de promover mejores resultadosen la germinación de semillas y enraizamiento de estacas. Como complemento a la formación de terrazas es conveniente plantarespecies forestales maderables que se adapten a la zona, o bien especies frutales delas cuales se pueda obtener un ingreso adicional.Costos de construcciónEn los cuadros 19 y 20, se reportan los costos para establecer y mantener terrazas demuro vivo a través de estacas y usando semilla. Se considera una franja de 100 m lineales a una distancia de 20 cm entreestaca y estaca. No se considera la compra de éstas, sino los jornales que serequieren para la corta, donde se incluye “sacarle punta a la estaca”y el traslado. Sise establecen cuatro terrazas de muro vivo de 100 m lineales, distribuidas en unahectárea a cada 25 m el costo es de $1,260.00 por hectárea. 119
  20. 20. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoCuadro 19. Costos promedio para el establecimiento de terrazas de murovivo (a través de estacas) en 100 metros lineales Fuente: Conafor 2004. *Estacas de palo mulatoCuadro 20. Costos promedio para la instalación de terrazas de murovivo (usando semilla) en una hectárea * Semilla de cocuite (Gliricidia sepium) usada en zonas tropicales. Fuente: Conafor 2004 Costos de mantenimiento Fuente: Conafor 2004. 120
  21. 21. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoTerrazas de formación sucesivaLas terrazas de formación sucesiva o paulatina son terraplenes que se forman por elmovimiento del suelo entre los bordos de tierra. Estos detienen el suelo queproviene del área entre terrazas, construyendo un canal de desagüe aguas abajo delbordo (Figura 119). Figura 119. Terraza de formación sucesiva o paulatinaObjetivos Reducir la erosión hídrica Interceptar los escurrimientos superficiales Propiciar la formación de terrazas Auxiliar a la reforestación en el incremento de la supervivencia de especiesvegetalesBeneficios Retienen azolves Favorecen una mayor retención de humedad Favorecen el desarrollo de especies forestales y vegetación natural Disminuyen la longitud de la pendiente y por tanto la erosión del suelo 121
  22. 22. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoElementos de diseñoEl proceso de construcción de terrazas de formación sucesiva consta de lassiguientes actividades: Medir la pendiente del terreno Determinar el intervalo vertical y horizontal Construir las terrazas de formación sucesiva Compactar el bordo Plantar especies forestales sobre el bordoa. Pendiente del terrenoPara estimar la pendiente en un terreno se puede utilizar el aparato “A” o “nivel demano”; se traza una curva a nivel y se coloca una línea guía de estacas en la parte altadel área.b. Espaciamiento entre terrazasPara determinar los espacios entre terrazas se debe considerar la pendiente delterreno como un elemento importante, la cantidad de lluvia que se presenta en laregión, la dimensión de las áreas donde se aplicará la práctica y los implementosagrícolas disponibles.El espaciamiento entre terrazas se calcula mediante la siguiente fórmula:IV = ( 2 + P ) x 0.305 3ó4Donde: IV = intervalo vertical (m) P = pendiente del terreno (%) 3 = si la precipitación es menor de 1,200 mm de lluvia al año 4 = si la precipitación es mayor de 1,200 mm de lluvia anuales 0.305 = factor de corrección de unidades 122
  23. 23. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoEl intervalo horizontal se estima de la siguiente manera: IV IH = x100 PDonde:IH = intervalo horizontal (m) P = pendiente del terreno ( %)100 = factor de conversiónIV = intervalo vertical (m)Dado que las terrazas que aquí se mencionan se están recomendando para áreasforestales, se pueden construir de forma alterna, esto es, que cuando laspendientes sean mayores del 25 % el movimiento de tierra debe ser bastante alto,para lo cual se pueden construir al doble del espaciamiento calculado. Hay querecordar que en áreas forestales no se deben realizar otras actividades quepropicien la formación de bancales y las terrazas sólo se deben usar para controlarla erosión e incrementar el tiempo de la humedad en el suelo que propiciará unincremento en la supervivencia de la reforestación.c. ConstrucciónLa formación de la terraza inicia con la construcción de un bordo a través del uso demaquinaria, equipo de tracción animal en forma manual (con pico y pala) o demanera combinada de acuerdo con las condiciones de cada lugar y recursosdisponibles. La profundidad y ancho de corte dependerán de la profundidad delsuelo y de la pendiente del terreno. En áreas con pendientes menores al 10 % ysuelos profundos los cortes pueden ser de 40 cm de altura x 60 cm de ancho (Figura120). La formación del bancal se logra al labrar la tierra aguas abajo y sobreelevando constantemente el bordo de contención. Como en este caso la terrazaestará en áreas forestales, no se labrará el terreno y sólo se formarán el bordo y elcanal de desagüe; se puede reforestar tanto en el bordo como en medio de laterraza. 123
  24. 24. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoCabe señalar que en este manual no se hace alusión a la construcción de la terraza,ya que para áreas forestales únicamente se construirá el bordo; como el préstamode tierra se hará de aguas abajo, la zanja conformará el canal de desagüe. (Figura 121). Figura 120. Construcción del bordo Profundidad de para terrazas sucesivas bordo = 40 cm corte = 40 cm Base del bordo = 80 cm Altura del corte = 60 cm Ancho delFigura 121. Canal de desagüe formado Aguas abajo Aguas arribade la extracción de tierra aguas abajo Canal de desagüeLas terrazas de formación sucesiva se recomiendan en zonas forestales condegradación ligera o moderada y son muy efectivas para controlar la erosión yconservar la humedad; es conveniente reforestar con especies vegetales sobre elbordo y entre terrazas lo cual proporcionará un medio adecuado para controlar lavelocidad del canal de desagüe y evitar erosión. Cuando las terrazas de formación sucesiva se construyen en terrenos deuso agrícola o pecuario es conveniente plantar maguey, nopal y otras especiesforestales o frutales que permitan estabilizar el bordo y propiciar la reconversióndel uso del suelo (Figura s 122 y123). 124
  25. 25. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México Especies forestales Figura 122. Reforestación entre terrazas Figura 123. Plantación de maguey sobre bordos 125
  26. 26. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - Méxicod. Distribución de terrazasLa distribución de bordos para terrazas de formación sucesiva en una hectárea conpendiente del 20 % debe ser, en promedio, de 20 m entre bordos y con un total decinco bordos por hectárea (Figura 124). La longitud del bordo se puede extenderhasta 300m, pero deberá incrementar su altura para lograr mejor funcionamiento. Figura 124. Distribución de bordos en áreas forestalesRecomendacionesSe recomienda aplicar esta obra en terrenos de más de 5% de pendiente y hasta35% (pendientes mayores dan un espaciamiento muy corto, hay muchomovimiento de tierra y ya no son tan recomendables). La construcción de terrazasde formación sucesiva es factible bajo cualquier régimen pluviométrico debido aque el bordo se puede construir a nivel o considerando una pendiente de desagüe. En suelos permeables y con pendiente uniforme los bordos se puedenampliar a longitudes de 500 m y funcionan adecuadamente. En terrenos quepresentan cárcavas y pendiente irregular, la longitud de los bordos no debe excederde 200 m. Es conveniente combinar la obra con otras prácticas de protección,conservación y restauración de suelos como: reforestación, acomodo de materialvegetal en curvas de nivel, presas para control de azolve, terrazas individuales,zanjas trinchera, entre otros. 126
  27. 27. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoCostosCuadro 21. Costos promedio para la aplicación de terrazas de formaciónsucesivaSe consideran 100 m de zanja con una dimensión de 0.40 m de profundidad y 0.60m de ancho, bordos con una altura de 0.40 m y 0.80 m de base. Si en una hectárea seseparan cada 20 m el costo deberá ser de $2,215.00.Terrazas individuales (cajeteo)Las terrazas individuales son terraplenes de forma circular, trazados en curvas anivel de un metro de diámetro en promedio. En la parte central de ellas se estableceuna especie forestal (Figura 125). Figura 125. Terraza individual 127
  28. 28. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoObjetivos Evitar la erosión de laderas Retener el suelo de las escorrentías Capturar agua de escurrimientos superficiales Promover mayor humedad para el desarrollo de especies forestalesBeneficios Permiten el control de la erosión Retienen y conservan la humedad en áreas localizadas Favorecen el desarrollo de especies forestales Favorecen el aprovechamiento de fertilizantes Incrementan la sobrevivencia de árboles en la reforestaciónElementos de diseñoLas terrazas individuales se deben construir en suelos con profundidades mayores a30cm. Se deben alinear en curvas de nivel y separarse de acuerdo con la pendiente ydensidad de plantas que requiere cada especie forestal (Figura 126). Corte Relleno Pendiente original del terreno Terraza individual Figura 126. Sección transversal de terrazas individuales 128
  29. 29. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoLa dimensión promedio de las terrazas individuales es de 1 m de diámetro en dondese forma un “cajete” de captación de agua y de suelo (Figura 127). Para suconstrucción se utiliza una estaca y una cuerda de 0.5 m de largo; se debe trazar uncírculo de 1 m de diámetro, después se procede a excavar en la parte superior delcírculo depositando y conformando un bordo circular con el suelo excavado, quepermita almacenar agua de lluvia y proporcionar humedad a las especies forestalesahí plantadas. Dicho bordo puede reforzarse con piedras u otro material.Dependiendo de las condiciones topográficas del terreno se les puede dar unainclinación en contra pendiente dentro del cajete. La capacidad de almacenamiento de agua dependerá de las condicionesambientales de cada lugar (vegetación, tipo de suelo y precipitación pluvial). Enzonas con alta incidencia de lluvias se recomienda plantar cada arbolito cerca delbordo construido en el área de relleno, en contra de la pendiente y no en el centrode la terraza o cajete. Con esto se trata de evitar pudriciones o ahogamiento porexceso de agua. Las terrazas individuales deben tener como medidas promedio: 1 m dediámetro y 10 cm de profundidad de corte, con taludes estabilizados con piedra opastos, pudiendo variar de acuerdo a la pendiente y a la profundidad del suelo(Figura 128). Figura127. Plantación de Pinus greggii de tres años de edad con terrazas individuales 129
  30. 30. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoPara este tipo de obra de conservación de suelos se recomiendan especiesforestales u otras como el maguey, nopal o frutales (Figura 129). Figura 128. Sección transversal de terraza individual Figura 129. Terraza individual captando agua de lluvia 130
  31. 31. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoUn ejemplo de distanciamiento recomendado en el diseño de terrazas individualeses de 3m entre cajete y cajete, en método de tres bolillo (Figura 130). A distancias de 3x 3m se alcanzan densidades de mil 111 terrazas individuales por hectárea. Figura 130. Distribucuión de terrazas individuales con especies forestales en “tres bolillo”Recomendaciones técnicasPara alcanzar mayores beneficios en la aplicación de terrazas individuales se ofrecenlas siguientes recomendaciones:1. En regiones áridas y semiáridas se debe reducir la cantidad de terrazas y árbolespara evitar la competencia por humedad. También se deben construir bordos sobrelas curvas a nivel para retener escurrimientos y captar mayor cantidad de agua. Deser posible, encauzar dichos escurrimientos hacia la terraza.2. En regiones tropicales se recomienda combinar las terrazas individuales concanales de desagüe que intercepten y desalojen los excesos de agua en formacontrolada.3. Una actividad importante en la aplicación de esta práctica es la estabilización detaludes en la zona de corte y relleno mediante la colocación de piedras o cultivos decobertera para evitar la destrucción de la obra y el mal funcionamiento.4. En cuanto al manejo de las especies forestales establecidas en las terrazas 131
  32. 32. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México plantar especies resistentes a la sequía en zonas áridas o tolerantes a los excesos de humedad en zonas tropicales los arbolitos se deben mantener libres de hierbas, arbustos y árboles no deseables eliminar árboles enfermos y controlar plagas y enfermedades reducir el número de árboles dejando los que presenten mayor vigor y sanidad para regular la distribución del espacio y mejorar su desarrollo construir brechas corta fuego para proteger las plantaciones combinar la práctica con áreas de exclusión al pastoreo5. CostosCuadro 22. Costos promedio para la construcción de terrazas individualeso cajeteo (100 unidades)Se considera una densidad de mil 111 plantas para una hectárea. El costo total asísería de $2,000.00.Zanja trinchera (tinas ciegas)Las zanjas trincheras a que se hace referencia en esta sección son excavaciones encurvas a nivel de 0.4 m de ancho x 0.4 m de profundidad y 2m de longitud enpromedio, trazadas a tres bolillo y separadas con tabique divisor de 2 m de largo.También se les denomina zanjas ciegas (Figura 131) . 132
  33. 33. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoObjetivos Reducir la erosión hídrica Interceptar los escurrimientos superficiales Incrementar la infiltración del agua de lluvia Auxiliar a la reforestación en la sobrevivencia de especies vegetalesBeneficios Retienen azolves Favorecen una mayor infiltración de agua Retienen y conservan humedad en áreas localizadas Favorecen el desarrollo de especies forestales y de vegetación natural Figura 131. Zanja trinchera (tina ciega)DiseñoEn el diseño de esta obra debe considerarse al recurso agua como el elemento masimportante de administrar, ya que es posible controlar el volumen y velocidad delos escurrimientos superficiales mediante el uso de zanjas trincheras que beneficiandirectamente al suelo al evitar erosión y promover mayor sobrevivencia de 133
  34. 34. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoOtro concepto importante es el área de escurrimiento, el cual se refiere a lasuperficie de aguas arriba de la zanja por donde escurre el agua precipitada que llegadirectamente a la zanja.b) DistribuciónLa distancia entre hileras está determinada por el escurrimiento superficial que sepretende captar; éste se ve afectado por la vegetación, la pendiente, tipo y uso delsuelo, y cantidad de precipitación expresada en mm. Para satisfacer los objetivospropuestos con estas obras se ha determinado que se debe captar el 50% de losescurrimientos para un periodo de retorno de cinco años.Para determinar el distanciamiento entre líneas de zanjas se debe realizar elsiguiente procedimiento:1. Se estima el escurrimiento considerando una lluvia máxima en 24 horas para un periodo de retorno de cinco años (expresado en mm).2. Se multiplica el dato anterior x 0.5 porque se captará el 50% del total escurrido.3. Con estos datos se obtiene el área de escurrimiento, para lo cual se divide el volumen de excavación o capacidad de almacenamiento de cada zanja entre el escurrimiento a captar, expresado en metros.4. Como cada zanja es de 2m, el resultado del punto 3 se divide entre dos.5. Para obtener la distancia entre líneas consecutivas, el resultado del punto anterior se divide nuevamente entre dos, ya que el tabique divisor es también de 2m (Figura 132). Figura 132. Diagrama de distribución de zanjas trincheras en “tres bolillo” 134
  35. 35. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoEjemplo: considerando las dimensiones de 0.4 x 0.4 x2 para zanjas trincheras,calcular el espaciamiento entre líneas consecutivas en un terreno en donde seestimó un escurrimiento medio de 13.5 mm para una lluvia máxima de 24 horas enun periodo de retorno de cinco años.a) se multiplica el escurrimiento por 0.5 (13.5x 0.5=6.75 mm) 3 3b) se calcula el área de escurrimiento 0.32 m /0.00675 m lineales=47.40 mc) se divide entre 2:= 47/2 = 23.70 md)nuevamente se divide entre dos ya que las zanjas no son continuas: 23.70/2=11.85 me) para facilitar el trazo se reduce a 10mf) la separación entre líneas consecutivas será de 10 mYa que los datos de lluvias son un promedio nacional, esta separación puedeutilizarse como base para determinar costos a nivel nacional.a) ConstrucciónLas zanjas trinchera se construyen siguiendo una curva a nivel previamente trazadacon apoyo del aparato “A” o nivel de manguera, formando una línea guía con estacaso cal en polvo, colocando una marca a cada 2 m en promedio que corresponde a ladistancia calculada y que se ajusta de acuerdo a las condiciones topográficas de cada Figura 133. Construcción de tinas ciegas siguiendo curvas a nivel en terreno forestal 135
  36. 36. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoSe procede a la excavación con pala y pico; se debe depositar el suelo, producto dela excavación, aguas abajo, formando un bordo de longitud igual a la de la zanja quese debe compactar para evitar que la corriente arrastre el suelo (Figura 134). Figura 134. Excavación de zanja trincheraEs conveniente considerar las medidas recomendables en zanjas trincheras, ya quela pendiente del terreno puede afectar sus dimensiones al momento de suconstrucción; por ello, en terrenos inclinados deben medirse los 40 cm deprofundidad a la mitad del ancho de la zanja, es decir, a los 20 cm (Figura 135). 0.20 m 0.45 m 0.40 m 0.35 m 0.4 m Figura 135. Sección transversal de una zanja trinchera en terreno con pendiente 136
  37. 37. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoLas medidas promedio que se recomiendan para la construcción de las zanjas son:2.0 m de largo 0.4 m de profundidad y 0.4 m de ancho (Figura 136).La capacidad de almacenamiento de agua dependerá de las condiciones de lavegetación, tipo de suelo y cantidad de lluvia que se presente en cada zona(Figura 137). 0.4 m 0.4 m 0.4 m 2m 2 m Figura 136. Dimensiones de una zanja trinchera 0.4 m Figura 137. Zanja trinchera en funcionamiento 0.4 mEl adecuado funcionamiento de las zanjas trincheras depende del mantenimientode la obra, ya que los procesos de sedimentación disminuyen la capacidad decaptación de agua de lluvia, por lo tanto, también reducen el tiempo de vida útil parael que fueron construidas; por ello, es conveniente que se desalojen los sedimentos 2macumulados durante el tiempo que requieren las plantaciones para asegurar undesarrollo adecuado (5 años en promedio), dependiendo de cada especie,condiciones climáticas y edáficas para cada lugar. La construcción de zanjas trincheras permite incrementar las densidadesde árboles debido a que se pueden plantar sobre los bordos de las zanjas y en lostramos intermedios de ellas. Las zanjas dosifican el agua en el tiempo y propician unflujo lateral a los árboles intermedios. 137
  38. 38. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoEl espacio que se deja entre hileras de zanjas representa el área de escurrimientosuperficial aguas arriba de las zanjas. (Figura 138). Área de Área de escurrimiento escurrimiento Figura 138. Diseño en campo de distribución de zanjas trincherasSi se considera una separación de 2m entre zanja y zanja en una misma curva a nivel,y cada una mide 2 metros de largo, entonces en 100 metros lineales se puedenconstruir 25 zanjas con dimensiones de 2.0 x 0.4 x 0.4 m. La distancia entre ellas esde 20m y entre hileras alternas es de 10m, por lo tanto, se construyen en promedio250 zanjas por hectárea, que equivalen a 500 m lineales, distribuidos cada 10m(Figura 139). 25 zanjas Figura 139. Distribución de zanjas trinchera en una hectárea 100 m 10 líneas de zanjas 100 m 138
  39. 39. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoRecomendaciones técnicasCuando se busca retener humedad se recomienda compactar la base de la tina ciegapara reducir la infiltración de agua de lluvia. Asimismo, para lograr el mayoraprovechamiento en la captación de agua de lluvia se recomienda modificar lapendiente de tal manera que el agua se conduzca hacia las zanjas trincheras.También se deben eliminar los obstáculos que desvíen los escurrimientos del sitiode interés. Se deben seleccionar especies forestales que se adapten en cada región yestablecerse en época de lluvia. Además, es necesario proporcionar cuidadossuficientes para lograr mayor éxito en los beneficios de la obra. Este tipo de obra se recomienda para zonas semiáridas y templadas conpendientes no mayores al 40%, ya que el movimiento de tierra que se hace en lazanja aguas arriba propicia que se deposite en la zanja de aguas abajo por elescurrimiento superficial. Cuando las zanjas trinchera se usen para interceptar laescorrentía de una cárcava, el diseño debe ser calculado para captar el 100% delescurrimiento.CostosPara el presupuesto que se describe a continuación se consideraron 100 zanjas condimensiones de 2m de largo x 0.40m de ancho x 0.40m de profundidad y un tabiquedivisor de 2 m con un periodo de retorno de cinco años y captura de 35% a 50% deescurrimiento generado por precipitación pluvial. El costo de una zanja es de $7.77y el costo por hectárea (250 zanjas) es de $1,943.00, en promedio.Cuadro 23.Costos para la construcción de 100 zanjas trinchera 139
  40. 40. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoSistema de zanja bordoSon un conjunto de zanjas y bordos continuos que se construyen siguiendo curvas anivel en donde el volumen de excavación se coloca aguas abajo para formar elbordo; disponen de diques divisores para controlar la velocidad del flujo de agua.(Figura 140). Figura 140. Sistema de zanja bordoObjetivos Disminuir la erosión hídrica Controlar la velocidad de escurrimiento Propiciar la infiltración de agua de lluvia Retener humedadBeneficios Disminuyen la velocidad de escurrimiento Favorecen mayor infiltración de agua Retienen humedad Favorecen el desarrollo de especies forestales 140
  41. 41. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoDiseñoa) TrazoLas zanjas se construyen siguiendo una curva de nivel a partir de una línea guía olínea madre; el trazo se puede realizar con el Aparato “A”; también se puedenutilizar el clisímetro, nivel de manguera, nivel de mano o nivel montado con eltránsito (Figura 141). Línea guía Figura 141. Trazo de zanjas bordo a partir de una línea guíab) EspaciamientoIgual que en el caso de zanjas trinchera, se calcula el escurrimiento medio de unalluvia máxima en 24 horas para un periodo de retorno de cinco años, asumiendo quedicho escurrimiento es de 13.5 mm. Para estimar el espacio entre zanjas se lleva acabo el siguiente procedimiento: se calcula el volumen del escurrimiento a captarpara cada metro de zanja construida. Para ello, se deben considerar las siguientesdimensiones promedio para la zanja: 0.4 m de profundidad x 0.4 de ancho x 1.0 m 3de largo = 0.16 m . Normalmente se utiliza una capacidad de almacenamiento del 50 %, por loque se estima captar 13.5 x 0.50 = 6.75 mm. Si las zanjas son de 0.4 x 0.4 x 1.0 m lacapacidad de almacenamiento será de 0.16m3; el área de captación será: 0.16m3/ 2.0.00675m = 23.70 m . Cuando la zanja es continua se debe considerar unaseparación de 23.7 m entre zanjas aunque se puede ajustar a 20 m, lo cual dará cincozanjas por hectárea (considerando 100 x 100 m), lo cual permitirá captar un pocomas del 50% del escurrimiento calculado. 141
  42. 42. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoLas distancias recomendadas para zanjas bordo son de 20m. Éstas se pueden ajustarde acuerdo con la topografía de cada terreno y de las condiciones ambientales decada lugar (Figura 142). Figura 142. Distancia entre zanjas bordoSi se construyen cinco bordos de 100 m cada uno, distribuidos cada 20m, se tendráun promedio de 500m por hectárea de obra (Figura 144). Figura 143. Distribución de cinco zanjas bordo en una hectárea 142
  43. 43. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - Méxicoc) ConstrucciónEl bordo se debe formar con el producto del suelo extraído de la zanja aguas abajode la misma. Las dimensiones promedio de cada una son de 0.4m de ancho por 0.4m de profundidad. Se recomienda que el fondo esté a nivel para que el agua no seestanque en una determinada zona (Figura 144). Para controlar la velocidad de escurrimiento y evitar que en la zanja bordose forme cárcava se recomienda dejar un dique de 20cm aproximadamente, cada 4ó 5 m. La altura del dique debe alcanzar la superficie del terreno; se recomiendadejarlo a 20 cm aproximadamente para permitir el paso del agua de un tramo de lazanja a otro (Figura 145). Figura 144. Formación de zanja bordo colocando el suelo excavado aguas abajo Dique 20 cmFigura 145. Zanja bordo condiques cad5 4 metros 143
  44. 44. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoLa construcción de la zanja bordo se puede realizar con maquinaria agrícola, para locual se diseña o se adapta un implemento que forme el bordo; cuando se usa estemétodo se reducen considerablemente los costos. Sin embargo, por lasdimensiones de excavación que requiere la obra es posible que se incorpore manode obra familiar donde participan hombres y mujeres. (Figura 146). Figura 146. Participación de la mujer en la construcción de zanjas bordo4. Recomendaciones La aplicación de zanjas bordo se recomiendan en terrenos que presentan rangos de pendiente del 8% al 45 % como máximo la distancia entre los diques de las zanjas bordo debe ser más corta a medida que la pendiente sea más pronunciada se deben evitar los excesos de azolve en las zanjas bordo para promover su mejor funcionamiento. 144
  45. 45. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - México se recomienda combinar zanjas bordo con zanjas trinchera en prácticas de reforestación se deben usar especies forestales que se adapten a cada región; establecer plantaciones en épocas de lluvia y proporcionar los cuidados necesarios para lograr un mayor éxito en los beneficios de la obraCostosCuadro 24. Costos para la construcción de 100 metros de zanja bordo Fuente: Conafor 2004.Si se construyen 5 bordos de 100 m cada uno distribuidos cada 20 m se tendrá unpromedio de 500 m/ha de obra. El costo promedio de un metro de zanja es de$3.88, por lo que el costo promedio por hectárea es de $1,940.00. Con maquinaria, los costos son aproximadamente de $900.00 porhectárea, incluyendo el trazo del bordo.Zanjas derivadoras de escorrentíaDesde el punto de vista de la conservación de suelos, las zanjas derivadoras seconstruyen aguas arriba de la cárcava con una sección lo suficientemente ampliapara controlar y desalojar el agua de escorrentías de los caminos, de las parcelas ode las cárcavas. Éstas funcionan interceptando el agua y la conducen hacia lugaresdonde no provoquen daños como lagos, arroyos o cárcavas estabilizadas. Este tipode zanjas es muy importante para la protección de caminos (Figura 147).Objetivos Interceptar el agua de la escorrentía y conducirla a velocidades no erosivas Disminuir la velocidad del agua de escurrimiento Proteger los caminos forestales y zonas de cárcavas activas 145
  46. 46. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoBeneficios Disminuir la velocidad del escurrimiento Reducir el crecimiento de la cárcava Disminuir la erosión hídrica Desviar el escurrimiento a un cuerpo de agua favorece su recarga Figura 147. Zanja derivadora de escorrentíaDiseñoPara llevar a cabo el diseño de las zanjas derivadoras de escorrentía es necesarioconsiderar los tipos de vegetación, el suelo y la pendiente media del área de drenajeque se presentan en el lugar donde se establecerá la obra. También es necesariorealizar un análisis que permita estimar las magnitudes e intensidades deprecipitaciones y escorrentías de la zona donde sea necesaria la construcción dedichas obras.a) ConstrucciónSe debe considerar que la zanja derivadora de escorrentía debe encauzar todas lasaguas que vayan a verterse en ella. Para ello se debe construir una zanja que seacapaz de trasladar esta escorrentía en una curva con pendiente controlada dealrededor de 1 %. 146
  47. 47. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoTodo esto contribuirá a desviar el escurrimiento y reducir la erosión hídrica.Complementariamente será necesario considerar lo siguiente: análisis de las precipitaciones: intensidad y magnitud análisis de frecuencias (lluvia máxima en 24 horas para un periodo de retorno de cinco años) características de las vertientes (pendiente, cubierta vegetal, suelo, entre otros) escurrimiento máximo superficie de la zona de aporte de escorrentía a la obra de conservaciónDespués de conocer estos parámetros, se dimensiona el canal de manera que seacapaz de transportar un volumen máximo en condiciones seguras. Su construcciónse debe realizar en forma perpendicular a la pendiente. Las zanjas derivadoras sonde gran utilidad para aquellas zonas donde las lluvias son muy intensas, donde sepresentan suelos poco permeables, y/o donde después de cada lluvia se produce ungran escurrimiento superficial.Paso 1Se analiza la situación del terreno para identificar si es necesaria la obra, observandosi se presentan algunas de las siguientes situaciones: a) erosión laminar fuerte; b)erosión remontante; c) crecimiento de cárcavas (Figura 148). Figura 148. Erosión en cárcavas 147
  48. 48. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoPaso 2Si en el terreno se presentan algunas de las condiciones mencionadas en el pasoanterior, es necesario construir un canal cuya forma puede ser muy variada. Sinembargo, la más adecuada es la trapezoidal. También es importante considerar la topografía (plana, ondulada oescarpada); la vegetación (bosque, pastizal, terreno agrícola); y la pendiente (0% a30%). La velocidad máxima para el canal se determina con la fórmula de Manning: V= r2/3 s1/2Donde: nV = velocidad máxima m/segr= radio hidráulicos= pendiente (decimales)n = coeficiente de rugosidadTambién se debe considerar la capacidad del canal a fin de conducir el volumen deescurrimiento de una lluvia de 24 horas con periodo de retorno de cinco años. Lospasos para determinar las dimensiones de estos canales son: Fórmula para determinar el volumen de escurrimiento (Q) que llevará elcanal: Q = 0.028 C L ADonde:Q= escurrimiento máximo (m3/seg)C= coeficiente de escurrimientoL =lluvias máximas en 24 horas para un periodo de retorno de cinco años (cm). Estos datos se deberán obtener de una estación meteorológica cercana.A=área de la sección transversal (m)Cálculo del área de la sección transversal por medio de la siguiente fórmula: A= Q V 148
  49. 49. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoDonde: 2A = área de la sección transversal (m ) 3Q = escurrimiento máximo (m /seg)V = velocidad máxima del agua en el 2canal en funcionamiento (m/seg)Con esta información se determinan las dimensiones del canal para que permitamanejar el volumen de agua a una velocidad no erosiva. Para ello, se deberán seguirlas siguientes indicaciones: se calcula el radio hidráulico, considerando el tipo de canal escogido por mediode las fórmulas que aparecen en el siguiente cuadro: con la pendiente seleccionada (permisible) se obtiene el valor de z ½. se debe considerar un valor del coeficiente de rugosidad. con los valores de las literales de la fórmula de Manning se procede a resolverla, encontrando que si la velocidad (V) obtenida en la fórmula correspondiente es igual a la velocidad máxima permisible dividida entre dos, querrá decir que encontramos los valores correctos. Si por lo contrario, el valor calculado de la velocidad (V) es mayor que el permisible, será necesario seleccionar un canal más amplio (disminuir el valor r) y con menor profundidad. Si el valor de dicha velocidad es menor que el permisible, se debe seleccionar un canal más angosto con una profundidad mayor. con estos cálculos se obtienen las siguientes dimensiones: 40cm de base y 40 cm de altura, por 100 m de largo (Figura 149). 149
  50. 50. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoPaso 3.Se debe considerar la construcción de la zanja de escorrentía, a una distanciamínima de 3m, desde donde comienza la cárcava.Paso 4.Se puede comenzar con la construcción de la zanja de escorrentía (Figura 150).Paso 5.Es necesario saber la extensión que deberá tener el canal. Se recomienda que ésteno exceda los 100m (Figura 151). 40 cm Base = 40 cmFigura 149. Zanja derivadora deescorrentía trapezoidal Figura 150. Construcción de la zanja derivadora de escorrentía Área de captación Zanja derivadora Área de descarga de la zanja Figura 151. Extensión de la zanja Zona erosionada Zona estable derivadora de escorrentía 150
  51. 51. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoPaso 6El canal puede tener una vida útil de 5 a 10 años durante los cuales se deberánrealizar tareas de limpieza a través de las cuales se remuevan los desechosacumulados y malezas que se desarrollen dentro de la zanja. En la construcción de zanjas derivadoras de escorrentía es necesariocalcular la pendiente media del área para realizar el trazo a curva de nivel. Lacapacidad de almacenamiento promedio de cada zanja es de 16m3 con lasdimensiones antes señaladas (Figura 152). Figura 152. Vista final de la zanja de desviación de escorrentíasRecomendaciones técnicasLa zanja se debe construir aguas arriba de la zona que se desea conservar. El bordose debe formar aguas arriba, con el producto del suelo extraído de la zanja 10 cm.Se recomienda que las dimensiones de la zanja sean de 0.40 cm de ancho por 0.40cm de profundo y un desnivel de hasta 1 %, con el fin de evitar que se formencárcavas . 151
  52. 52. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoEs conveniente compactar el bordo formado para evitar que el agua arrastre latierra. De ser posible, se recomienda coronarlo con vegetación para darle mayorestabilidad. Se pueden llevar a cabo algunas tareas para mejorar la duración y la calidadde la zanja. Para ello pueden establecerse plantaciones de pastos en el camellón, loque le dará mayor estabilidad a la zanja.Cuadro 25. Costos para una zanja derivadora de 100 m de largoPara una hectárea se considera una zanja con dimensiones de 100m de largo x 0.40m de ancho x 0.40 de profundidad y un desnivel de 1%. El costo de una zanjaderivadora por hectárea será de $422.00 en promedio.Cortinas rompevientosLas cortinas rompevientos son plantaciones alineadas en forma perpendicular a lascorrientes del viento. Se establecen con cuatro o más hileras de árboles y arbustospara formar una barrera lo suficientemente alta y densa para disminuirsignificativamente la velocidad del viento (Figura 153).Objetivos Reducir la velocidad del viento Detener el material acarreado por el viento Proteger al suelo de la acción erosiva del viento 152
  53. 53. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoBeneficios Disminuye la pérdida de suelo ocasionada por el viento Detiene el suelo acarreado por el viento Protege al suelo de la acción erosiva del viento Protege los cultivos anuales del acame Conserva la humedad del suelo y del ambiente Figura 153. Cortinas rompevientosDiseñoEl diseño de una cortina rompevientos debe estar en función de la velocidadmáxima que alcanzan los vientos. Éstas se ubicarán y orientarán en sentidoperpendicular a las corrientes de aire; además, deberán tener una formapreferentemente trapezoidal. Para ello se deben utilizar especies arbóreas en laparte central y arbustos de menor talla en los extremos. Se debe procurar que lacortina se conforme con 4 a 10 hileras combinando árboles y arbustos (Figura 154). El ancho de la cortina puede variar entre 6m y 16m si el número de hilerasvaría entre 4 y 10 y si el espaciamiento entre arbustos y árboles es entre 1.5m y2.0m. Si éste fuera entre 2m y 3 m el ancho de la cortina sería de 9m a 23 m,respectivamente. 153
  54. 54. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoLas especies arbóreas seleccionadas deberán ser las que alcancen mayor talla, yaque en función de su altura protegerán una mayor o menor superficie. Además, es elparámetro que junto con la velocidad del viento se deberá considerar paradeterminar el espaciamiento entre una cortina y otra (Figura 155). Hileras extremas Hileras centrales Hileras extremas Figura 154. Formación transversal correcta de una cortina rompevientos Figura 155. Altura de árboles en cortinas rompevientos 154
  55. 55. Manual de obras y prácticas de protección, restauración y conservación de suelos forestales Comisión Nacional Forestal - MéxicoEl espaciamiento entre árboles y arbustos dentro de la plantación en la cortina esmuy importante, ya que siempre será deseable una masa compacta y densa de talmanera que no permita la filtración del viento. La experiencia práctica hademostrado que el espaciamiento entre árboles no debe ser mayor a 3 m; mientrasque en arbustos no debe ser mayor a 2m. La variación para menoresespaciamientos estará en función del hábito de desarrollo vegetativo de las especiesutilizadas. El diseño de la plantación dentro de la franja de terreno que conformará lacortina rompevientos deberá ser en “tres bolillo”. Este arreglo tiene ventaja enrelación con el de “marco real”, ya que no permite que haya claros entre hileras deárboles en el sentido del viento (Figura 156). Tres bolillo Marco real Dirección del viento Dirección del viento Figura 156. Diseño de plantación en tres bolillo y marco realSelección de las especies para cortinas rompevientosEn la selección de especies para cortinas rompevientos es pertinente consideraruna serie de requisitos y características para que se cumpla el objetivo. Losprincipales son: que sean especies adaptadas a las condiciones edáficas y climáticas de la zona con gran resistencia a la sequía y un sistema radical vigoroso con desarrollo vertical y horizontal, de manera que puedan aprovechar al máximo la humedad del suelo y que estén bien ancladas deberán ser de crecimiento rápido y morfológicamente uniforme (troncos rectos, vigorosos y longevos) deben tener una gran densidad de copa (muchas ramas y hojas) 155

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