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• Eugenia Rodriguez

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Universidad Nacional de Salta Facultad de Ciencias Naturales Cátedra: Uso Sustentable del Suelo y Topografía

TRABAJO PRÁCTICO: EROSION HIDRICA CONTROL Y PREVENCION 

Objetivos:  Identificar el proceso de erosión hídrica.  Registrar los distintos métodos de control y prevención de la erosión.  Comprender las profundas modificaciones del ambiente producidas por la actividad antrópica.  Determinar los distintos parámetros para la construcción de terrazas.

Actividades previas:  Estudiar la presente guía.  De las diapositivas que se encuentran en www.unsa.edu.ar/suelos el alumno deberá revisarlas y analizarlas en base a lo estudiado en la teoría y guía de Trabajos Prácticos.  De los ejercicios resueltos el alumno deberá analizar: La metodología empleada. Cómo se resuelve cada paso. Cómo se obtienen los datos. 

♦ ♦ ♦

DEFINICION: La EROSION es el proceso a través del cual el suelo se desgasta o pierde por distintos fenómenos, como las corrientes de agua y los vientos. Es un proceso por el cual la parte superior del suelo, que es la más valiosa es separada de su sitio original y transportada a otros lugares. La erosión puede ser, NORMAL, que es un proceso geológico, sin intervención del hombre y ACELERADA cuando sí interviene el hombre. EROSIÓN HÍDRICA: Es el fenómeno por el cual el suelo es arrastrado por el escurrimiento de las aguas. EROSIÓN EÓLICA: Es el proceso que se produce por acción del viento. En este Trabajo Práctico se va a considerar los efectos de la erosión hídrica, que en nuestra Provincia se manifiesta en grandes superficies, lo que no ocurre con la erosión eólica. I) TIPOS DE EROSIÓN HÍDRICA ♦ LAMINAR: es la remoción mas o menos uniforme de una capa delgada, principalmente en terrenos inclinados. Se trata de una erosión inapreciable. ♦ EN SURCOS: el agua de lluvia se concentra en las pequeñas depresiones y cuando las rebasan comienza a fluir, siguiendo la trayectoria de mínima resistencia, transportando sedimentos en suspensión y formando surcos, que son lo bastante pequeños como para borrarlos con las operaciones normales de labranza. ♦ EN CÁRCAVAS: es una erosión en surco tan intensa, que disecta tan profundamente el suelo, que no puede nivelarse con los instrumentos normales de labranza. Las dimensiones pueden variar en 1 a 4 m. de profundidad o más y 2 a 10 m de ancho y más aún. II) FACTORES PREDISPONENTES ♦ CLIMÁTICOS: la temperatura y el viento influyen en la erosión, pero el factor mas importante es la precipitación. La cantidad, intensidad y distribución de las lluvias determinan los efectos dispersivos de las gotas de lluvia y el escurrimiento y por lo tanto la erosión. Una gran lluvia total, puede no causar erosión, si la intensidad es baja. Una lluvia intensa de corta duración puede no causarla si la cantidad de agua caída no supera la velocidad de infiltración del suelo y por lo tanto no ocurre escurrimiento. Por el contrario, cuando el volumen y la intensidad son altos, el escurrimiento y por lo tanto la erosión, será significativa. ♦ TOPOGRÁFICOS: en suelos planos, la erosión puede ser nula o poco significativa, aunque dependerá de la longitud de la pendiente. En terrenos con pendiente, el grado y la longitud, influyen en el escurri miento. Frecuentemente el grado provoca más serios problemas de erosión que la longitud. ♦ VEGETACIÓN: la cobertura vegetal influye directamente en la absorción de la energía de las gotas de lluvia y en la disminución de la velocidad de escurrimiento.

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♦ SUELO: la erosión del suelo por escurrimiento aumenta al disminuir la velocidad de infiltración. En suelos de texturas gruesas (arenosos, areno franco, franco arenoso), la infiltración es alta (mayor de 30 mm/h) y por lo tanto el escurrimiento es menor que en suelos de texturas finas, los que estarán mas expuestos a la erosión, sobre todo si los contenidos de limo son altos. Los suelos con buena agregación, resisten más a la erosión que los suelos con agregados inestables. ♦ Otro parámetro importante es la porosidad del suelo, el agua infiltra mas fácilmente en un suelo poroso y por lo tanto el escurrimiento es menor. La porosidad se ve favorecida por una buena agregación.

ll)1 ECUACIÓN UNIVERSAL DE PÉRDIDA DE SUELOS (USLE) Todos los factores arriba citados se encuentran considerados en la USLE, por lo que el conocimiento de esta sabia metodología nos permite prácticamente conocer todo el proceso de la erosión hídrica y los posibles manejos y prácticas para el suelo considerado. La USLE es un modelo matemático, donde el sistema que se simula, está representado por una serie de variables reconocidas como de mayor significación en el proceso de erosión hídrica. Permite estimar CUANTITATIVAMENTE la erosión LAMINAR, para determinadas condiciones de lluvia, suelo, relieve, cultivo y su manejo. La ecuación se presenta en la forma: A = R . K . LS . C . P A: pérdida anual de suelos, expresada en Mg/ha/año. R: índice de erosividad de las lluvias. K: factor de erodabilidad del suelo. L: longitud de la pendiente. S: grado de la pendiente. C: cultivo o uso del suelo. P: prácticas de control de la erosión. Factor R: es la capacidad de las lluvias para provocar erosión. Depende de la energía cinética de las lluvias y de la Intensidad máxima en 30 minutos. Factor K: es la susceptibilidad del suelo a la erosión. Se obtiene en función al contenido de arcilla, limo y arena muy fina, al % de materia orgánica, a la estructura del suelo y a la permeabilidad. Se calcula mediante el nomograma de Wischmeier o de una ecuación. Factor LS: es el índice topográfico, que representa el efecto interaccionado del largo y grado de la pendiente. Se lo obtiene a través de un gráfico o de ecuaciones. Factor C y P: se obtiene comparando la pérdida de suelo medida en una parcela testigo, mantenida en barbecho desnudo todo el año, con las pérdidas medidas con distintos cultivos y manejo. Estos valores se encuentran en tablas confeccionadas por distintos autores. El valor máximo de pérdida de suelos (A), admitida en un manejo sustentable, puede variar entre 2 y 10 Mg/ha/año y a este valor se lo denomina TOLERANCIA. III) PREVENCIÓN Y CONTROL La erosión hídrica es causada por: ♦ A) La acción DISPERSIVA de las gotas de lluvia. ♦ B) Por el ESCURRIMIENTO superficial. Por lo tanto la Prevención y Control de la Erosión Hídrica, debe tener por objetivo el control de ambas causas. La erosión hídrica provoca la pérdida del suelo que contiene mayor fertilidad (materia orgánica, abonos, etc.) Es necesario por lo tanto, controlar la erosión adoptando prácticas de cultivo y explotación que mantengan el buen estado del suelo (mejorar su fertilidad y agregación, intensificar el uso de vegetación protectora, uso de los residuos de las cosechas, labranzas conservacionistas, abonos verdes, rotaciones, cultivos en curvas de 2

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nivel, terrazas, etc.). Cuando se va a iniciar prácticas para controlar la erosión, es necesario previamente hacer un examen y diagnóstico de la situación actual del campo; luego se adoptarán los métodos mas aconsejables para detener la erosión y devolverle su productividad normal. Los MÉTODOS de control más importantes son: ROTACIONES: tiene por objetivo lograr en un mismo campo, el cultivo sucesivo de diversas especies. Esto permitirá mantener una buena agregación de la capa arable, principalmente si se incluyen leguminosas y gramíneas perennes cuyas raíces dejarán el suelo esponjoso y facilitará la absorción de agua, disminuyendo el escurrimiento. Como ya expresamos, la erosión se produce por el impacto de las gotas de lluvia y por el escurrimiento. El primer factor se puede controlar con un plan de ROTACIÓN que permita mantener cubierto el suelo en épocas de lluvia mediante un cultivo, labranza cero o siembra directa, labranza mínima o barbecho sucio. El ESCURRIMIENTO superficial se controlará con las prácticas anteriores y mediante cultivos en curvas de nivel o en contorno, terrazas, cultivos en fajas y prácticas que reduzcan la longitud de la pendiente como las terrazas. CULTIVOS EN CONTORNO O CURVAS DE NIVEL: tiene por finalidad realizar las labores agrícolas siguiendo líneas guías, que unen puntos de igual altura sobre el terreno, es decir tendrán pendiente cero (0%). las líneas guías deberán proyectarse con una pendiente del 0,3 % si además del cultivo en curvas de nivel, se complementa con CANALES INTERNOS, El trabajo se inicia trazando líneas guías, con pendiente cero o con pendiente entre 0,2 y 0,4 %, estas líneas deben ser permanentes y empastadas y las labores agrícolas se realizan paralelas a ellas. Cuando se sistematiza con curvas de nivel y la longitud de la pendiente es larga, como COMPLEMENTO se deben construir canales de desagüe. Estos pueden ser de guardia o desvío, cuando se construyen en la cabecera del área a proteger o internos que se pueden ubicar en cada línea guía. Tendrán una pendiente no erosiva, de 0,2-0,4%, empastados con una pastura perenne, de cauce ancho y parabólico con talud 1:4 a 1:5. Como en nuestra región, las lluvias son estacionales, intensas, concentradas, tal es así que el 60 % se registra en tres meses (enero a marzo), la pendiente de los canales puede llegar al 1% en el último tramo. CULTIVOS EN FAJAS: Consiste en sembrar cultivos en fajas alternadas. El ancho y largo de las fajas variarán de acuerdo a la pendiente máxima del terreno. Los cultivos a implantar en cada faja deben tener diferente época de crecimiento, de modo que el suelo no quede desnudo en toda su superficie. Generalmente se alternan cultivos en hileras (poroto, maíz, soja, etc.) con cultivos de cobertura densa (pasturas). Los cultivos en fajas pueden ser: • en contorno • transversales • contra la erosión eólica • Ancho de las fajas: se debe tener en cuenta el grado y longitud de la pendiente y el ancho de labor de la maquinaria a emplear. El Servicio de Extensión de Minnesota recomienda: Determinación del ancho de las fajas:

Tabla Nº 1: % Pend.

Ancho de las fajas (m) suelo bueno

suelo regular

suelo mal

4 - 10

38

30,5

22,8

10 - 15

30,5

22,8

18,3 3

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15 - 20

18,3

18,3

18,3

Tabla Nº 2: Ancho máximo de las fajas de cultivo Pendiente, en %

Ancho, en m

0-1 1-3 3-6 + de 6

48 32-36 24 16-20

El cultivo en fajas, es recomendable aplicar en terrenos con más de 0,5% de pendiente y se puede combinar con terrazas, que describiremos a continuación. TERRAZAS: Es uno de los medios más eficientes para controlar la erosión hídrica. En general se la aplica en terrenos con más de 2 % de pendiente y permite conservar la humedad y/o desviar el escurrimiento y encauzarlo por canales permanentes empastados. Las terrazas controlan la erosión porque disminuyen el largo de la pendiente. Cuanto mayor sea el grado de la pendiente el espacio entre terrazas debe ser menor. Al planificar las terrazas se debe tener en cuenta: ♦Medidas agronómicas menos costosas (curvas de nivel, cultivos en fajas) ♦La facilidad para las labores agrícolas. ♦Si las aguas provenientes de campos vecinos causarán problemas. ♦Contar con desagües adecuados (naturales o artificiales) y empastados y que el agua eliminada no perjudique las tierras mas bajas. ♦Pendiente y longitud del terreno. ♦Caminos de acceso. ♦Clase de suelo existente y características del suelo (permeabilidad). ♦Precipitación (época, intensidad, cantidad, frecuencia, duración). TIPOS DE TERRAZA ♦Terraza de canal o cauce o desagüe. ♦Terraza de camellón o lomo o caballón o absorción. ♦Terraza de bancal o escalón. El tipo de terraza a construir, variará en las distintas regiones y dependerá del clima, suelo, relieve, cultivo. Terraza de canal o desagüe : Se construyen para eliminar el exceso de agua de lluvia no infiltrada, hacia otros cauces a velocidades no erosivas. Son aconsejables para regiones húmedas y también para suelos impermeables. Lo más importante es el canal, que debe ser ancho, de poca profundidad (30 - 50 cm) y poca pendiente (0,2 - 0,4 %), taludes inclinados (menor a 4:1 a 5:1), sección parabólica, suficiente capacidad y empastados con una pastura perenne. En nuestra provincia se pueden aplicar en la región correspondiente con la selva de Transición, caracterizada por un clima subhúmedo. Terrazas de caballón o absorción : permite almacenar agua o retener más agua de lluvia en el suelo. Son aconsejables en regiones de lluvias escasas, como por ejemplo nuestro Chaco Salteño que tiene clima semiárido. Tienen pendiente cero y lo más importante es el caballón. Terrazas de bancal: para terrenos de pendiente muy escarpada (15-20 %). Se construyen moviendo tierra hasta formar escalones o pequeñas mesetas transversales a la pendiente. Entre los escalones están comprendidos los taludes, que deben estar protegidos con vegetación herbácea. El borde externo de la meseta o escalón debe 4

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ser más alto. TIPOS DE TERRAZAS DE DESAGÜE DE ACUERDO A SU SECCIÓN TRANSVERSAL: 1) De base angosta: ocupan poca superficie, se utilizan para pendientes que pueden superar el 12%; su ancho es de 2 - 3 m y una altura de bordo de 70 cm. Deben protegerse con una pastura perenne. 2) De base media: tiene la ventaja, como la anterior, de que ocupan un área pequeña y el movimiento de tierra es escaso. La limitación, como la anterior, es que se deben combatir plagas y malezas. El ancho es de unos 3 - 6 m y la altura de bordo de 40 -70 cm y se adapta para pendientes de hasta 12 % Se debe fijar con una pastura perenne. 3) De base ancha: tiene la ventaja de que se siembra en todo el terreno, incluida la terraza, por lo tanto no se deben combatir plagas y malezas. Como desventaja o limitación los grandes volúmenes de tierra a mover. El bordo es de unos 40 cm, debe permitir el paso de las maquinarias. CONSTRUCCION DE LAS TERRAZAS Al iniciar la construcción, se debe considerar prioritariamente el sistema de desagüe, para lo cual se suele utilizar las vías naturales de agua o construir las que son necesarias, considerando siempre su protección con una buena cobertura vegetal. El primer paso en la construcción de terrazas consiste en determinar el intervalo vertical o desnivel vertical entre dos terrazas y la distancia horizontal , que dependen de la pendiente, precipitación, suelo y maquinaria agrícola. Algunos procedimientos para calcular el espaciamiento son: a) Se puede utilizar una fórmula que además de la pendiente (S), incluye intensidad pluviométrica (X) y el índice de erodabilidad de los suelos y cobertura vegetal (Y). Esta fórmula es utilizada por el Departamento de Conservación de Suelos de USA y también en nuestro país, encontrándose sus distintos parámetros (X) e (Y) en proceso experimental. IV = (S.X) + Y . 0,305 IV: intervalo vertical S: pendiente 0,305: conversión de pies a metros. X: varía entre 0,4 y 0,8 (índice de localización geográfica, determinado por intensidad pluviométrica). Se utilizará 0,5. Y: índice determinado por la influencia de la erodabilidad de los suelos, sistemas de cultivo y prácticas de manejo. Sus valores son: 1,0: para suelos con baja capacidad de infiltración y cultivos que ofrecen una cobertura reducida, en los periodos de intensas precipitaciones. 4,0: para suelos de buena capacidad de infiltración y buena cobertura vegetal. 2,5: cuando uno de los factores considerados es favorable y el otro adverso. El espaciamiento calculado, se debe adaptar a un múltiplo del equipo a utilizar (tractores y maquinarias). b) A través de la Ecuación Universal de Pérdida de Suelos (USLE o RUSLE): Aplicando esta ecuación, se hace variar el factor L (longitud de la pendiente) y se calcula el espaciamiento entre terrazas. En la guía de T. P. siguiente “Sistematización de Tierras con Terrazas”, se ampliará esta ecuación. c) Otros criterios, para definir el espaciamiento, consiste en “copiar” las experiencias de campos vecinos que presenten condiciones semejantes a la nuestra y/o aplicar experiencias como por ejemplo: Para el sur de la provincia, de acuerdo a experiencias realizadas por técnicos de FAO, se recomienda:

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Pendiente (%)

Distancia horizontal (m)

1–3

100

3–5

80

5-8

60

La Agencia de Extensión Piloto Metán, para la misma zona recomienda: ♦Para pendientes menores a 2% y utilización de tractores y maquinaria agrícola de gran tamaño, a fin de no restar eficiencia al productor, se debe trazar terrazas algo sobredimensionadas, de hasta 200 m de DH. ♦Para pendientes de 2-3% en campos similares al anterior, 130 m. ♦Para pendientes de 3-4 %, 100 m. ♦Para pendientes de 4-5 %, 80 m o menos de DH. d) Otras fórmulas: Existen una serie de fórmulas, que se aplican en distintos países, que se las puede tomar como orientativas, pero que en general dan espaciamientos entre terrazas muy angostos y que no se adaptan para nuestra Provincia, debido entre otras cosas a que los campos a sistematizar son muy grandes (500, 1000 ha o más) y las maquinarias que se utilizan (tractores de alta potencia, maquinarias agrícolas en tandem) requieren superficies grandes de laboreo para su uso eficiente. Algunas de estas fórmulas son: Para los estados del norte de USA, donde el suelo no esta sujeto a erosión durante varios meses al año, los intervalos pueden ser, por ejemplo, para la alta cuenca del Mississipi: IV = % P . 15 + 60

IV: intervalo vertical P: pendiente (%) Otra fórmula para el Alto Mississipi: IV = P + 2 (en pies) 2 En las zonas de mayor precipitación, donde el suelo esta sujeto a erosión un periodo mas largo, el espaciamiento debe ser menor. En la tabla siguiente tomada de la publicación 339 del Servicio de Extensión del Estado de Tennesee, se observa por ejemplo para una pendiente del 6% el intervalo vertical es menor que el dado en tabla anterior. Otro método tomado del Manual de Conservación de Suelos del Servicio de Conservación de Suelos del Departamento de Agricultura de USA, es: IV = 2 + % P . 0,305 4

IV: intervalo vertical en m. P: pendiente en %

Una fórmula para conocer la distancia horizontal entre líneas es: DH = IV . 100 %P CONTROL DE CÁRCAVAS Y DESAGÜES NATURALES Los desagües naturales cubiertos de vegetación, en condiciones normales son suficientes para eliminar el agua en exceso; la eliminación de dicha cobertura origina las cárcavas. Estas “crecen” retrocediendo aguas arriba y se van ramificando. Las cárcavas también se originan al desmontar terrenos con pendiente y cultivarlo sin la aplicación de prácticas conservacionistas, por ejemplo surcos y labores agrícolas en el sentido de la pendiente.

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Para evitar la formación de cárcavas es conveniente: ♦ No eliminar la vegetación natural de los desagües naturales. ♦ Empastar los desagües a construir. ♦ Construcción de terrazas. ♦ Cultivos en contorno o curvas de nivel. ♦ Cultivos en fajas. ♦ Canales de desvío o de guardia. Las cárcavas pueden rehabilitarse mediante pequeños diques o presas transversales, que pueden ser construidos con ramas, postes y troncos del mismo campo. La distancia entre presas variará con la pendiente; se usa generalmente este método para cárcavas con pendientes suaves. También en cárcavas pequeñas y medianas se construyen vallas sembradas, que se protegen con estacas colocadas unos 30 cm. más abajo, para que las matas obtenidas se beneficien con el sedimento que retengan las estacas. Tanto las presas pequeñas como las vallas sembradas, reducen la velocidad de escurrimiento, permitiendo la sedimentación y posterior estabilización de otra vegetación. Otro método de control de cárcavas, consiste en desviar el agua de escurrimiento, mediante canales de desvío, debidamente empastados, ubicados en la cabecera de la cárcava, teniendo en cuenta la distribución de las aguas desviadas, ya que si se desvían sobre áreas desprotegidas pueden causar erosión o anegamiento. Este método se adapta a pendientes grandes Muchas veces es necesario controlar las cárcavas mediante construcciones artificiales, por lo menos hasta que arraigue la vegetación, sobre todo cuando la pendiente es grande. Cuando el volumen que escurre es de tal magnitud que no se lo detendrá con vegetación, se empleará otros medios permanentes, como hormigón armado, mampostería, etc. y en lo posible reforzarla con vegetación. Los desagües naturales y las cárcavas, pueden controlarse suavizando sus taludes hasta lograr secciones transversales que permitan una corriente de agua ancha y poco profunda (una lámina de agua de 30 - 50 cm). La forma de la sección conviene que sea parabólica y debe estar bien empastada y permitir el paso de las maquinarias agrícolas. Para obtener una buena cobertura vegetal, puede ser conveniente sembrar dos especies o más y una de ellas tiene que ser de rápido crecimiento. Es recomendable proteger con paja la superficie sembrada para mantener las semillas en su lugar.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN 1- ¿Cómo se puede observar a campo la erosión laminar? 2- ¿Porqué se produce erosión en un terreno con poca pendiente (menos de 1%) y gran longitud (1.000 m)? 3- En las siguientes condiciones, cuáles serán más erosivas, porqué. a) pendiente 4% - materia orgánica 2% pendiente 4% - materia orgánica 5% b) pendiente 2% - textura FA pendiente 2% - textura FaL c) pendiente 5% - precipitación 700 mm pendiente 2% - precipitación 700 mm 7

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d) pendiente 4% - velocidad de infiltración 15 mm/h pendiente 4% - velocidad de infiltración 30 mm/h e) precipitación 700 mm - intensidad 30 mm/h precipitación 500 mm - intensidad 60 mm/h f) intensidad 60 mm/h - velocidad infiltración 50 mm/h intensidad 30 mm/h - velocidad infiltración 15 mm/h 4- Indicar cómo se traza y construye una línea guía. 5- Indicar las características de un canal de guardia o desvío, dibuje. 6- Cuáles son las diferencias entre canal de guardia y canal interno. 7- Cómo se determina el ancho de una faja. 8- Cómo se traza una faja de ancho regular. 9- Cómo se traza una faja de ancho irregular. 10- Dibuje una terraza de canal. 11- Dibuje una terraza de absorción. 12- Dibuje terrazas de base ancha, media y angosta. 13- Cuáles son las diferencias de las terrazas anteriores y en qué casos se aplica. 14- Cuál es la diferencia entre terraza de canal y absorción. 15- Indique las regiones de la Provincia de Salta donde construiría los tres tipos de terraza. Porqué. 16- Cómo se determina el ancho de una terraza. 17- Cómo se traza una terraza de ancho regular. Realice un croquis. 18- Cómo se traza una terraza de ancho irregular. Realice un croquis y un ejemplo numérico. 19- Indicar en qué casos se traza una terraza rectificadora y una faja rectificadora. Cómo lo hace. 20- Determinar el IV y la DH para un terreno de 5% de pendiente. realice un croquis a escala. 21- Indicar las prácticas complementarias de las terrazas, cultivos en fajas y cultivos en curvas de nivel, para lograr una sistematización completa y correcta de un campo. 22- Control de cárcavas: rastrillo, cuántos rastrillos necesita para una cárcava de 4% de pendiente y 800 m de longitud. 23- Control de cárcavas: suavizar taludes, cuánto. 24- Control de cárcavas: canal de desvío, características.

Bibliografía Capítulo X y Capítulo XII del Manual de la Cátedra: “Villanueva, G.; Osinaga, R; Chávez, A. 2004. El Uso Sustentable de los Suelos. Facultad de Ciencias Naturales. Universidad Nacional de Salta.

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Nomograma de Wischmeier

Ejemplo: Limo + arena muy fina = 65%, Arena = 5%, MO = 2,8%, Estructura = 2, Permeabilidad = 4 Solución: 0,31 (en unidades inglesas) x 1,292 = 0,40 (en unidades métricas) Fuente: USDA (1978).

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Producto L.S en Relación con la Longitud y el Grado de la Pendiente

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