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“UNIVERSIDAD NACIONAL TORIBIO RODRIGUEZ DE MENDOZA” Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental

INFORME FINAL:

“SALINIDAD DE SUELOS, DESALINIZACIÓN Y VALORES PERMISIBLES”

Curso: IRRIGACIÓN Y DRENAJE Alumna: Nancy A. Alcántara

López Chachapoyas- Perú – 2014

1.INTRODUCCIÓN La salinización constituye un proceso a través del cual la concentración de sales en el agua y en el suelo aumenta debido a fenómenos naturales, o más frecuentemente, a fenómenos antropogénicos.

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La fuente primaria natural de sales en los suelos es la alteración de las rocas que forman parte del manto superior de la corteza terrestre, rocas de origen marino, sedimentario evaporítico o volcánico. Aunque también son importantes las deposiciones atmosféricas de aerosoles secos y húmedos en zonas próximas a la costa y las intrusiones marinas. La salinización de estos suelos aumenta año a año sin que se tomen las medidas urgentes que esta situación requiere. El valor de la merma en productividad anual de estos suelos es varias veces mayor que el costo de su recuperación, lo que hace aún más absurda la situación actual. En este breve informe daré una idea de la naturaleza y magnitud

del

preliminares

problema de

un

y

referiré

método

los

alternativo

resultados para

la

desalinización comparado al de la gran inversión en infraestructura, uno de cuyos méritos consiste en empezar a resolver el problema hoy mismo, sin esperar los grandes estudios

y

las

grandes

operaciones

financieras

internacionales que no tiene cuando concluir. SALINIZACIÓN DE SUELOS, DESALINIZACIÓN Y VALORES PERMISIBLES 2. LA SALINIDAD DE LOS SUELOS Este proceso perjudicial está directamente relacionado con el mal manejo del agua de riego y con la clase de drenaje de los suelos. En las áreas Curso: IRRIGACION Y DRENAJE LOPEZ

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dotadas de buen drenaje, las aguas de riego o de lluvia van lavando progresivamente las sales o profundizándolas de tal manera que ya no son dañinas para los cultivos. En cambio, en las áreas con problemas de drenaje, las sales afloran fácilmente y se acumulan en la superficie. El drenaje deficiente corresponde, como regla general, a las partes más bajas de los valles, donde la menor pendiente permite la acumulación de los sedimentos más finos. a. SALINIDAD EN LO COSTA PERUANA En tal sentido, es la Costa la región natural más expuesta al problema de la salinización y mal drenaje. En esta región, existen otras características edáficas coadyuvantes, como por ejemplo el contenido de sales en el perfil de los suelos debido a su origen marino, a lo que se agrega la ausencia de lluvias, que contribuye a la permanencia de dichas sales en los suelos, afectando a un considerable porcentaje del área total cultivada.

Cantidades excesivas de las sales en la tierra impedir la absorción de agua por la planta, cambiar la absorción de nutrientes y también a veces tiene el resultado de una toxicidad de unos elementos de sales individuales en el suelo. Curso: IRRIGACION Y DRENAJE LOPEZ

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SUPERFICIE AFECTADA POR LA SALINIDAD (VALLES DE LA COSTA) COSTA SUPERFICIE CULTIVADA

SALINIDAD INCIPIENT EVIDENT TOTA

ha

E ha

E ha

775431

115493

191 208

L ha 30670

PERÚ SUPERFICIE CULTIVADA ha

5 481 288 1 100% 15% 25% 40% 5.60% Fuente: Oficina Nacional de Evaluación de Recursos naturales - ONERN, (1986)

La costa peruana se incluye dentro de este problema, pues de una extensión de algo más de un millón de ha. Con aptitud para riego, 750,000 ha están cultivadas y de estas, existen, según INADE, cerca de 300,000 ha. Afectadas por salinidad y mal drenaje.

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Los

suelos agrícolas en esta condición limitan en diverso grado la

productividad y muchos de ellos constituyen la base de la economía de cerca de 100,000 familias con parcelas entre 1,5 y 2.3 ha.

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La concentración de sales confiere al suelo unas propiedades muy particulares con efectos muy nocivos para los cultivos. Se puede deber a causas naturales o ser el resultado de acciones antrópicas. 3. NATURALEZA DE LAS SALES SOLUBLES Las sales pueden encontrarse en el suelo de varias formas: precipitadas bajo la forma de cristales, disueltas en la solución, o bien retenidas, adsorbidas, en el complejo de cambio.

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El contenido en sales en cualquiera de estas tres situaciones está cambiando continuamente al ir cambiando la humedad edáfica, pasando las sales de una posición a otra. Así en el: -

período seco: la cristalización aumenta, las sales en solución disminuyen (aunque la solución se concentra) y aumentan las

-

adsorbidas. período húmedo: el comportamiento es inverso.

En cuanto a su composición, estas sales son el resultado de la combinación de unos pocos elementos químicos, fundamentalmente: O, Ca, Mg, Na, K, Cl, S, C, N. Estos elementos necesarios para la formación de las sales son muy frecuentes en la corteza terrestre.

Composición

de

la

corteza

terrestre, según Clark (en %)

Oxígeno

Silicio

49,13

26,00

Aluminio

7,45

Hierro

4,20

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Calcio

3,25

Sodio

2,40

Magnesio

2,35

Potasio

2,35

Hidrógeno

1,00

Titanio

0,61

Carbono

0,35

Cloro

0,20

Fósforo

0,12

Azufre

0,10

Manganeso

0,10

Las sales proceden fundamentalmente de la meteorización de las rocas ígneas y se acumulan en rocas sedimentarias, suelos y aguas. Otra parte de sus iones constituyentes, fundamentalmente cloro y azufre proceden de las emanaciones volcánicas. Los elementos químicos pueden ser agrupados en cinco categorías de acuerdo con su movilidad durante la meteorización y su capacidad de migración: Grupo 1. Virtualmente no lavable: Si (en cuarzo) Curso: IRRIGACION Y DRENAJE LOPEZ

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Grupo 2. Débilmente lavable: Fe, Al, Si Grupo 3. Lavable: Si, P, Mn Grupo 4. Fuertemente lavable: Ca, Na, K, Mg, Cu, Co, Zn Grupo 5. Muy fuertemente lavable: Cl, Br, I, S, C, B

4. CAUSAS DE SALINIDAD Dos son las condiciones necesarias para que se produzca la acumulación de sales en los suelos: aporte de sales y su posible eliminación ha de estar impedida. a. CAUSAS NATURALES En primer lugar pueden proceder directamente del material original. Efectivamente

algunas

rocas,

fundamentalmente

las

sedimentarias,

contienen sales como minerales constituyentes. Por otra parte, en otros casos ocurre que si bien el material original no contiene estas sales, se pueden producir en el suelo por alteración de los minerales originales de la roca madre. Por otra parte, también las sales disueltas en las aguas de escorrentía, se acumulan en las depresiones y al evaporarse la solución se forman acumulaciones salinas. Muchos de los suelos salinos deben su salinidad a esta causa. La contaminación de sales de origen eólico es otra causa de contaminación. El viento en las regiones áridas arrastra gran cantidad de partículas en suspensión, principalmente carbonatos, sulfatos y cloruros que pueden contribuir en gran medida a la formación de suelos con sales. El enriquecimiento de sales en un suelo se puede producir, en las zonas costeras, por contaminación directa del mar, a partir del nivel freático salino y por la contribución del viento. Curso: IRRIGACION Y DRENAJE LOPEZ

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b. CONTAMINACIÓN ANTRÓPICA Las principales acciones humanas que han dado lugar a salinización son:  La actividad agraria y especialmente el riego, ha provocado desde tiempos remotos procesos de salinización de diferente gravedad: cuando se han empleado aguas conteniendo sales sin el debido control (acumulándose directamente en los suelos o contaminando los niveles freáticos), o bien cuando se ha producido un descenso del nivel freático regional y la intrusión de capas de agua salinas, situadas en zonas más profundas, como consecuencias de la sobreexplotación.  Transformaciones en regadío: riego con aguas de elevado contenido salino elevación del nivel de la capa freática mojado de materiales con elevada capacidad potencial para actuar como centro de redistribución de sales riego continuado sin drenaje, que provoca una acumulación de sales en la zona radicular.  Actividades industriales y mineras. Han aumentado las emisiones a la atmósfera en óxidos de nitrógeno y compuestos de azufre, que son devueltos al suelo por las lluvias. La minería puede dejar en superficie materiales salinos o sódicos.  Construcción de costosas presas para aumentar oferta de agua, en valles de Chancay-Lambayeque, Jequetepeque y Chira Piura, ha producido efectos indeseables, incluyendo salinización».

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Los

suelos

fuertemente

afectados

por

la

salinidad presentan horizontes de diagnóstico sálicos, es decir horizontes con acumulaciones de sales. En el campo los suelos salinos suelen reconocerse por la presencia de eflorescencias formadas por sales precipitadas a partir de soluciones que ascienden a la superficie, por fenómenos de capilaridad y evaporación durante los periodos secos.

Es decir que, resumiendo, para que se puedan formar estos suelos se necesitan una serie de condiciones muy particulares y de ellas las más favorables son:  Roca madre sedimentaria con alto contenido en sales solubles.  Partes bajas del relieve, como los fondos de valle y las depresiones (manto freático cercano a la superficie, zonas de recepción de aguas de escorrentía superficial e hipodérmica, suelos de texturas finas con mal drenaje).  Zonas próximas al mar o a lagos salados.  Malas condiciones de drenaje.

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 Clima

árido

(además

de

escasez

de

precipitaciones, la red fluvial esta poco desarrollada, presentándose frecuentes cuencas endorreicas, en las que se irán acumulando las sales).  Riegos con sales y fertilizaciones excesivas. 5. VALORES PERMISIBLES PARA SUELOS CON SALINIDAD a. Concentración total de sales. La conductividad eléctrica (CE) nos sirve para medir la concentración total de sales en una solución, pero no indica qué sales están presentes. La CE se expresa en dS/m (anteriormente denominada mmho/cm). Cuando se habla de la CE, debemos siempre especificar si es la CE del agua de riego, la CE del agua de drenaje o la CE de la solución del suelo. En el caso de la CE de la solución del suelo, hay que especificar en qué estado de humedad del suelo. En laboratorios de suelo se determina la CE del extracto de suelo saturado o una relación determinada de suelo: agua. La siguiente tabla relaciona la medición de la CE en extracto de suelo saturado con la medición en distintas relaciones de suelo: agua: A medida que el suelo se seca, la CE de la solución del suelo va en aumento.

A una misma cantidad de sales aplicada al suelo, la concentración de las sales en la solución de suelo en capacidad de campo será menor, cuanto más agua sea capaz de retener el suelo. La clasificación del problema de drenaje se muestra en el Cuadro B. En la clasificación Del problema de drenaje adoptado por SUDRET, el drenaje es bueno, si el nivel freático está a una profundidad mayor de 1.5 a 2.0 m, en suelos ligeros y pesados respectivamente, considerándose ésta profundidad en la época seca o sea durante el barbecho. Cuando el nivel freático en ésta época se mantiene a menor profundidad, la acumulación de sales en el perfil del Curso: IRRIGACION Y DRENAJE LOPEZ

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suelo por efecto del ascenso capilar podría ser peligroso. Asimismo, s í en la época de barbecho el nivel freático se mantiene a una profundidad menor a la antes indicada, en la época de riego, pudiendo llegar a los grados imperfecto, pobre o muy pobre.

En

el

establecimiento de la clasificación de la salinidad de los suelos, ONERN ha diferenciado suelos con salinidad "incipiente" y suelos con salinidad "evidente". Según MASSON (1973) los primeros "son aquellos suelos que no manifiestan síntomas visibles de presencia de sales. En muchos de ellos, los cultivos se desarrollan sin problemas aparentes, encontrándose la salinidad disimulada ante la vista edafológica, demostrando sin embargo SU condición salina, cuando se analiza en el Laboratorio." Estos suelos generalmente no presentan problemas de drenaje y SU salinidad rara vez llega a ser mayor que 15 mmhos/cm. Aparentemente en los suelos con salinidad incipiente se encuentran algunas manchas salinas, salinidad que se debe al mal manejo de agua de riego o uso de agua de mala calidad. Dentro de la evaluación de los problemas de drenaje y salinidad, los suelos de salinidad incipiente no se han considerado como problemáticos. Según el mismo autor "los suelos de salinidad evidente son aquellos que demuestran claramente la presencia de sales, ya sea bajo la forma de a floración de costras o manchas salinas. Por lo general estos suelos conllevan problemas Curso: IRRIGACION Y DRENAJE LOPEZ

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de drenaje y SU salinidad es variable llegando a niveles excesivos". Los diferentes niveles de la salinidad de los suelos según ONERN se muestran en el Cuadro C.

6. DESALINIZACION DE SUELOS a. MANEJO DE SUELOS SALINOS El objetivo de la evaluación de los suelos salinos es conseguir un manejo adecuado de los mismos, de manera que permita obtener cultivos rentables, por un lado, y su posible recuperación y regeneración, por otro. Como ya se ha indicado la solubilidad de las sales es un parámetro evaluador de su toxicidad para los cultivos. En la siguiente tabla se reproduce la máxima solubilidad de las sales para un suelo que esté sometido a una temperatura de 40°C (temperatura frecuente en los meses de verano en los climas áridos).

Solubilidad máxima

MgSO4 Na2SO4 CaSO4 Mal MgCl2 Na2CO3 NaCO3H CaCO3 MgCO3

CE, dos/m 363 504 2,5 453 618 693 272 0,8 0,8

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gr/l 262 430 2,04 318 353 441 137 0,01 0,00

mes/l 4.352 6.064 30 5.440 7.413 8.320 3.261 10 10 Alumna: NANCY ALCANTARA

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7. NUEVA PROPUESTA PARA LAVADO DE SUELOS SALINOS Es un trabajo experimental orientado a lavar “horizontalmente” las sales de la capa superficial del suelo evitando que el agua de lavado, cargada de sales, atraviese (y contamine) innecesariamente el horizonte situado entre los 0,40 y 1,50m de profundidad. Se construyó una red de drenes subsuperficiales de baja profundidad que, luego de una inundación rápida del terreno, han permitido evacuar las aguas de lavado ya cargadas de sales hacia colectores situados en los extremos del terreno, logrando un “lavado horizontal” de la capa superior del suelo sin comprometer los horizontes más

profundos.

Equipo diseñado para aprovechar la mayor plasticidad de los suelos salinos y construir conductos horizontales a 0.40 m. de profundidad. Conductos orientados en el sentido de la pendiente adecuada generaran la energía necesaria para la rápida evacuación de las aguas de lavado cargadas de sales.

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a. Recuperación de suelos salinos

También es necesario el lavado de las sales, mediante el cual, o son transportadas a horizontes más profundos de los explorados por las raíces de las plantas, o son evacuadas a otras zonas, por medio de drenes. Las zonas receptoras no deben ser sensibles a la contaminación originada. El manejo del suelo, para la eliminación de las sales, se realiza de distinta manera y con resultados diferentes según que el problema tóxico sean las sales solubles o el sodio en el complejo de cambio (carbonato y bicarbonato sódicos). Para eliminar las sales solubles, basta con regar abundantemente con lo que se produce el lavado de las sales que no se habría producido por causa de la aridez. El

tipo

de

sales

presentes

va

a

condicionar

las

posibilidades

de

recuperación:  Para los cloruros sódicos el lavado es relativamente fácil en suelos con yeso, en los que el Ca2+ que se libera no permite que el Na + pase a forma intercambiable. Curso: IRRIGACION Y DRENAJE LOPEZ

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 La eliminación del cloruro magnésico y del sulfato magnésico del suelo es difícil, ya que el magnesio, debido a su alta densidad de carga tiende a ocupar las posiciones de intercambio, desplazando a los iones monovalentes durante el lavado; por lo que su lavado requeriría enmiendas cálcicas. Para conseguir el lavado en suelos de secano, se debe preparar el terreno, para asegurar una infiltración del agua de lluvia lo más elevada posible. Esto

se

conseguirá

mejorando

las

propiedades

físicas

del

suelo,

incrementando el tiempo de contacto del agua de lluvia con su superficie, mediante la construcción de terrazas, y disminuyendo o eliminando la escorrentía con labores adecuadas y manteniendo una cobertura vegetal. Además de regar, en la gran mayoría de los casos, es necesario extraer artificialmente el agua que se ha infiltrado en el suelo para evitar que ascienda el nivel freático de la zona que aportaría nuevas sales al suelo. Para ello se instalan a determinada profundidad del suelo un sistema de drenes (tubos de recogida del agua) que evacua esta agua a unos canales de desagüe. La FAO ha desarrollado una amplia experimentación en las marismas del Guadalquivir. Con unas máquinas (drenadoras) se instaló un sistema de drenes, los cuales se conectaron a unas zanjas de desagüe, abiertas por otras máquinas (zanjadoras), y estas se conectaron a unos grandes canales que se vertieron al mar.

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8. CONCLUSIONES  En conclusión, puede decirse que de la superficie cultivada total en la Costa (775,431 ha.), alrededor de 306,701 Ha. (40%) están afectadas con diferente grado de salinización (ligera o fuertemente afectadas por sales).  Existe desinterés del Estado por detener deterioro de tierras; no hay información actualizada, la que está disponible data de década de 1970.  La desalinización es un tema investigando

tratando

de

que

optimizar

los

se

sigue

métodos

tradicionales y aplicar otros nuevos. Se pueden conocer todas las técnicas que puedan ser aplicables para aprovechar sus ventajas y escoger la más idónea según la necesidad.

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