1 Indicador de Fragilidad de Suelos para CaminosPROPUESTA Indicador de Fragilidad de Suelos para Caminos CENTRO TECNOLÓGICO DE HIDROLOGÍA AMBIENTAL Dr. Ing. Roberto Pizarro Tapia Dra (c) Claudia Sangüesa Pool Ing. Carlos Vallejos Carrera Ing. Romina Mendoza Mendoza Ing. Juan Pino Fuentes Ing. Alfredo Ibáñez Córdova Ing. Bárbara Castillo Jorquera Talca, 18 de mayo de 2017

2 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR Su objetivo es tener una respuesta numérica y estimativa sobre la fragilidad de un territorio para ser soportante de una obra civil, en este caso un camino forestal y su incidencia en la conducción y emisión de sedimentos aguas abajo. Se desarrolla a partir de una función lineal denominada Indicador de Fragilidad de Suelos (IFS). Está compuesto por variables o elementos cuantitativos definidos de acuerdo a las características más relevantes que inciden en este tema, en virtud de sus respectivas ponderaciones. Donde: IFS: Indicador de Fragilidad de suelos para caminos forestales V(i): Variable o elemento (i) utilizada para evaluar, donde i = 1, 2, …, n W(i): Peso o ponderación asignada a cada variable (i) a partir de la opinión de expertos, donde i = 1, 2, …, n.

3 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES A cada variable se le otorga un valor de 1 a 5 dependiendo del impacto de la misma, donde menor fragilidad mayor fragilidad

4 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR PESO DE LAS VARIABLES Posteriormente se debe contar con un panel de expertos provenientes de diversos sectores, quienes valorarán cada variable, con una nota de 1 a N, siendo N es la más importante. Esta valoración se hace en función de la experiencia que posee cada experto. Los expertos no conocen el significado de los valores 1, 2, 3, 4 y 5 que posee cada variable.

5 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 1 (V1) – Precipitación Acumulada en 5 días Caída máxima de partículas líquidas o sólidas de agua en una determinada superficie durante el transcurso de 5 días. Se puede analizar en base a los valores asociados a diferentes periodos de retorno para una zona en específico (T)

6 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 2 (V2) – Intensidad de Precipitación Caída máxima de partículas líquidas o sólidas de agua, medidas en milímetros en 24 horas. Se puede analizar con registros medidos en 24 horas, valores que se pueden asociar a diferentes periodos de retorno (T).

7 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 3 (V3) – Profundidad del Suelo Profundidad del suelo en la zona, medida hasta la roca madre, considerando el suelo residual, es decir, el no movilizado. Se evaluó considerando que a una menor profundidad de suelo, es mayor la probabilidad de ocurrencia de un proceso erosivo en función de caminos forestales.

8 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 4 (V4) –Textura del Suelo Cantidad o proporción relativa de los diferentes tipos o clases de tamaño de las partículas que constituyen el suelo. Fue medida estableciendo la granulometría de los suelos presentes en cada uno de los puntos estudiados, asignando el valor mínimo a los suelos en que se registró presencia de materia orgánica.

9 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 5 (V5) – Densidad Aparente del Suelo Peso de una unidad de volumen de partículas sólidas de suelo, expresado en gramos por centímetro cúbico. Se evaluó considerando que un valor mayor disminuye la probabilidad de ocurrencia de movimientos en masa, debido a que existe una mayor cohesión de las partículas del suelo.

10 Velocidad de infiltración (cm/hr)INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALES CONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 6 (V6) – Infiltración del suelo Se refiere a la velocidad de penetración del agua dentro del suelo. La infiltración depende fundamentalmente de cuanta arcilla presenta el suelo o de la profundidad que tiene. Con mucha arcilla, el suelo enlentece el escurrimiento interno y el suelo se empantana. Velocidad de infiltración (cm/hr) Valor de la variable Muy Lento (<0,13) 1 Lento (0,13-2) 2 Moderado (2-12,7) 3 Rápido (12,7 – 25,4) 4 Excesivo (>25,4) 5

11 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 7 (V7) – Pendiente de la Superficie Aportante Es la inclinación de cualquier superficie inclinada con respecto a la horizontal adoptando esa posición de forma temporal o permanente y con estructura de suelo o roca. Rango Valor de la variable 0% < P < 20% 1 20% < P < 40% 2 40% < P < 70% 3 70% < P < 100% 4 P > 100% 5

12 Longitud de la pendiente (metros)INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALES CONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 8 (V8) – Longitud de la Superficie Aportante Define la proporción del suelo perdido, en comparación con una longitud de 22,1 metros en condiciones similares. Esta variable condiciona el volumen de agua que fluye en una ladera. Longitud de la pendiente (metros) Valor de la variable <76,3 1 76,3-183 2 3 4 >975 5

13 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR VARIABLES QUE SE PROPONEN Variable 9 (V9) – Cubierta Vegetal de la ladera aportante Se refiere a la cantidad de vegetación presente en la ladera inmediatamente adjunta a los caminos. Una mayor densidad de vegetación genera un menor traslado de sedimentos hacia los caminos, mientras que una ladera desprovista de vegetación genera una mayor arrastre de sedimentos hacia los caminos.

14 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESCONSTRUCCIÓN DE UN INDICADOR PESO DE LAS VARIABLES Se debe determinar el peso relativo de cada una de las variables, con notas de 1 a N. Esta nota debe ser otorgada por expertos El valor N representa la máxima importancia

15 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA i) Valor de cada variable en cada sector estudiado (Supongamos 3 sectores estudiados) V1 : Precipitación acumulada en 5 días anteriores. V2 : Intensidad de precipitación en 24 horas. V3 : Profundidad del suelo. V4 : Textura del suelo. V5 : Densidad aparente del suelo. V6 : Infiltración del suelo. V7 : Pendiente de la superficie aportante. V8 : Longitud de la superficie aportante. V9 : Cobertura de vegetación de la superficie aportante.

16 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA ii) Asignación del peso relativo a cada variable según el panel de Expertos Se debe consultar a un panel de expertos (profesionales, tomadores de decisión), en lo posible de los sectores académico, público y privado. Cada experto debe asignar un valor del 1 al 9 a cada variable, donde 9 es la variable más importante. Posteriormente, se pondera cada variable y se asigna un “peso relativo”

17 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA iii) Establecimiento del modelo IFS= 0,1524*PA+ 0,1524*IM + 0,1375*PA + 0,1227*IS + 0,1078*PS + 0,1078*VA + 0,1004*LA + 0,0781*DS + 0,0409*TS Donde: PA : Precipitación acumulada en 5 días anteriores. IM : Intensidad de precipitación en 24 horas. PA : Pendiente de la superficie aportante. IS : Infiltración del suelo. PS : Profundidad del suelo. VA : Cobertura de vegetación de la superficie aportante. LA : Longitud de la superficie aportante. DS : Densidad aparente del suelo. TS : Textura del suelo.

18 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA iv) Aplicación del modelo a cada sector

19 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA iv) Aplicación del modelo a cada sector

20 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA iv) Aplicación del modelo a cada sector

21 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA CONCLUSIONES La metodología utilizada es muy dúctil al enfrentarla a diferentes situaciones que son difícilmente comparables, por lo que su utilización es interesante y recomendable; sin embargo no es posible inferir que los resultados numéricos obtenidos correspondan estrictamente a la fragilidad de los suelos en cada uno de los puntos estudiados, porque en esos valores influyen valoraciones distintas de un grupo de expertos frente a diversas variables. Según los resultados obtenidos por el indicador de fragilidad de suelos en la aplicación práctica, para cada uno de los puntos estudiados, son las variables pluviométricas las que inciden más fuertemente en aumentar o disminuir el riesgo en un punto.  Por tanto, los puntos que se ubiquen en áreas donde las precipitaciones sean más abundantes e intensas, manifiestan un mayor riesgo.

22 INDICADOR DE FRAGILIDAD DE SUELOS PARA CAMINOS FORESTALESAPLICACIÓN PRÁCTICA CONCLUSIONES El modelo del indicador de fragilidad de suelos que se obtuvo en la aplicación práctica, puede ser utilizado en cualquier punto geográfico, siempre que se obtenga o se establezca la valoración de cada una de las variables pertenecientes a este modelo lineal. Si bien este estudio no permite predecir con un 100% de certeza de la fragilidad de los suelos en los caminos forestales, sí contribuye a tener una idea de los puntos que se encuentran más vulnerables para soportar una obra civil, entregando información que pueda dar tiempo para que se realicen los trabajos de ingeniería necesarios.

23 Indicador de Fragilidad de Suelos para CaminosPROPUESTA Indicador de Fragilidad de Suelos para Caminos CENTRO TECNOLÓGICO DE HIDROLOGÍA AMBIENTAL Dr. Ing. Roberto Pizarro Tapia Dra (c) Claudia Sangüesa Pool Ing. Carlos Vallejos Carrera Ing. Romina Mendoza Mendoza Ing. Juan Pino Fuentes Ing. Alfredo Ibáñez Córdova Ing. Bárbara Castillo Jorquera Talca, 18 de mayo de 2017