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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A3 - Erosión Extrema y Acelerada
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4738
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Erosion versus soil formation
¿Cuándo la pérdida de suelo supera su regeneración natural?
Grupo 2: Grupo 2: Progressive water erosion
¿Cómo aumenta la erosión hídrica al concentrarse progresivamente el agua?
Grupo 3: Grupo 3: Annual soil-loss controls
¿De qué factores depende la pérdida anual de suelo por erosión hídrica?
Grupo 4: Grupo 4: Self-energized gully erosion
¿Cómo se autoacelera una cárcava mediante incisión y erosión remontante?
Grupo 5: Grupo 5: Wind erosion threshold and saltation
¿Cuándo comienza el transporte eólico por saltación?
Grupo 6: Grupo 6: Cubic wind-transport response
¿Cómo crece el transporte eólico una vez superado el umbral?
ID:1731
Grupo 1: Grupo 1: Erosion versus soil formation
Descripción
¿Cuándo la pérdida de suelo supera su regeneración natural?
Pregunta clave: ¿Cuándo la pérdida de suelo supera su regeneración natural?
La erosión extrema ocurre cuando la energía del flujo de agua o del viento supera la resistencia que el suelo opone a esa energía, removiendo partículas de suelo a tasas que superan ampliamente a las de la pedogénesis natural, el proceso que forma suelo nuevo a un ritmo de apenas entre una centésima y una décima de milímetro al año; es precisamente esa diferencia de ritmos, entre lo que el suelo pierde y lo que el suelo tarda en regenerarse, la que hace que la erosión extrema resulte, en la práctica, irreversible dentro de cualquier escala de tiempo humana. Dentro de las cárcavas que ese flujo concentrado termina excavando, el proceso se vuelve autoenergizado y se cierra sobre sí mismo: la incisión que el agua produce en el fondo de la cárcava hace que baje el nivel de base local, ese descenso del nivel de base hace que aumenten tanto el gradiente como la capacidad del flujo para transportar sedimento, y esa mayor capacidad del flujo acelera la erosión remontante que avanza cárcava arriba, lo que a su vez produce nueva incisión en el fondo, cerrando el lazo sobre la misma incisión con la que empezó el mecanismo. La erosión eólica, por su parte, opera bajo un criterio distinto: el transporte de partículas por saltación solo comienza cuando la velocidad de fricción del viento supera una velocidad de fricción umbral, y una vez superado ese umbral, la cantidad de material transportado no crece de manera proporcional, sino que crece con el cubo del exceso de velocidad por encima de ese umbral. Así, desde la diferencia entre erosión y pedogénesis con la que arranca este documento hasta el crecimiento cúbico del transporte eólico con el que termina, pasando por los tres mecanismos progresivos de la erosión hídrica, por la ecuación que cuantifica esa pérdida de suelo, y por el lazo autoenergizado que profundiza cada cárcava, la erosión extrema hace que un suelo que tardó siglos en formarse pueda perderse, bajo las condiciones adecuadas, en cuestión de horas.
ID:2708
Grupo 2: Grupo 2: Progressive water erosion
Descripción
¿Cómo aumenta la erosión hídrica al concentrarse progresivamente el agua?
Pregunta clave: ¿Cómo aumenta la erosión hídrica al concentrarse progresivamente el agua?
La erosión extrema ocurre cuando la energía del flujo de agua o del viento supera la resistencia que el suelo opone a esa energía, removiendo partículas de suelo a tasas que superan ampliamente a las de la pedogénesis natural, el proceso que forma suelo nuevo a un ritmo de apenas entre una centésima y una décima de milímetro al año; es precisamente esa diferencia de ritmos, entre lo que el suelo pierde y lo que el suelo tarda en regenerarse, la que hace que la erosión extrema resulte, en la práctica, irreversible dentro de cualquier escala de tiempo humana. La erosión hídrica, en particular, integra tres mecanismos que se suceden a medida que el agua se concentra: primero el impacto directo de la gota de lluvia sobre el suelo desnudo, luego el flujo laminar que arrastra partículas en una capa delgada y uniforme, y finalmente el flujo concentrado que excava surcos y cárcavas; es precisamente esa concentración progresiva del agua la que hace que cada uno de estos tres mecanismos remueva más suelo que el anterior. Dentro de las cárcavas que ese flujo concentrado termina excavando, el proceso se vuelve autoenergizado y se cierra sobre sí mismo: la incisión que el agua produce en el fondo de la cárcava hace que baje el nivel de base local, ese descenso del nivel de base hace que aumenten tanto el gradiente como la capacidad del flujo para transportar sedimento, y esa mayor capacidad del flujo acelera la erosión remontante que avanza cárcava arriba, lo que a su vez produce nueva incisión en el fondo, cerrando el lazo sobre la misma incisión con la que empezó el mecanismo.
ID:2709
Grupo 3: Grupo 3: Annual soil-loss controls
Descripción
¿De qué factores depende la pérdida anual de suelo por erosión hídrica?
Pregunta clave: ¿De qué factores depende la pérdida anual de suelo por erosión hídrica?
La erosión hídrica, en particular, integra tres mecanismos que se suceden a medida que el agua se concentra: primero el impacto directo de la gota de lluvia sobre el suelo desnudo, luego el flujo laminar que arrastra partículas en una capa delgada y uniforme, y finalmente el flujo concentrado que excava surcos y cárcavas; es precisamente esa concentración progresiva del agua la que hace que cada uno de estos tres mecanismos remueva más suelo que el anterior. Una ecuación estándar de pérdida de suelo cuantifica la erosión hídrica anual como el producto de varios factores independientes entre sí: la agresividad de la lluvia, la erodibilidad propia del suelo, la topografía de la ladera, la cobertura vegetal que la protege, y las prácticas de manejo que se aplican sobre ella; es precisamente esa estructura de producto la que hace que basta con que uno solo de esos factores aumente para que la pérdida total de suelo también aumente.
ID:2710
Grupo 4: Grupo 4: Self-energized gully erosion
Descripción
¿Cómo se autoacelera una cárcava mediante incisión y erosión remontante?
Pregunta clave: ¿Cómo se autoacelera una cárcava mediante incisión y erosión remontante?
La erosión extrema ocurre cuando la energía del flujo de agua o del viento supera la resistencia que el suelo opone a esa energía, removiendo partículas de suelo a tasas que superan ampliamente a las de la pedogénesis natural, el proceso que forma suelo nuevo a un ritmo de apenas entre una centésima y una décima de milímetro al año; es precisamente esa diferencia de ritmos, entre lo que el suelo pierde y lo que el suelo tarda en regenerarse, la que hace que la erosión extrema resulte, en la práctica, irreversible dentro de cualquier escala de tiempo humana. Dentro de las cárcavas que ese flujo concentrado termina excavando, el proceso se vuelve autoenergizado y se cierra sobre sí mismo: la incisión que el agua produce en el fondo de la cárcava hace que baje el nivel de base local, ese descenso del nivel de base hace que aumenten tanto el gradiente como la capacidad del flujo para transportar sedimento, y esa mayor capacidad del flujo acelera la erosión remontante que avanza cárcava arriba, lo que a su vez produce nueva incisión en el fondo, cerrando el lazo sobre la misma incisión con la que empezó el mecanismo. La erosión eólica, por su parte, opera bajo un criterio distinto: el transporte de partículas por saltación solo comienza cuando la velocidad de fricción del viento supera una velocidad de fricción umbral, y una vez superado ese umbral, la cantidad de material transportado no crece de manera proporcional, sino que crece con el cubo del exceso de velocidad por encima de ese umbral. Así, desde la diferencia entre erosión y pedogénesis con la que arranca este documento hasta el crecimiento cúbico del transporte eólico con el que termina, pasando por los tres mecanismos progresivos de la erosión hídrica, por la ecuación que cuantifica esa pérdida de suelo, y por el lazo autoenergizado que profundiza cada cárcava, la erosión extrema hace que un suelo que tardó siglos en formarse pueda perderse, bajo las condiciones adecuadas, en cuestión de horas.
ID:2711
Grupo 5: Grupo 5: Wind erosion threshold and saltation
Descripción
¿Cuándo comienza el transporte eólico por saltación?
Pregunta clave: ¿Cuándo comienza el transporte eólico por saltación?
La erosión extrema ocurre cuando la energía del flujo de agua o del viento supera la resistencia que el suelo opone a esa energía, removiendo partículas de suelo a tasas que superan ampliamente a las de la pedogénesis natural, el proceso que forma suelo nuevo a un ritmo de apenas entre una centésima y una décima de milímetro al año; es precisamente esa diferencia de ritmos, entre lo que el suelo pierde y lo que el suelo tarda en regenerarse, la que hace que la erosión extrema resulte, en la práctica, irreversible dentro de cualquier escala de tiempo humana. La erosión eólica, por su parte, opera bajo un criterio distinto: el transporte de partículas por saltación solo comienza cuando la velocidad de fricción del viento supera una velocidad de fricción umbral, y una vez superado ese umbral, la cantidad de material transportado no crece de manera proporcional, sino que crece con el cubo del exceso de velocidad por encima de ese umbral.
ID:2712
Grupo 6: Grupo 6: Cubic wind-transport response
Descripción
¿Cómo crece el transporte eólico una vez superado el umbral?
Pregunta clave: ¿Cómo crece el transporte eólico una vez superado el umbral?
La erosión extrema ocurre cuando la energía del flujo de agua o del viento supera la resistencia que el suelo opone a esa energía, removiendo partículas de suelo a tasas que superan ampliamente a las de la pedogénesis natural, el proceso que forma suelo nuevo a un ritmo de apenas entre una centésima y una décima de milímetro al año; es precisamente esa diferencia de ritmos, entre lo que el suelo pierde y lo que el suelo tarda en regenerarse, la que hace que la erosión extrema resulte, en la práctica, irreversible dentro de cualquier escala de tiempo humana. Dentro de las cárcavas que ese flujo concentrado termina excavando, el proceso se vuelve autoenergizado y se cierra sobre sí mismo: la incisión que el agua produce en el fondo de la cárcava hace que baje el nivel de base local, ese descenso del nivel de base hace que aumenten tanto el gradiente como la capacidad del flujo para transportar sedimento, y esa mayor capacidad del flujo acelera la erosión remontante que avanza cárcava arriba, lo que a su vez produce nueva incisión en el fondo, cerrando el lazo sobre la misma incisión con la que empezó el mecanismo. La erosión eólica, por su parte, opera bajo un criterio distinto: el transporte de partículas por saltación solo comienza cuando la velocidad de fricción del viento supera una velocidad de fricción umbral, y una vez superado ese umbral, la cantidad de material transportado no crece de manera proporcional, sino que crece con el cubo del exceso de velocidad por encima de ese umbral. Así, desde la diferencia entre erosión y pedogénesis con la que arranca este documento hasta el crecimiento cúbico del transporte eólico con el que termina, pasando por los tres mecanismos progresivos de la erosión hídrica, por la ecuación que cuantifica esa pérdida de suelo, y por el lazo autoenergizado que profundiza cada cárcava, la erosión extrema hace que un suelo que tardó siglos en formarse pueda perderse, bajo las condiciones adecuadas, en cuestión de horas.
ID:2713