Infonnación del Area ele Investigación en

AGRONOMIA

INTA.ESTACION EXPERIMENTAL AGROPECUARIA RAFAELA

Director responsable: Ing. Agr. René Brarda - Mat. N° 3721

¡nformación para Extensión N° 130

LA CAPA FREATICA

•. 155N 0325-9544Abril, 1992

11.- Evolucibn del nivel freático en la EEA Rafaela y en un campo de"cal'1ada".Su influencia en la salinización de los suelos. (*)

Con la Información para Extensión N' 124 (Area de Investigación enAgronom1a, 1991) "Evolución del Nivel Freático en la EEA Rafaela, 1.-Qu.sabemos acerca de la napa?", se inició la publicación de una se-rie de trabajos relativos a las aguas subterráneas.

En .sta se tratan los siguientes temas:

* evolución del nivel freático en la Estación Agrometeorológica.* evolución del nivel freático en un campo de IIcaNadall•* comparacibn entre ambos casos.* profundidades máximas del nivel freático* influencia sobre los procesos de salinizacibn de los suelos.

Los casos considerados corresponden a dos situaciones representativasy contrastantes del paisaje del centro-oeste santafesino. Además, lacercan1a geográfica (37 km) permite asumir condiciones climáticas si-milares.

Las caracteristicas hidrológicas, superficiales y subterráneas, sonmuy diferentes. La facilidad conque se evacuan los excesos hidricosen los campos altos y la tendencia de las "cal'1adas"a suf~ir anega-mientos recurrentes son hechos evidentes. Por el contrario, lo que'sucede debajo de la superficie es poco conocido y comprendido, y nose han publicado estudios comparativos dentro de la región.

---------------------------------------------------------------------(*) Información preparada por el Lic. Raúl E. Giorgi y la MNN Mariadel Carmen P.rez, t.cnicos del Area de Investigación en Agronomia dela EEA Rafaela del INTA.

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ISe discute con especial atención el grado de permanencia de la napafreática a niveles poco profundos en el campo de I'ca~ada'l, por su re-lación con los procesos de salinización de los suelos asociados. Fstetema es objeto de controversia entre técnicos de la región y tieneimportancia práctica por su relación con la posibilidad de lograr larecuperación de estas tierras. Los conceptos que se exponen no sonoriginales, sino la continuación de los expresados por diversos in-vestigadores desde hace muchos a~os (ente ellos: Gollán, Lachaga, Ce-rana, Pi~eiro y Panigatti). El aporte que realiza este trabajo es lapresentación de datos'concretos sobre el nivel freático y sus condi-ciones de permanencia.

1.- SITIOS DE OBSERVACION. UBICACION y CARACTERISTICAS.

La Estación Agrometeorológica está ubicada en un sitio. alto (99,7 ms.n.m.) sobre la cresta de una faja elevada, al E de la cual se desa-rrolla una pendiente bien definida hacia la "ca~ada" de Bella Italia.Los suelos predominantes son bien y moderadamente bien drenados (Ar-giudoles), con bajo contenido de sales solubles y de sodio intercam-biable.

E 1 campo bajo corresponde a un establecimien to si tuado en el S de 1distrito Bella Italia, a unos 61 m de altitud. Es una tlpica "ca-f1ada" , ubicada en una posicián baja, de relieve plano-cóncavo, condominio de suelos con drenaje deficiente, salino-sódicos (Natracual-fes) y vegetación halófila.

2.- DATOS UTILIZADOS. FUENTES Y LIMITACIONES.

Los datos de precipitaciones desde 1908 hasta 1930 corresponden a laestación ferroviaria de Rafaela. A partir de 1931 provienen de losregistros de la Estación Agrometeorológica.

Las profundidades del nivel freático (NF) en la Estación Agrometeoro-lógica han sido tomados de sus registros históricos. Corresponden amediciones realizadas en una perforación desde septiembre de 1969, encondiciones normalizadas (a las 8 h, con frecuencia diaria o de tresveces por semana). La calidad y la continuidad de los registros per-miten una caracterización precisa de la evolución del NF.

En el campo de "ca~ada" los datos fueron reunidos durante el sigui-miento de ensayos de manejo de suelos, conducidos por los Ings. Pani-ga tti Y Gambaudo, en tre octubre de 1971 y septiembre de 1977 (seefectuó una observación adicional en noviembre de 1991). Fueron re-gistrados a intervalos irregulares, en tres perforaciones distancia-das por unos centenares de metros. No se efectuaron mediciones du-rante los perlados de anegamiento, que fueron varios y prolongados,por lo cual no se registraron los niveles más altos de la napa.

Esta informacibn, aunque escasa, es lapermite una reconstrucción completa decampo de la "ca'Mada", se puede lograr

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única disponible. Si bien nolas variaciones del NF en eluna primera aprox imación me-

diante su •..elacibn con las p•..ecipitaciones, la compa •..acibn con los•..egist •..os de la Estacibn Ag•..ometeo •..olbgica y la aplicacibn de los co-nocimientos gene •..ales sob •..e la napa.

3.- EVOLUCION DEL NIVEL FREATICO EN LA EEA RAFAELA (1969/91).

En el Gr~fico 1 se muest •..a la evolucibn del nivel f•..e~tico, elabo •..adocon los datos co•..•..espondientes a los dias 1 y 16 de cada mes del pe-•..iodo conside •..ado.

o metros bajo superficie-1 \ \-2

•... '" \.v,.f\ _ t..J \-3

" . "" \ r-4 • V \ f\1'I-5 'J'-6

N-7-8 r..T '\.... 111 actual-9 '"-10-11 11-12 ;:;::00.. '-",-13 -1 , 1973 1978-14I 1701 I 1751 1 I I 1801 1 1 I 1851 1 1 1901 I

GRAFleO 1 Nivel Freático EEA Rafaela, 1969/91.

En el g•..~fico se han indicado t•..es fases, sob •..e la base de las P"'O-fundidades, las fluctuaciones y las tendencias.

Fase 1r r (1978-

( ? -1972):(1973-1977):

Fase rFase 11

muy p•..ofundo (~12 m) y estable.p•..ofundo (12 a 6 m) y fluctuante, con tendenciaascendente.

? ): mode •..adamente p•..ofundo (6 a 2 m) y fluctuante,con algunos ascensos hasta superficie.

La Fase r se asocib a un ciclo clim~tico de m~s de diez aNos de bajasp•..ecipitaciones (se•..ie 1960/72: media 809 mm, m~ximo 1.019 mm). LaFase IIr (actual) co•..•..esponde a un pe•..iodo húmedo y también p•..olon-gado (se•..ie 1973/91: media 1.091 mm, m~ximo 1.890 mm). La Fase 11, detransición, se desarrolló al comienzo del ciclo lluvioso.

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4 __ EVOLUC 1ON DEL NIVEL FREAT 1CO EN UN AMB1ENTE DE "CAI\lADA" ( 1971-

91) •

En el Cuadro 1 se muestran las profundidades del nivel freatico paralas 22 fechas con observaciones.

CUADRO 1 - Profundidad del nivel fre6tico en un campo de"cañada".

ObservacIones Profu:rldadnivel(m)n Al'loI MesT Dio Pozo 1 I Pozo 2 I Pozo 31 1971 OCT lB -o.BO -o.B5 -1.052 NOV 11 -0.46 -o.3B -o.3B3 Ole 31 -1.05 -1.23 -1.004 1972 Ef'£ 31 -1.45 -1.60 -1.505 FES 29 -1.60 -1.97 s/d6 MAR 29 -1.73 -2.05 -2.007 MAY 3 -1.90 -2.20 -2.25B AGO 2 -1.95 -2.21 -2.119 OCT 10 -0.45 -0.60 -0.5410 NOV 29 -o.B5 -1.13 -1.0711 1973 Ef'£ 5 -1.29 -1.71 -1.7012 FES 7 -0.20 -0.60 -0.6013 1976 AGO 11 s/d -1.30 s/d14 SEP 10 -0.95 s/d -1.1216 OCT 21 -o.B2 -o.9B -1.0517 NOV 30 -0.76 -1.00 ,-1.03lB 1977 Ef'£ 4 -0.67 -o.B9 -0.9619 ABR 12 -0.35 -0.56 -0.5620 MAY 24 -0.50 s/d -o.BO21 SEP 29 -0.77 -1.02 -1.1222 1991 NOV 20 -0.55 s/d s/d

A partir de los datos presentados puede seNalarse:

1.- Las profundidades medidas, a pesar de las diferencias entre po-zos, son del mismo orden de magnitud, lo que indica ambientes hidro-lógicos semejantes.2.- Las profundidades maximas fueron de unos dos metros y se regis-traron antes de marzo de 1973 (comienzo del ascenso del NF en laEEA). Posteriormente, las mayores profundidades estuvieron cercanasal metro.

3.- Las fluctuaciones tuvieron una gran impD~tancia, pues, aún a par-tir de las situaciones de napa mas profunda se alcanzaron niveles muysuperficiales (~50cm) en s610 dos meses.

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5.- COMPARACION DE LA EVOLUCION DEL NIVEL FREATICO EN AMBASSITUACIONES.

A escala regional se puede considerar a la napa freática como conti-nua en sentido lateral y que su flujo, muy lento, se produce desdelos sitios altos hacia los bajos, generando un perfil de equilibriodinámico, que reproduce en forma atenuada la superficie topográfica.Como los cauces excavados son muy escasos, la descarga de las aguasde la napa se produce principalmente por evapotranspiración en lastierras baj as ("caf'1ada.s").

En el Gráfico 2 se muestra la evolución comparada del NF en ambas si-tuaciones. Los da tos cor-r-esponden a 1as 22 fechas con observacionesen la "eaNada" y que están indicadas en el Cuadro l. Los valores uti-lizados para representar la profundidad del NF en la "caf'1ada"son elpromedio entre las medidas registradas en las tres perforaciones.

o

-2

a;>e ~"Uo~ -Bc:J-0-10Ln.

-\2

-\4

•20-11-91

• •12-4-77 o 29-9-77

• • • • •11~-76 o 4-1-77

•18-10-71 07-2-73

2 3 4 5 6 7 8 9 \O 1\ 12 13 14 16 17 18 19 20 21 22

Cañada ~ (promedio 3 pozos) EEARalaela _

GRAFICO2 - Profundidad del nivel fre61ico en un campo de "cañada" y en la EEA Ralaela.

Pueden destacarse los siguientes aspectos:1.- El primer grupo de observaciones (1971/73) corresponde a la Fase1 de la EEA, con nivel muy profundo (:::12 m) y estable. Durante eseperiodo en la "caf'1ada"también se midieron las mayores profundidades(:::2m), pero con algunos ascensos casi hasta superficie y pueden ha-berse producido anegamientos no registrados.

2.- El segundo y el tercer grupo de observaciones (1976/77) pertenecea la Fase 11 de la EEA, con nivel profundo (12 a 6 m) y tendencia as-cendente. En la "caf'1ada"se detectaron los niveles más profundos enel orden de un metro, con ascensos hásta superficie (durante los ane-gamientos no se realizaron mediciones).

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seleccionados sobre lasperlados) y las profun-indicándose los inter-

3.- La última observación se efectuó durante la Fase 111. (actual).Por comparación con los niveles de la EEA puede asumirse que las con-diciones en la IlcaNadal1 son por lo menos equivale~tes a las existen-tes para el caso anterior y, muy posiblemente, mas severas.

6.- PROFUNDIDADES MAXIMAS ALCANZADAS POR EL NIVEL FREATICO.

En este apartado se procura demostrar que las observaciones realiza-das han podido registrar, en las dos situaciones consideradas, lasprofundidades máximas históricas alcanzadas por el NF.

6.1.- Representatividad histórica de los niveles medidos en la EEA

Considerando la serie histórica de precipitaciones (1908-91), el pe-rlado seco más prolongado se desarrolló entre noviembre de 1959 y di-ciembre de 1970, con una media anual de 791 mm y un máximo de 972 mm.

Esto indica que al iniciarse las observaciones del NF en la EEA en1969 el ciclo seco estaba ya en una etapa avanzada (diez aNos desdesu comienzo), lo que habrla permitido alcanzar un equilibrio entrerecarga y descarga de la napa, determinando un NF bastante estable.Esto permite inferir, con una certeza razonable, que desde 1908 losniveles más profundos debieron ser de magnitud similar a los regis-trados durante la Fase 1 (~12 m).

6.2.- Las condiciones en 1971 y 1972 Y el cllmax del ciclo seco.

En e 1 Cuadro 2 se presen tan algunos da tosprecipitaciones (totales anuales y de algunosdidades del NF en los ambientes considerados,valos en que fueron registrados.

CUADRO2 - Precipitaciones y nivel fre6tlco en 1971/72.

-1.97 -2.25m

PrecIpi-taciones

EEACailocla

"--12.00 m•-12.26 m - 667 mm 432 mm

-12.29 /'-6.59 m

El aNo 1971 fue algo más lluvioso (1.019 mm) que los precedentes, conlas precipitaciones concentradas entre enero y mayo. Luego, desde ju-nio de 1971 hasta agosto de 1972 (15 meses) llovió sólo 687 mm, al-canz~ndose el climax del ciclo seco en el invierno de 1972.

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En la EEA el NF mantuvo su tendencia levemente descendente hasta el24/2/71 (NF=12,28 m) y luego las precipitaciones produjeron un pe-queNo ascenso que culminó el 20/9/71 (NF=11,97 m)~ Las observacionesen la "caf'lada"comenzaron el 2/10/71 (NF=0,80/1,05 m).

A parti r de fines de octubre de 1971, en 1a EEA se produj o un des-censo muy lento hasta 12,29 m, nivel que se mantuvo entre el 1/8 y el6/10/72.y que es el máximo medido. También en la "caNada" existió unatendencia decreciente, registrándose la mayores profundidades en lasobservaciones de las fechas 3/5 y 2/8/72 (NF=1,95/2,25 m).

6.3.- Síntesis:

De lo expuesto en los apartados anteriores surge que las series deobservaciones en ambas situaciones han podido registrar los niveleshistóricos de mayor profundidad del NF y que éstos fueron de unos 12m en la Estación Agrometeorológica y de 2 m. en la "caNada" y se re-gistraron en el invierno de 1972.

Respecto a las profundidades minimas, en la "cariada" Se han producidoanegamientos en diversos periodos y en la EEA se alcanzaron en 1981 y1987 cuando el NF estuvo aflorante. Este tema no se analiza con deta-lle porque existe acuerdo general sobre el mismo.

7.- INFLUENCIA SOBRE LOS PROCESOS DE SALINIZACION/DESALINIZACION DELOS SUELOS.

En el centro-oeste santafesino todas las aguas subterráneas son sali-nas y la concentración de sales en la capa freática es mayor en losambientes de "caf'lada"que en las tierras altas, aunque existen gran-des variaciones locales y temporales.

La profundidad de la capa de agua freática juega un rol fundamentalen el control del drenaje de los suelos y en los procesos de salini-zación/desalinización~

Se pueden presentar dos situaciones extremas:a.- NAPA MUY PROFUNDA: el ascenso capilar de sus aguas no alcanza loshorizontes del suelo en que se desarrollan los procesos de evapora-ción y transpiracion, por lo que no se produce concentr-aci6n de sa-les. La velocidad de infiltración está controlada por la permeabili-dad de los materiales. Las aguas de lluvia percolan transportando lassales solubles y, si existe una oferta hidrica suficiente, llegan ala napa freática.

b.- NAPA MUY POCO PROFUNDA: alimenta los procesos de evaporación ytranspiración. No permite el drenaje vertical y por el consumo evapo-transpirativo se concentran las sales en el suelo. El caso más evi-den te Se produce cuando 1a napa alimen ta a 1a evaporación desde 1asuperficie del suelo y aparecen eflorescencias salinas sobre elmismo.

Entre ambas situaciones existe toda una gama de transición.

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La primera situación, en forma tipica, Se verificó durante la Fase 1del NF en la EEA, se mantuvo en el transcurso de I~ Fase JJ y durantela Fase 111 sólo en ocasiones aisladas el NF estuvo a menos de dosmetros. Si se considera un ascenso capi 1ar de 1 orden de 1 m, l a napafreática sólo en casos excepcionales pudo alimentar los procesos eva-potranspirativos y provocar la acumulación de sales. Las condicionespredominantes favorecieron el flujo hidrico descendente y los suelosno se salinizaron.

La segunda se presenta actualmente en las "cariadas" en forma perma-nente y antes de marzo de 1973 de manera intermitente. Se realimentacontinuamente el proceso de salinización, agravado por los manejosque favorecen la existencia de suelo desnudo y compactado. Durantelas fases de napa más profunda (2 m) se pudo producir cierto lavadotemporario de sales, pero los ascensos a niveles someros revertian elproceso.

En la "cal'lada",aún durante los periodos de NF mas profundo la posi-bilidad de que se haya producido una desalinización importante es muylimi~ada. Para que se produzca lavado debe existir un exceso de aguaque se inf iltre. Según e l estado de humedad de los suelos, por cadamm de agua infiltrada corresponde un ascenso de 3 a 8 mm del NF. Su-poniendo la infiltración de una lámina de 100 mm el ascenso estariaentre 30 y 80 cm, con lo cual la napa alimentaria a la evapotranspi-racion, produciendo nuevamente salinización. (valores asumidos parael calculo: Punto de Marchitez Permanente=15 'lo; Capacidad de Campo=33'lo; Punto de Saturación=50 'lo; Densidad Aparente= 1,3 g/cm3).

8.- POSJBILIDADES DE RECUPERACJON DE LOS SUELOS SALINO-SODICOS y MALDRENADOS DE LAS "CANADAS"

Se entiende por recuperación de un suelo la modificación de sus limi-taciones para llevarlo a condiciones de uso, manejo y productividad,similares a las existentes en los suelos unormales" de una región.Para los suelos considerados implica: al mejoramiento del drenaje; b)desalinización y cl desodificación. Suponiendo que esto sea logrado,subsistirian problemas "menores'l tales como las caracteristicas pocofavorables del horizonte A (entre ellas su poco espesor) y las cemen-taciones en horizontes más profundos.

Para el mejoramiento del drenaje y la desalinización es imprescindi-ble abatir el nivel freático en forma permanente, de manera que noalimente la evapotranspiración. Para lograr la desodificación puedenutilizarse, por ejemplo, enmiendas cálcicas.Considerando que la capa freática es un cuerporegionales, su abatimiento permanente a nivelduales no se estima económicamente factible.

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natural de dimensionesde propiedades indivi-

A nivel de productor individual pueden lograrse mejoras. parcialesutilizando técnicas de manejo adecuadas, pero siempre bajo condicio-nes de alto riesgo. La bibliografla contiene diversos ejemplos de en-sayos de Ilrecuperación" de esta clase de tierras, incluso en la pro-vincia de Santa Fe. Sin embargo, sólo se han publicado resultados fa-vorables de dos, tres o cuatro aNos, sin registrarse menciones poste-riores. La explicación es simple: los ensayos no sobrevivieron al si-guiente anegamiento y se perdieron las inversiones realizadasSin profundizar en temas de manejo, que no son la especialidad de losautores, se consideran válidos criter-ios conservacionistas simplesque tienden a proteger la superficie del suelo, procurando disminuirla existencia de partes desnudas, costras y compactaciones. Algunosejemplos son: evitar el sobrepastoreo, el pisoteo con humedad exce-siva, las pasturas de baja cobertura y las labores no imprescindi-bles. También se ha probado con resul tados favorables la generaciónde microrrelieve con técnicas relativamente sencillas como el corru-gado.

Las aplicaciones de enmiendas, si resultan económicamente factibles,es conveniente realizarlas en periodos de napa baja, dado que en lascondiciones actuales sus efectos positivos pueden revertirse rápida-mente.

9.- CONCLUSIONES

* en la Estación Agrometeorológica de la EEA Rafaela ("campoalto"), la napa en el perIodo 1969-91 estuvo casipermanentemente por debajo de 2 m de profundidad, sóloexcepcionalmente alimentó los procesos evapotranspirativos ypredominó la tendencia a la desalinización.

* en el campo de "caf'1ada" dominaron condiciones totalmenteopuestas a las indicadas para la EEA y se consideraque esta situación es de carácter permanente.

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