USO DEL SUELO Y FRONTERA AGRICOLA EN EL SUDESTE DE NICARAGUA. EJEMPLO DE INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL, LOS SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA Y LA TELEDETECCIÓN

Este articulo tal como reza en su titulo, reúne la aplicación de tres tecnologías diferentes en la geografía actual: Sistemas de Posicionamiento Global (SPG), Sistemas de Información Geográfica (SIG) y Teledetección, lo cual es importante para los investigadores de estos temas y para el lector común científico o no. Pero la principal finalidad del trabajo es que sus contenidos rigurosos, metodológica y teóricamente tratan de análisis histórico del uso de los recursos naturales y la evolución ecológica en uno de los países mas devastados por todo tipo de calamidad: los desastres naturales, los desastres sociales-guerra- y las enfermedades. Lo anterior lo califica como uno de los países más pobres de Centroamérica y del mundo. El sudeste de Nicaragua es la <<muestra>> de nuestros países expoliados, exportadores de materia prima, endeudados con los entes financieros y con todo tipo de debilidad interna: desempleo, bajos salarios, desigualdad en la repartición de la tierra, dominio empresarial de una <<oligarquía>>, agricultura de subsistencia, factores ambientales negativos. Como se señalará más adelante, <<a los habitantes les gusta decir que llueve trece meses al año>>. Este último factor, constituye una dificultad metodológica porque la cantidad de nubosidad impide realizar trabajos <<óptimos>>. No obstante, el trabajo deja ver las consecuencias de la deforestación para el pastoreo y algunos cultivos (monocultivos y productos para el mercado externo). En conclusión, el estudio lleva a la consecución de la distribución del uso del suelo, la delimitación de la frontera agrícola y la elaboración del mapa respectivo para 1992, elementos que permiten comparar el gran avance de la frontera agrícola observando un mapa del instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales (INETER) de 1983.  ABSTRACT This article focuses on the application of Global Positioning Systems (GPS), Geographical Information Systems (GIS), and Remote Sensing to the study of the agricultural frontier of Southeastern Nicaragua in the elaboration of a land use map of this area. The methodology of map elaboration, bases on LANDSAT satellite imagines, is explained. A report on deforestation processes and the agrarian frontier in Nicaragua within the context of Central America is also included.

LA REVALORIZACIÓN DE ESPACIOS URBANOS Y NUEVAS CONSIDERACIONES SOBRE EL VALOR DEL SUELO EN LAS CIUDADES INTERMEDIAS. SANTA ROSA. LA PAMPA. ARGENTINA.

En la ciudad de Santa Rosa, La Pampa, se advierte que el valor del suelo ya no se fija únicamente en función de mecanismos tradicionales de oferta y demanda sino a través de la incorporación de componentes perceptivos, vinculados, muchas veces, con las representaciones sociales de los habitantes urbanos. La histórica limitación del crecimiento en el sudoeste de la ciudad, por la presencia de una barrera natural como la laguna “Don Tomás”,y el denominado Barrio Los Hornos van siendo “neutralizados” por las intervenciones estatales que se van amalgamando con ciertas representaciones de la población que decide  recuperar viviendas tradicionales para adaptarlas a nuevas funciones, además de la ponderación  del paisaje a la hora de fijar valores a los inmuebles cercanos y en las construcciones de viviendas permanentes en los loteos de reciente ejecución. En esta presentación se exponen algunas consideraciones que enmarcan el análisis de las variaciones del valor del suelo urbano adoptadas  en la ciudad de Santa Rosa – La Pampa-, rescatando el rol de los agentes y/o actores involucrados, las prácticas que se utilizan para la fijación de valores y cómo influyen en la significación/resignificación de los lugares.

PRÁCTICAS AGRÍCOLAS COLONIALES Y DEGRADACIÓN DEL SUELO: EL CASO DE SAQUENCIPÁ

La investigación propuesta busca dar mayor relevancia al entendimiento de las problemáticas ambientales relacionadas con el suelo y contribuir a ofrecer respuestas y soluciones interdisciplinarias que correspondan a la complejidad de la relación ecosistema-cultura, que es dinámica y debe ser pensada históricamente. Con el objetivo de analizar el proceso de transformación de las prácticas agropecuarias en el valle de Saquencipá (Andes Orientales, Departamento de Boyacá, Colombia), en relación con los procesos de degradación del suelo, en el periodo de apropiación por parte de los españoles durante los siglos XVI y XVII, se plantean nuevas preguntas a las fuentes primarias, representadas por crónicas, mapas y colecciones de documentos civiles y eclesiásticos. La información obtenida con respecto a las transformaciones del paisaje, las formas de apropiación del territorio, los usos del suelo y las prácticas agropecuarias, se complementa y contrasta con los resultados obtenidos por los estudios arqueológicos, históricos, edafológicos y palinológicos, llevados a cabo en la región objeto de estudio, así como por el trabajo de campo y la cartografía elaborada. Así, se espera contribuir a la comprensión de las causas históricas del problema de desertificación que actualmente afronta la región.

ALGUNOS FACTORES QUE INCIDEN EN LA VALORACION DEL SUELO URBANO

Este ensayo tuvo como finalidad primordial señalar la importancia que encierra, para fines planificadores, el conocimiento de la distribución de los valores del suelo dentro de un área urbana determinada. Asi tomada como el area de estudio; el distrito 1 o el Carmen, y localizada en la porción noroeste de la ciudad capital de Costa Rica, toda una serie de factores o variables que presentan gran relevancia en la fijación de valores para su suelo, fuero fijados y analizados, una vez caracterizada el area bajo análisis. En búsqueda de un modelo que se adapte a tal situación, se realizo una revisión bibliográfica y los principios modelo sobre el valor del suelo fueron presentados. Con los datos e informaciones recibidos en las diferentes instituciones mencionadas a lo largo del trabajo, y con el material recopilado en el campo, se llevo a cabo una cuantificación de los mismos, principalmente mediante el uso de un sistema de clasificación del dato esencial (valor del suelo) y, posteriormente, una serie de correlaciones –regresiones, simples y múltiples-, fue realizada con el fin de comprobarlas hipótesis planteadas y  con ello llegar a un análisis de los resultados obtenidos que permitiese brindar algunas recomendaciones al respecto. Otra finalidad de este consiste en demostrar la importancia del trabajo del geógrafo en el proceso  de la fijación de los valores para el terreno, sea urbano, sea rural, y cualquiera sea el fin que persiga: valores fiscales, valores reales, comerciales y, por qué no, hasta especulativos. SUMARY The main objetive of this investigation is to demonstrate the importance of the distribution of land values in an urban area in regards to the planning process. The chosen study area is the first district (Carmen) located in the northeast section of  the capital city of San José. Once the study area had been chosen, a series of factors and variables relavant to the fixation of land values, were chosen and analyzed. In the search for a model that could be adapted to the situation, a bibliographic revision was made concerning the topic of land values, and a list of possible land values, and a list of possible land value models was presented. In was possible to quantify the data information obtained from the different institutions mentioned in the investigation as well as from the material collected in the field; principally by means of a classification system of essential data ( land values), and later, series of simple and multiple correlation regressions were applied with the primary purpose being to confirm  the main hypothesis and then, arrive at an analysis of the obtained results that permit respective recommendations. Another purpose of the investigation consisted in demonstrating the importance of the geographer in the process of determining urban and rural land values and even for speculative purposes.

GEOMORFOLOGIA Y USO DEL SUELO

Se ha pretendido demostrar la importancia de los estudios geomorficos en la planificación del uso del suelo de un área y la manera en que pueden ser afectadas las zonas de expansión urbana por la omisión del factor geomorfológico. El área en Estudio es pequeña, comprende la sección SE de la hoja topográfica Abra, escala 1:50.000, pero se aplico una metodología en la que se hicieron intervenir el análisis de la carta topográfica, de las fotos aéreas y estudios de campo. Se hizo un mapeo de formas y otro de suelos. Se estudió el uso actual del suelo y el uso potencial. ASTRACT The author has attempted to demonstrate the importance of geomorphic studies in the land use planning of an area and the manner in which urban expansion can be affected by the omission of the geomorphologie factor. The small study area covers the southeast section of the Abra topographic map, scale 1:50.000. No matter the size of the study area, a methodology was used that permitted an extensive analysis of the forms and types of landforms encountered. Also studied was the actual and potencial land use of the area.

IMPACTO DE LOS CAMBIOS DEL USO DEL SUELO EN EL VALLE DE TALAMANCA. RESERVA INDIGENA DE TALAMANCA. 1980 – 1992.

En la década de los ochenta se evidenciaron, con gran fuerza, cambios de uso del suelo en el Valle de Talamanca; se presentó una presentó una especie de período de transición de una agricultura de policultivo a una monocultivo, lo cual tuvo repercusiones en la economía, la sociedad y en la cultura indígena; estos cambios fueron marcado por la apertura de ese espacio, propiciada por el proceso de las exploraciones petroleras que llevó a cabo la Refinadora Costarricense de Petróleo entre 1980 y 1985.  Al abrirse el espacio talamanqueño el cual estuvo relativamente aislado, quedó comunicado con el resto del país y se estableció una economía monetaria desconocida en este territorio; se inició un nuevo tipo de ordenamiento y utilización del suelo.  La agricultura se enrumbó hacia el mercado nacional, transformándose a sí misma: de una producción de autoconsumo basada en el policultivo, pasó a una producción de mercado de un solo producto, el plátano (Musa paradisiaca), el cual se ha perfilado como el nuevo producto (monopólico) comercial por excelencia. 

ANÁLISIS DE FACTORES HÍDRICOS DE LA SUBCUENCA DEL RIO SARAI

A nivel nacional se han realizado diferentes investigaciones aplicando el MÉTODO DE BALANCE HÍDRICO DE THORNTHWAITE Y MATHER 1957.  Este metodología brinda información específica sobre la disponibilidad de humedad en el suelo, cantidad que se evapotranspira, excelo y déficit mensual en el suelo, etc.   En la subcuenca del río Saraí, ubicada en la Reserva Indígena de Ujarrás, se aplicó tal metodología, cuyo objetivo fue establecer que mediante la relación algunas propiedades físicas del suelo, factores hídricos y climáticos de la subcuenca, se podría determinar la distribución espacial y temporal de la recarga de aguas subterráneas, según zona climática, unidad geomorfológica y uso del suelo.

ASPECTOS SOBRE LA RELACION ENTRE LA RENTA ABSOLUTA Y DIFERENCIAL DEL SUELO

Este trabajo relaciona las dos formas de rentas desarrolladas por Marx, renta absoluta y diferencial que se calculan para su aplicación en el agro.

ESPACIOS RURALES Y ESPACIOS URBANOS. CONSTANTES Y CAMBIOS EN EL USO DEL SUELO

Mostrar la expansión en el uso del suelo en el litoral noroccidental del estado de Guerrero, México, desde una perspectiva histórico–geográfica, a partir de la noción de estrategias y prácticas, con apoyo en el análisis del comportamiento de los actores sociales, las condicionantes de la naturaleza y la contribución de la cultura.

Estudio sobre las adaptaciones de los artrópodos a la vida en las lomas de los alrededores de Lima

Observaciones periódicas de las fluctuaciones de la temperatura en la superficie del suelo y a diversos niveles hasta 30 cm. encima y debajo de ésta, es decir, del microclima, en el cual cumple su ciclo biológico la gran mayoría de los componentes de la fauna de las lomas. Como se aprecia en las láminas II y III, se limita el invierno constantemente frío a los meses de Junio a Agosto, o en otros años de Julio a Setiembre. Los meses de Mayo y Setiembre, respectivamente Octubre, se caracterizan por los abruptos cambios en que alternan días calientes veraniegos con los días fríos invernales. Días soleados y de temperaturas constantemente altas caracterizan la época de Verano en los meses de Noviembre hasta Abril. Las temperaturas diurnas mayores (65°C) se obtuvo en la superficie del suelo en Marzo y las temperaturas diurnas menores (18.5°C) en Julio. Durante todo el curso de un día de Invierno nublado, las temperaturas se mantenían con escasa variación entre 13°C y 18°C en los seis niveles observados sobre y bajo la superficie del suelo. Variando menos y siendo más altas en las capas más profundas (Lámina I). Las correspondientes observaciones para un día de Verano mostraron (Lámina I) que las temperaturas pueden variar en la superficie entre 19°C y 53°C, mientras a esta diferencia de 34°C correspondía a sólo 30 cm. bajo el suelo una temperatura casi constante, con una diferencia de solo 2°C, entre máxima de 33°C y mínima de 31°C. Relacionándose la vida animal en las lomas estrechamente con la vida vegetal, la fauna es más abundante en el invierno. En total se han registrado 256 especies de artrópodos; el 26% de los cuales son coleópteros, el 20% dípteros, el 12% himenópteros, el 9% lepidópteros; el 7% son Araneida y el 0.8% Scorpionida. Especie típicas del arenal con vegetación son : el escorpión Brachistosternus ehrenbergi GERVAIS, la araña Sicarius peruensis KEYS, el lepismátido Acrotelsella gigantea ESCHERICH, los tenebrionidos Scotobious vulgaris GUERIN, Psametichus costatus GUERIN y Philorea mucronata SESN., dos especies de Ántrax (BombyliidaeDipt.) y la abeja Caupolicana vestita var. Piurensis CKLL. Que anida sólo en el suelo arenoso.

Avaluació de l'aptitud de bioestabilitzats com a esmena orgànica per a la rehabilitació de sòls

L’objectiu d’aquest estudi ha estat avaluar l’efecte que té sobre algunes propietats fisicoquímiques del sòl i el creixement de plantes, l’adició del producte compostat obtingut a partir de la fracció orgànica dels residus sòlids urbans de recollida no selectiva, material anomenat bioestabilitzat. S’ha dut a terme un bioassaig amb blat (Triticum aestivum), utilitzant bioestabilitzat procedent de dues plantes de tractament mecànic i biològic, Vacarisses i Mataró, que s’ha aplicat a diferents dosis en un sòl de baixa qualitat. S’ha observat una relació positiva entre el creixement del blat i la dosis de bioestabilitzat aplicada. Pel que fa a la germinació, ha estat lleugerament estimulada per les dosis intermèdies de bioestabilitzat assajades. En quant a les propietats fisicoquímiques del sòl, s’ha observat un increment de la salinitat en funció de la dosis de bioestabilitzat aplicada, que en les més elevades podria ser problemàtica. També, el contingut de matèria orgànica ha augmentat de manera proporcional a la dosis, cosa que ha millorat les propietats físiques del sòl. Per altra banda, s’han trobat continguts d’impropis (vidre, plàstic ...) i concentracions d’alguns metalls pesants bastant elevades, així com una considerable variabilitat entre les partides de bioestabilitzat. Finalment, es conclou que abans de permetre l’aplicació de bioestabilitzat per a la rehabilitació de sòls degradats, cal aprofundir més en l’estudi d’aquest material.

Geotechnical Analysis of Contaminated Sand by Light Non-Aquous Phase Liquids

Contaminated soil reuse was investigated, with higher profusion, throughout the early 90’s, coinciding with the 1991 Gulf War, when efforts to amend large crude oil releases began in geotechnical assessment of contaminated soils. Isolated works referring to geotechnical testing with hydrocarbon ground contaminants are described in the state-of-the-art, which have been extended to other type of contaminated soil references. Contaminated soils by light non-aquous phase liquids (LNAPL) bearing capacity reduction has been previously investigated from a forensic point of view. To date, all the research works have been published based on the assumption of constant contaminant saturation for the entire soil mass. In contrast, the actual LNAPLs distribution plumes exhibit complex flow patterns which are subject to physical and chemical changes with time and distance travelled from the release source. This aspect has been considered along the present text. A typical Madrid arkosic soil formation is commonly known as Miga sand. Geotechnical tests have been carried out, with Miga sand specimens, in incremental series of LNAPL concentrations in order to observe the soil engineering properties variation due to a contamination increase. Results are discussed in relation with previous studies and as a matter of fact, soil mechanics parameters change in the presence of LNAPL, showing different tendencies according to each test and depending on the LNAPL content, as well as to the specimen’s initially planned relative density, dense or loose. Geotechnical practical implications are also commented on and analyzed. Variation on geotechnical properties may occur only within the external contour of contamination distribution plume. This scope has motivated the author to develop a physical model based on transparent soil technology. The model aims to reproduce the distribution of LNAPL into the ground due to an accidental release from a storage facility. Preliminary results indicate that the model is a potentially complementary tool for hydrogeological applications, site-characterization and remediation treatment testing within the framework of soil pollution events. A description of the test setup of an innovative three dimensional physical model for the flow of two or more phases, in porous media, is presented herein, along with a summary of the advantages, limitations and future applications for modeling with transparent material. En los primeros años de la década de los años 90, del siglo pasado, coincidiendo con la Guerra del Golfo en 1991, se investigó intensamente sobre la reutilización de suelos afectados por grandes volúmenes de vertidos de crudo, fomentándose la evaluación geotécnica de los suelos contaminados. Se describen, en el estado del arte de esta tésis, una serie de trabajos aislados en relación con la caracterización geotécnica de suelos contaminados con hidrocarburos, descripción ampliada mediante referencias relacionadas con otros tipos de contaminación de suelos. Existen estudios previos de patología de cimentaciones que analizan la reducción de la capacidad portante de suelos contaminados por hidrocarburos líquidos ligeros en fase no acuosa (acrónimo en inglés: LNAPL de “Liquid Non-Aquous Phase Liquid”). A fecha de redacción de la tesis, todas las publicaciones anteriores estaban basadas en la consideración de una saturación del contaminante constante en toda la extensión del terreno de cimentación. La distribución real de las plumas de contaminante muestra, por el contrario, complejas trayectorias de flujo que están sujetas a cambios físico-químicos en función del tiempo y la distancia recorrida desde su origen de vertido. Éste aspecto ha sido considerado y tratado en el presente texto. La arena de Miga es una formación geológica típica de Madrid. En el ámbito de esta tesis se han desarrollado ensayos geotécnicos con series de muestras de arena de Miga contaminadas con distintas concentraciones de LNAPL con el objeto de estimar la variación de sus propiedades geotécnicas debido a un incremento de contaminación. Se ha realizado una evaluación de resultados de los ensayos en comparación con otros estudios previamente analizados, resultando que las propiedades mecánicas del suelo, efectivamente, varían en función del contenido de LNAPL y de la densidad relativa con la que se prepare la muestra, densa o floja. Se analizan y comentan las implicaciones de carácter práctico que supone la mencionada variación de propiedades geotécnicas. El autor ha desarrollado un modelo físico basado en la tecnología de suelos transparentes, considerando que las variaciones de propiedades geotécnicas únicamente deben producirse en el ámbito interior del contorno de la pluma contaminante. El objeto del modelo es el de reproducir la distribución de un LNAPL en un terreno dado, causada por el vertido accidental de una instalación de almecenamiento de combustible. Los resultados preliminares indican que el modelo podría emplearse como una herramienta complementaria para el estudio de eventos contaminantes, permitiendo el desarrollo de aplicaciones de carácter hidrogeológico, caracterización de suelos contaminados y experimentación de tratamientos de remediación. Como aportación de carácter innovadora, se presenta y describe un modelo físico tridimensional de flujo de dos o más fases a través de un medio poroso transparente, analizándose sus ventajas e inconvenientes así como sus limitaciones y futuras aplicaciones.

Valoración de Indicadores de calidad para el diseño e implementación de tecnologías de manejo en Luvisoles de la zona norte de la provincia de Las Tunas, Cuba

La calidad del suelo es una herramienta de evaluación que puede facilitar la adaptación de prácticas de manejo que promuevan sistemas agropecuarios sostenibles. La investigación de este trabajo se inició con un diagnóstico participativo en 12 comunidades rurales de la provincia de Las Tunas en el año 2009 en el cual los productores identificaron los puntos críticos de calidad de los suelos de la región y sirvieron de punta de partida para seleccionar las variables físicas, químicas y biológicas a determinar en cinco sistemas de uso agropecuario (arboleda, pasto natural, pasto cultivado y dos sistemas silvopastoriles) en la zona La Veguita, municipio Las Tunas. El sistema arboleda se utilizó como referencia de las propiedades naturales del suelo. El pasto natural se distingue por el desarrollo de especies de baja productividad, sin embargo el pasto cultivado está representado por Pennisetum purpureum vc CUBA CT-115, y constituye una contribución a la tecnología de bancos de biomasa, para utilizarse en el pastoreo durante la seca. Los sistemas silvopastoriles están representados por Leucaena leucocephala Lam. en franjas y Panicum maximun vc. Likoni, los que se diferencian en su diseño, manejo y propiedades mineralógicas. El objetivo fundamental fue valorar indicadores de calidad de los suelos Luvisoles háplicos sobre granitoides, para diseñar e implementar tecnologías de manejo que permitan incrementar la capacidad agroproductiva de los suelos. Mediante el análisis de componentes principales se obtuvo un conjunto mínimo de indicadores físicos, químicos y biológicos que proporcionaron información útil referente a los procesos edáficos y se integraron para determinar un índice de calidad. En el sistema de uso, caracterizado por el pasto cultivado (Pennisetum purpureum) se estableció, en parcelas experimentales, un ensayo de corta duración, en el que se comparó el laboreo tradicional y el laboreo sin inversión del prisma, con y sin aplicación de compost. En ambos sistemas de labranza se evaluó el desarrollo del cultivo e indicadores de calidad del suelo. Los resultados mostraron que del conjunto de indicadores edáficos estudiados se seleccionaron 6 en los que la capacidad de intercambio catiónico, materia orgánica, potasio intercambiable, contenido de arena, densidad aparente y biomasa de lombrices explicaron la mayor variabilidad y sirvieron de base para evaluar la calidad de estos suelos. Se establecieron valores umbrales de referencia de indicadores de calidad, que permitirán evaluar y monitorear los sistemas de uso y manejo de la región. El sistema Silvopastoril 2 resultó el de mayor índice de calidad de los suelos tomando como referencia la arboleda por su condición natural. El manejo silvopastoril influyó predominantemente en mejores resultados productivos pero las características edáficas principalmente físicas, deben definir su diseño y manejo. El sistema de pastos cultivados con Pennisetum purpureum vc CUBA CT 115, alcanzó la mayor acumulación de carbono orgánico, sin embargo, el manejo limitó su calidad física y el funcionamiento productivo del sistema. De manera general los sistemas de uso no garantizan un índice de la calidad del suelo, puesto que se ve afectado por las propiedades edáficas y las prácticas de manejo. En el ámbito biológico, las lombrices constituyeron los organismos más numerosos con predominio en los sistemas silvopastoriles y arboleda. Los valores superiores de densidad y biomasa de oligoquetos y mayor diversidad de otros individuos de la macrofauna, indican que la presencia de árboles en los pastizales de gramínea potencia y diversifican las comunidades de macroinvertebrados del suelo. El sistema de labranza sin inversión del prisma propicia una mejor calidad física del suelo, manteniendo el carbono e incrementando los rendimientos del Penisetum purpureum cv CUBA CT 115. La labranza tradicional, a base de aradura y grada, afecta a los contenidos de materia orgánica en el corto plazo y mantiene capas compactas en el horizonte subyacente, además influye desfavorablemente al flujo del aire, agua y al desarrollo radical de los pastos. La aplicación de compost favoreció mejores resultados productivos en ambas tecnologías de manejo. Los resultados alcanzados recomiendan la implantación de tecnologías de manejo conservacionistas y la aplicación de materiales orgánicos que restituyan los elementos nutricionales requeridos por los pastos, por lo que no se justifica la continuidad del uso de prácticas tradicionales de laboreo con inversión del prisma que se realizan actualmente. ABSTRACT The soil quality is an assessment tool, which could facilitate the adaptation of management practices that promote sustainable agricultural systems. The present investigation was carried out with a participatory diagnostic in twelve rural communities from Las Tunas province in 2009, in which producers identified the critical soil quality points of region and served as a starting point to select the physical, chemical and biological variables, in order to determine on five agricultural used systems (grove, natural grass, cultivated grass and two silvopastoral systems) in La Veguita zone from municipality Las Tunas. The system grove was used as reference of natural soil properties. The natural grass is distinguished by the development of low-productivity species, however the cultivated grass is represented by Pennisetum purpureum vc CUBA CT-115, and is a contribution to the biomass banks technology, in order to use in grazing during the dry season. The silvopastoral systems are represented by Leucaena leucocephala Lam. in stripes and Panicum maximum cv. Likoni, which differ in their design, handling and mineralogical properties. The main aim of this study was to assess the quality indicators for haplic Luvisols on granitoids for designing and implementing management technologies in order to increase the agroproductive capacity of soils. A minimal set of physical, chemical and biological indicators by Principal Component Analysis was obtained, which provided some useful information regarding soil processes and their integration for determining an index of quality. In the use system, characterized for the cultivated grass (Pennisetum purpureum) a short term assay in experimental plots was established, where the traditional and prism without inversion tillage were compared with and without compost application. In both tillage systems were evaluated the crop development and soil quality indicators. The results showed that the studied soil indicators set, six were selected, specifically the ones with exchangeable cationic capacity, organic matter, interchangeable potassium, sand content, bulk density and earthworm biomass, which explained the higher variability and served as the basis for evaluating the soil quality. The Reference threshold values of quality indicators for evaluating and monitoring the use and management systems from the region were established. The silvopastoral system 2 had the highest quality soil index, taking of reference the grove system for its natural condition. The silvopastoral management influenced on better productive results, but the soil characteristics, particularly the physical properties to be defined its design and management. However, the cultivated grass system with Pennisetum purpureum vc CUBA CT 115, reached the greatest accumulation of organic carbon. However, the management limited its physical quality and productive performance of the system. In addition, the use systems do not guarantee an index of soil quality, since it is affected by soil properties and management practices. From the biological aspect, the earthworms are the most numerous organisms on the silvopastoral systems and grove. The higher values of oligochaetes biomass and density and the greater diversity of other organisms from macrofauna indicate that the tree presence on the pasture grasses allows enhancing and diversifying soil macro invertebrate communities. The non-inversion prism tillage system provides a better physical quality of soil, maintaining the carbon content and increasing the yields of Penisetum purpureum vc CUBA CT 115. The traditional tillage, using the plowing and harrowing affects the organic matter content in a short term and keeps on compact layers of underlying horizon, and adversely affects the air and water flow, and pasture radical development. The compost application favored the best production results in both management technologies. The results obtained recommend the implementation of conservation management technologies and the application of organic materials that restore the nutritional elements required by the pasture, so it does not justify the continued use of traditional tillage practices with prism investment that are currently being made.

Implementation of the Heated Pulsed Theory using actively heated fiber optics: measurements of soil volumetric water content and soil volumetric heat capacity

Existe una creciente necesidad de hacer el mejor uso del agua para regadío. Una alternativa eficiente consiste en la monitorización del contenido volumétrico de agua (θ), utilizando sensores de humedad. A pesar de existir una gran diversidad de sensores y tecnologías disponibles, actualmente ninguna de ellas permite obtener medidas distribuidas en perfiles verticales de un metro y en escalas laterales de 0.1-1,000 m. En este sentido, es necesario buscar tecnologías alternativas que sirvan de puente entre las medidas puntuales y las escalas intermedias. Esta tesis doctoral se basa en el uso de Fibra Óptica (FO) con sistema de medida de temperatura distribuida (DTS), una tecnología alternativa de reciente creación que ha levantado gran expectación en las últimas dos décadas. Específicamente utilizamos el método de fibra calentada, en inglés Actively Heated Fiber Optic (AHFO), en la cual los cables de Fibra Óptica se utilizan como sondas de calor mediante la aplicación de corriente eléctrica a través de la camisa de acero inoxidable, o de un conductor eléctrico simétricamente posicionado, envuelto, alrededor del haz de fibra óptica. El uso de fibra calentada se basa en la utilización de la teoría de los pulsos de calor, en inglés Heated Pulsed Theory (HPP), por la cual el conductor se aproxima a una fuente de calor lineal e infinitesimal que introduce calor en el suelo. Mediante el análisis del tiempo de ocurrencia y magnitud de la respuesta térmica ante un pulso de calor, es posible estimar algunas propiedades específicas del suelo, tales como el contenido de humedad, calor específico (C) y conductividad térmica. Estos parámetros pueden ser estimados utilizando un sensor de temperatura adyacente a la sonda de calor [método simple, en inglés single heated pulsed probes (SHPP)], ó a una distancia radial r [método doble, en inglés dual heated pulsed probes (DHPP)]. Esta tesis doctoral pretende probar la idoneidad de los sistemas de fibra óptica calentada para la aplicación de la teoría clásica de sondas calentadas. Para ello, se desarrollarán dos sistemas FO-DTS. El primero se sitúa en un campo agrícola de La Nava de Arévalo (Ávila, España), en el cual se aplica la teoría SHPP para estimar θ. El segundo sistema se desarrolla en laboratorio y emplea la teoría DHPP para medir tanto θ como C. La teoría SHPP puede ser implementada con fibra óptica calentada para obtener medidas distribuidas de θ, mediante la utilización de sistemas FO-DTS y el uso de curvas de calibración específicas para cada suelo. Sin embargo, la mayoría de aplicaciones AHFO se han desarrollado exclusivamente en laboratorio utilizando medios porosos homogéneos. En esta tesis se utiliza el programa Hydrus 2D/3D para definir tales curvas de calibración. El modelo propuesto es validado en un segmento de cable enterrado en una instalación de fibra óptica y es capaz de predecir la respuesta térmica del suelo en puntos concretos de la instalación una vez que las propiedades físicas y térmicas de éste son definidas. La exactitud de la metodología para predecir θ frente a medidas puntuales tomadas con sensores de humedad comerciales fue de 0.001 a 0.022 m3 m-3 La implementación de la teoría DHPP con AHFO para medir C y θ suponen una oportunidad sin precedentes para aplicaciones medioambientales. En esta tesis se emplean diferentes combinaciones de cables y fuentes emisoras de calor, que se colocan en paralelo y utilizan un rango variado de espaciamientos, todo ello en el laboratorio. La amplitud de la señal y el tiempo de llegada se han observado como funciones del calor específico del suelo. Medidas de C, utilizando esta metodología y ante un rango variado de contenidos de humedad, sugirieron la idoneidad del método, aunque también se observaron importantes errores en contenidos bajos de humedad de hasta un 22%. La mejora del método requerirá otros modelos más precisos que tengan en cuenta el diámetro del cable, así como la posible influencia térmica del mismo. ABSTRACT There is an increasing need to make the most efficient use of water for irrigation. A good approach to make irrigation as efficient as possible is to monitor soil water content (θ) using soil moisture sensors. Although, there is a broad range of different sensors and technologies, currently, none of them can practically and accurately provide vertical and lateral moisture profiles spanning 0-1 m depth and 0.1-1,000 m lateral scales. In this regard, further research to fulfill the intermediate scale and to bridge single-point measurement with the broaden scales is still needed. This dissertation is based on the use of Fiber Optics with Distributed Temperature Sensing (FO-DTS), a novel approach which has been receiving growing interest in the last two decades. Specifically, we employ the so called Actively Heated Fiber Optic (AHFO) method, in which FO cables are employed as heat probe conductors by applying electricity to the stainless steel armoring jacket or an added conductor symmetrically positioned (wrapped) about the FO cable. AHFO is based on the classic Heated Pulsed Theory (HPP) which usually employs a heat probe conductor that approximates to an infinite line heat source which injects heat into the soil. Observation of the timing and magnitude of the thermal response to the energy input provide enough information to derive certain specific soil thermal characteristics such as the soil heat capacity, soil thermal conductivity or soil water content. These parameters can be estimated by capturing the soil thermal response (using a thermal sensor) adjacent to the heat source (the heating and the thermal sources are mounted together in the so called single heated pulsed probe (SHPP)), or separated at a certain distance, r (dual heated pulsed method (DHPP) This dissertation aims to test the feasibility of heated fiber optics to implement the HPP theory. Specifically, we focus on measuring soil water content (θ) and soil heat capacity (C) by employing two types of FO-DTS systems. The first one is located in an agricultural field in La Nava de Arévalo (Ávila, Spain) and employ the SHPP theory to estimate θ. The second one is developed in the laboratory using the procedures described in the DHPP theory, and focuses on estimating both C and θ. The SHPP theory can be implemented with actively heated fiber optics (AHFO) to obtain distributed measurements of soil water content (θ) by using reported soil thermal responses in Distributed Temperature Sensing (DTS) and with a soil-specific calibration relationship. However, most reported AHFO applications have been calibrated under laboratory homogeneous soil conditions, while inexpensive efficient calibration procedures useful in heterogeneous soils are lacking. In this PhD thesis, we employ the Hydrus 2D/3D code to define these soil-specific calibration curves. The model is then validated at a selected FO transect of the DTS installation. The model was able to predict the soil thermal response at specific locations of the fiber optic cable once the surrounding soil hydraulic and thermal properties were known. Results using electromagnetic moisture sensors at the same specific locations demonstrate the feasibility of the model to detect θ within an accuracy of 0.001 to 0.022 m3 m-3. Implementation of the Dual Heated Pulsed Probe (DPHP) theory for measurement of volumetric heat capacity (C) and water content (θ) with Distributed Temperature Sensing (DTS) heated fiber optic (FO) systems presents an unprecedented opportunity for environmental monitoring. We test the method using different combinations of FO cables and heat sources at a range of spacings in a laboratory setting. The amplitude and phase-shift in the heat signal with distance was found to be a function of the soil volumetric heat capacity (referred, here, to as Cs). Estimations of Cs at a range of θ suggest feasibility via responsiveness to the changes in θ (we observed a linear relationship in all FO combinations), though observed bias with decreasing soil water contents (up to 22%) was also reported. Optimization will require further models to account for the finite radius and thermal influence of the FO cables, employed here as “needle probes”. Also, consideration of the range of soil conditions and cable spacing and jacket configurations, suggested here to be valuable subjects of further study and development.

Desempeño del riego por superficie en el área de regadío de la cuenca del río Tunuyán superior, Mendoza, Argentina

El área de regadío de la cuenca del río Tunuyán Superior está ubicada en Mendoza - Argentina, a los 33° 34´ de latitud Sur y 69° 00´ de longitud Oeste, está conformada por los departamentos de Tupungato, Tunuyán y San Carlos y cuenta con una superficie de 51.484 ha con derechos de riego superficial (DGI, 2004)., siendo indispensable el desarrollo de indicadores que permitan conocer la eficiencia del uso del agua para riego, detectando los principales problemas y soluciones para un desarrollo sustentable de la cuenca. El objetivo general del estudio es conocer el grado de aprovechamiento del agua de riego en el interior de las propiedades agrícolas del área de influencia del río Tunuyán en su tramo superior y estimar las eficiencias potenciales factibles de alcanzar considerando los posibles cambios operativos y el balance salino. En la cuenca predominan los métodos de riego por escurrimiento superficial con desagüe al pie. Se utilizó la metodología de Walker & Skogerboe (1987) y los estándares de ASAE (2000). Para la cuantificación de los parámetros desempeño, que califican los métodos de riego, se utiliza la metodología definida por la ASCE (American Society of Civil Engineers, Burt et al 1997). Los resultados indican que predomina el método de riego por surcos con desagüe, texturas de suelo franco arenosas, pendientes del 0,87%, salinidad de suelo de 0-100 cm: 1,12 dS m-1, salinidad del agua de riego: 0,70 dS m-1; caudales de manejo y unitario de 53 L s-1 y 1,24 L s-1m-1 respectivamente, longitud de la parcela de riego 123 m, tiempo de aplicación de 7 hs y la infiltración básica de los suelos es de 5,3 mm h-1. Resultó una eficiencia de riego en finca baja (39%), con eficiencias de conducción, aplicación, almacenaje y distribución de 91%, 43%, 99% y 91% respectivamente. La eficiencia potencial a alcanzar en la zona, mejorando el manejo del riego en finca sería del 68 % y considerando el balance salino del suelo, sería del 90 %. La principal causa de las bajas eficiencias observadas a campo para la zona bajo estudio es el excesivo tiempo de aplicación o corte. Para cada zona de manejo las principales causas son: a) zona norte: bajos caudales unitarios, b) zona centro norte: deficiente nivelación c) zona centro sur: excesivos caudales unitarios y d) zona sur: deficiente nivelación. Los modelos de simulación utilizados resultaron de utilidad para interpretar las evaluaciones de riego realizadas a campo en cada caso en particular, como así también para el planteo de escenarios de optimización de los sistemas de riego evaluados.