ESCORRENTIA: DEFINICION, TIPOS Y FACTORES QUE LA GENERAN

Se conoce como escorrentía o escurrimiento, a la lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje bajo la acción de la gravedad, la cual es generada principalmente por la precipitación de aguas meteóricas y alimenta las corrientes superficiales, continuas o intermitentes, de una cuenca.

Lámina de agua que circula sobre la superficie del terreno.

Tipos de Escorrentía

Escorrentía Superficial o Directa

El producto de la precipitación de aguas lluvia, nieve u otras fuentes que no se infiltran en el terreno y se dirigen hacia la red de drenaje moviéndose sobre la superficie del terreno mediante la acción de la gravedad se conoce como escorrentía superficial, y corresponde a aguas meteóricas que no quedan detenidas en las depresiones del suelo generadas por la geomorfología de la zona, y que escapan a los fenómenos de evapotranspiración.

El proceso que inicia la precipitación, depende fuertemente de las características del terreno ya que la primera lluvia que cae, se emplea en cubrir la capacidad de retención de la parte aérea de las plantas y en saturar el suelo y cuando la capacidad de infiltración del terreno es inferior que la intensidad de la lluvia, el agua comienza a desplazarse por la superficie de la zona, creando una capa delgada de agua la cual se transporta mediante la gravedad y dependiendo de factores como la pendiente del terreno, las irregularidades del suelo y la presencia de vegetación finalmente se incorpora a la red de drenaje para constituir la escorrentía total.

Este tipo de escurrimiento es una de las principales causas que generan la erosión a nivel mundial, debido a que suele ser particularmente nociva en suelos poco permeables, como los suelos de tipo arcillosos, y en zonas con cubierta vegetal escasa.

Escorrentía de tipo superficial producto de la precipitación de aguas meteóricas.

Escorrentía Hipodérmica o Subsuperficial

Se conoce como escorrentía subsuperficial o hipodérmica, al agua que se filtra en el suelo generada durante la precipitación y que se mueve de manera subhorizontal por los horizontes superiores del terreno, para reaparecer en superficie en forma de manantial e incorporarse posteriormente a microsurcos superficiales que la conducirán hacia la red de drenaje principal.

Escorrentía Subterránea

Este tipo de escorrentía se infiltra en el suelo hasta alcanzar el nivel freático, donde circula hasta alcanzar la red de drenaje principal; La escorrentía superficial fluye de manera más rápida, mientras que la escorrentía subterránea fluye más lentamente teniendo velocidades de flujo del orden de m/h.

Esquema que representa los tipos de escorrentía existentes y que alimentan el caudal en las fuentes hídricas

Ciclo de la Escorrentía

El proceso de escorrentía evoluciona según un ciclo conformado de cuatro fases en relación con el ritmo de las precipitaciones. A continuación, se describen las fases que componen el ciclo:

• Primera fase, período sin precipitaciones: Después de un período sin presencia de precipitación en la zona, el proceso de evapotranspiración, tiende a agotar la humedad existente en las capas superficiales y a extraer agua de la franja capilar, en esta fase, las aguas subterráneas alimentan las corrientes superficiales descendiendo progresivamente el nivel piezométrico existente en ellas.

Primera fase del ciclo de escorrentía, periodo sin presencia de precipitación.

• Segunda fase, inicio de la precipitación: Cuando la evapotranspiración cesa, las aguas meteóricas que se generan durante el proceso de precipitación son interceptadas por la vegetación, el suelo, las superficies de agua libre y los cuerpos de agua superficiales; en esta etapa, se infiltra una cantidad considerable de agua que abastece la capacidad de almacenamiento y el agua excedente se mueve de manera superficial en forma de escorrentía directa alimentando las fuentes de agua superficiales. Los aportes de las corrientes subterráneas a los flujos de agua superficial continúan y sigue sin interrumpirse el descenso de los niveles piezométricos de la capa freática.

Segunda fase del ciclo de escorrentía, inicio de la precipitación de aguas meteóricas.

• Tercera fase, precipitación máxima: Cuando la precipitación se prolonga por determinado intervalo de tiempo, la cubierta vegetal intercepta poca agua, generando que gran parte de las aguas meteóricas alcancen el suelo y que las capas superficiales del mismo se saturen. Al encontrarse el suelo saturado, parte de las aguas producto de la precipitación se infiltran alimentando la escorrentía hipodérmica, y así mismo a los acuíferos, originándose en éstos un aumento del nivel piezométrico. Las aguas que no se infiltran en el suelo generan escorrentía superficial, la cual en esta etapa del ciclo presenta su valor máximo, mientras que la escorrentía subterránea aumenta ligeramente.  La escorrentía total generada en el ciclo alcanza su máximo valor, produciendo aumento en el caudal de las fuentes hídricas y generando crecimiento del recurso

Tercera fase del ciclo de escorrentía, punto máximo de la precipitación.

• Cuarta fase, etapa posterior a la precipitación: Al cesar la lluvia, la escorrentía superficial desaparece rápidamente y tanto el suelo como el subsuelo se encuentran saturados de agua. La infiltración de agua continúa en sectores donde se presentan depresiones superficiales que estancan el agua y alimentan tanto la humedad del suelo, como a la escorrentía subsuperficial y las aguas subterráneas. Al finalizar la precipitación aparecen nuevamente los procesos de evapotranspiración y el caudal de las fuentes hídricas que fueron alimentadas por los diversos tipos de escorrentía entran en régimen de decrecimiento. Esta fase y el ciclo de la escorrentía se cierra con la aparición de la primera fase.

Cuarta fase del ciclo de escorrentía, etapa posterior a la precipitación e inicio de un nuevo ciclo.

Parámetros que influyen en la escorrentía

Los principales parámetros que pueden afectar la escorrentía son:

Factores climáticos

• Precipitación: Este factor se determina mediante condicionantes tales como la forma que se presente la precipitación (lluvia, granizo, nieve, entre otros), la intensidad del fenómeno, la duración del mismo, así como la distribución tanto en el tiempo como en el área, las precipitaciones anteriores ocurridas en la zona y la humedad del suelo.

• Intercepción: Factor climático que depende del tipo de vegetación presente en el terreno, la composición, edad y densidad de los estratos, la estación del año que ocurra la escorrentía y la magnitud de la tormenta que generó el fenómeno.

• Evaporación y Transpiración: Estos factores se encuentran directamente influenciados por la temperatura, el viento, la radiación solar, la presión atmosférica, la humedad y la naturaleza y forma del terreno dónde ocurre el fenómeno.

Factores fisiográficos

• Características de la cuenca: Es un factor fisiográfico que influye en la escorrentía y depende de las características físicas presentes en la cuenta tales como la geometría, la extensión, la forma, la pendiente, la orientación y dirección de la misma.

• Características Físicas: Tales como el uso y cobertura de la tierra, las condiciones de infiltración, el tipo del suelo, las condiciones geológicas que la zona presente como la permeabilidad y la capacidad de generar aguas subterráneas en el sector, las condiciones topográficas como la presencia de lagos, pantanos, lagunas y drenajes artificiales.

• Capacidad de transporte: Factor que se encuentra directamente relacionado con el tamaño, la forma, la pendiente, la rugosidad, la longitud y los tributarios presentes en el sector donde se presenta el fenómeno de escorrentía.

• Capacidad de almacenamiento: Factor directamente ligado con las curvas de remanso, las cuales se definen como el perfil longitudinal de la superficie de agua en un curso dónde dicha superficie es elevada sobre su nivel normal como consecuencia de una construcción natural o artificial.

La comparación entre los parámetros anteriormente descritos permite obtener información relevante sobre los procesos que se pueden presentar bajo diversas situaciones. Las condiciones en las que se encuentra el suelo en el momento en que se produce la precipitación, afecta la forma como se presente la escorrentía; A continuación se identifican los principales casos que se pueden presentar:

1. Si la intensidad de la precipitación que ocurre en la zona es menor que la capacidad de infiltración y así mismo, el contenido de humedad del suelo es menor que su capacidad de retención, la escorrentía sobre la superficie del terreno será mínima, debido a que el suelo tendrá la capacidad de captar gran parte del volumen de agua que precipita sobre este.

2. Cuando la intensidad de la precipitación generada es menor que la capacidad de infiltración del terreno y el contenido de humedad del suelo es cercano o igual a la capacidad de retención de agua, parte de la precipitación se convertirá finalmente en escurrimiento sobre el terreno, sin embargo, el volumen de escorrentía superficial generado será bajo.

3. Si la intensidad de la precipitación es mayor que la capacidad de infiltración y el contenido de humedad del suelo o roca es menor a su capacidad de retención, el suelo, presentará una deficiencia de humedad significativa por lo cual permitirá que el agua se precipite y a pesar que la capacidad de infiltración sea reducida, una parte del recurso abastecerá de humedad al suelo, generando una porción relativamente pequeña de escorrentía superficial.

4. Cuando la intensidad de la precipitación es mayor que la capacidad de infiltración y el contenido de humedad presente en el suelo o roca es mayor o igual a su capacidad de retención, no permitirá la infiltración de agua, de modo que gran parte del agua precipitada se convertirá en escurrimiento superficial sobre el terreno y así mismo, el flujo de escorrentía subsuperficial o hipodérmico presente será mayor.