INTRODUCCIÓN A LA BIOINGENIERÍA

Fuente: Paola Sangalli
Asociación Española de Ingeniería del Paisaje
1 INTRODUCCIÓN .DEFINICIONES. AMBITOS DE ACTUACIÓN
La actividad humana genera en el medio natural una serie de efectos a n...
De manera más concreta y de acuerdo con la definición del profesor austriaco
M.

H.

Schiechteln, considerado el padre de ...
caminos y terrenos erosionados por arroyos, aludes y cárcavas se efectuaba con estos
materiales y su combinación con plant...
Situación en la península Ibérica
Al igual que en el resto de Europa, las primeras actuaciones se realizaron
durante el pa...
vegetales existentes se asemejan a las centro europeas Para su desarrollo a nivel del
resto de la península , de clima med...
sauce, el período de intervención será durante la parada vegetativa, esto es desde
noviembre a febrero, mientras que para ...
-

Agregación y estabilización superficial y/o profunda del suelo

-

Drenajes

-

Protección contra el viento

-

Favorec...
-

Enriquecimiento de los paisajes mediante la creación de focos visuales y nuevas
estructuras, formas y colores en la veg...
Las especies a utilizar en la recuperación dependerán en gran medida de estos
factores y del medio en el que debamos actua...
CLIMÁTICA
• Características macroclimáticas y microclimáticas.
Para la valoración del microclima se tendrán en cuenta los ...
FITOSANITARIA
• Estado fisiológico del material vegetal.
• Estado patológico del material vegetal.
HIDROGEOLÓGICA
•

Prese...
El material vegetal se elegirá después de una evaluación específica del ambiente en
el

cual

se

opera,

identificando

y...
Especies Leñosas
La vegetación leñosa, en comparación con la vegetación herbácea, enraíza más
profundamente, hasta 2 m de ...
arbustivas y arbóreas se asientan más fácilmente. Porciones de las fajinas vivas también
se enraízan y pasan a formar part...
materiales manufacturados. Los materiales naturales también pueden ser obtenidos
sobre el terreno en el transcurso de la o...
demostraron que mientras en suelos desnudos la producción de sedimentos varía enre
60 a1050 TM/Ha /año , las cifras descie...
Así mismo, en determinados lugares donde la presencia humana es evidente, el
empleo de especies ornamentales puede contibu...
gran amplitud ecológica relativa a la fertilidad del terreno, al clima y a la resistencia
mecánica .estas especies coloniz...
Semillas. La

mezcla de semillas se corresponderá a la en la medida de lo posible al

desarrollo natural de la zona. El gr...
Esta es la peculiaridad principal de la disciplina que lo diferencia de aquellas que utilizan
solo material inerte o utili...
de pérdida de suelo a la que se produciría en condiciones naturales o, al menos,
equipararla a la velocidad media de forma...
Efectos de tipo hidrológico

Contrario

a

la

Favorable

estabilidad
1-las

hojas

interceptan

precipitaciones

,

pérdi...
desecación

,

potenciando

una

mayor capacidad de infiltración

Efectos de tipo mecánico

Contrario

a

la

Favorable

e...
1- Capacidad para reproducirse por vía vegetativa, esto es , por esqueje : Tamarix,
Salix, Ligustrum vulgare, Laburnum ana...
Capacidad para consolidad el terreno
Resistencia del aparato radical
Plantas experimentadas en Austria , Alto Adige y Lazi...
Es especialmente importante la relación entre volumen de raíces y el volumen de brotes
( ver tabla 3.4 Schiechteln 1973)
R...
es el resultado de la intensidad de enraizamiento por la resistencia a la tracción de cada
una de las raíces individualmen...
Estudios de la universidad del Insurbia y de Molise han evidenciado las modificaciones de
las raíces de Spartium junceum y...
Desarrollo del aparato radicular de Spartium junceum A y B en talud

C y D ( Chiatante

et al )

Proyectos de Bioingenierí...
Proyectos de Bioingeniería

34
Especies leñosas empleadas

nombre científico

caract.

especie

resistencia a la

biotécnicas

colonizadora

caída de pie...
NOMBRE CIENTÍFICO

CARACT.

ESPECIE

RESISTENCIA A LA

BIOTÉCNICAS

COLONIZADORA

CAÍDA DE PIEDRAS

Arbustos
Anagys foetid...
NOMBRE CIENTÍFICO

ESPECIE

RESISTENCIA A LA

BIOTÉCNICAS
Sorbus aucuparia

CARACT.

COLONIZADORA

CAÍDA DE PIEDRAS

Si

s...
CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS
Las técnicas se dividen en 4 grandes grupos:
1.- Técnicas de recubrimiento
2.- Técnicas de e...
-Trenzados de mimbre
- Fajinas de ribera
- Esteras de ramas
- Empalizadas
Técnicas mixtas
Estas técnicas, a diferencia de ...
Técnicas De Recubrimiento
Son técnicas destinadas a crear un efecto de revegetación y estabilización superficial.
- Siembr...
Bibliografía Recomendada

Bibliografía en castellano:
•

Autores diversos : Manual de restauración fluvial Ministerio de M...
durch Ansaaten, Bepflanzungen, Bauweisen mit lebenden und nicht lebenden
Stoffen und Bauteilen,
kombinierte Bauweisen. Köl...
Haupt. 424 S.
•

Madsen B.L. (1995) Danish Watercourses, Danish Environment Protection

Agenca, Muljont nr. 11,
Kopenhagen...
•

Schiechtl, H.M. (1980): Bioengineering for land reclamation and conservation.

Edmonton/Alberta, Canada:
Univ. of Alber...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Introduccion a la bioingenieria

426

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
426
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
12
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Introduccion a la bioingenieria

  1. 1. INTRODUCCIÓN A LA BIOINGENIERÍA Fuente: Paola Sangalli Asociación Española de Ingeniería del Paisaje
  2. 2. 1 INTRODUCCIÓN .DEFINICIONES. AMBITOS DE ACTUACIÓN La actividad humana genera en el medio natural una serie de efectos a nivel ambiental , como la aparición de fenómenos de erosión e inestabilidad, la alteración de las características del suelo , la contaminación del agua , tierra y atmósfera, la alteración de la cubierta vegetal , el deterioro de la calidad o carácter del paisaje , la destrucción de los hábitats... La conservación de los recursos naturales requiere la adopción de medidas de corrección o restauración tendentes bien a prevenir los impactos negativos o bien a minimizar sus efectos sobre el medio natural. Por tanto , cualquier ambiental programa de restauración, rehabilitación o regeneración debe permitir la reconstrucción del potencial biológico de las superficies afectadas de forma que sea viable su reutilización para otros usos o su integración en el marco paisajístico del que forma parte. El establecimiento de una cubierta vegetal permanente es la mejor solución a largo plazo para conseguir dichos objetivos dado que juega un papel fundamental en el control de los procesos erosivos, en la estabilización del suelo, en la reconstrucción de su productividad, y en la minimización de impactos visuales e integración en el paisaje. Definiciones de INGENIERÍA BIOLÓGICA O BIOINGENIERÍA La Ingeniería Biológica comprende una serie de técnicas que utilizan material vegetal vivo como elemento de construcción, solo o combinado con materiales inertes, dentro del campo de la restauración ambiental. La ingeniería biológica o bioingeniería se utiliza en todos los ámbitos de obra civil, especialmente en el ámbito de consolidación de taludes, riberas y para el control de la erosión. El nombre proviene del término alemán ‘Ingenieurbiologie’ y en castellano se traduce como Ingeniería Biológica, Bioingeniería o Ingeniería del Paisaje Proyectos de Bioingeniería 5
  3. 3. De manera más concreta y de acuerdo con la definición del profesor austriaco M. H. Schiechteln, considerado el padre de esta disciplina, se entiende por Ingeniería Biológica, bioingeniería o Ingeniería del Paisaje, a la disciplina constructiva que persigue objetivos técnicos, ecológicos, estéticos y económicos, utilizando sobre todo materiales vivos como semillas, plantas, partes de plantas y comunidades vegetales solos o en combinación con materiales inertes como piedra, tierra, madera, hierro o acero como elementos constructivos. Estos objetivos se consiguen aprovechando los múltiples rendimientos de las plantas y utilizando técnicas constructivas de bajo impacto ambiental. La Ingeniería Biológica tiene su origen en la conjunción de técnicas forestales con técnicas de ingeniería tradicional; ha sido desarrollada principalmente en Centro Europa: Austria, Suiza, Alemania y en menor medida Italia y Francia, países que formando parte del Arco Alpino, tienen una tradicional sensibilidad por el mantenimiento del entorno natural y tratan de regenerar los impactos producidos por sus grandes obras, mediante técnicas que activen o potencien la regeneración natural. No se trata de una disciplina que sustituya a la ingeniería clásica, pero, sin embargo, hay que entenderlo como un elemento necesario y complementario en las obras de ingeniería convencional. Está suficientemente documentado que una capa de plantas protege la superficie del suelo contra la erosión y que la inexistencia de vegetación acelera los procesos erosivos (Siechteln, 1.993). El uso de plantas como material para estabilizar el suelo está frecuentemente asociado al empleo de materiales inertes, secundarios, cuya finalidad es ayudar a establecer unas condiciones físicas en las primeras fases, cuando todavía el material vegetal no ha llegado a su efectividad óptima (Lovejoy, 1.993). Muchas de las técnicas que forman parte de la Ingeniería Biológica son conocidas en la península: hidrosiembras, utilización de mantas orgánicas, muros verdes, pero hay numerosas técnicas con gran posibilidad de aplicación que resultan menos conocidas: lechos de ramaje, entramados de madera, peldaños de leña y roca, fajinas drenantes, trenzados de mimbre y así hasta más de ciento cincuenta técnicas distintas que forman parte de esta disciplina. Orígenes de estas técnicas El origen de las técnicas de Ingeniería biológica se sitúa entorno a la edad media, época en la que las técnicas constructivas eran de tipo empírico, basado en la experiencia y en la observación de los resultados y en donde los únicos elementos constructivos que existían eran las piedras y la madera. La sujeción de deslizamientos, Proyectos de Bioingeniería 6
  4. 4. caminos y terrenos erosionados por arroyos, aludes y cárcavas se efectuaba con estos materiales y su combinación con plantas vivas. A finales del siglo XVIII se tiene constancia de las primeras obras publicadas que hacen referencia a la Ingeniería biológica como disciplina .Esto permite establecer el origen de estas técnicas en la Europa Alpina, particularmente en Austria y Suiza. En el año 1.886 se publicó una obra recopilatoria titulada “Estabilización de las Riberas de nuestros Ríos y Desprendimientos de Tierras” (Robert Lauterburg,) Durante el siglo XIX e inicios del XX estas técnicas se aplicaron principalmente en obras de restauración hidrológico-forestal. La aparición de nuevas técnicas y materiales, sobre todo el hormigón, hizo que las técnicas de Ingeniería Biológica quedaran relegadas al ámbito rural y forestal de la zona centroeuropea y perdieran relevancia a favor de estas últimas. En la década de los 30, en el siglo XX, se sufrió una de las crisis económicas más graves de Europa Occidental. Esto permitió que muchas de las técnicas de bioingeniería se rescataran debido a su bajo coste. En la Alemania de anterior a la segunda guerra mundial se integraron en la ingeniería de ríos y autopistas y en 1.936 se creó un centro oficial para investigación en Ingeniería Biológica. En una época de fuerte recesión, los deslizamientos, la erosión de los torrentes, las avalanchas y los aludes necesitaban técnicas artesanales baratas, con materiales disponibles in situ, de manera inmediata y a un coste mínimo. Fueron los operadores forestales pertenecientes a la Administración Pública los que empezaron a experimentar , valorar , codificar y consolidar algunas tipologías y criterios de intervención basados en la utilización de material vivo ( plantas ) y /o natural ( madera, piedras ) Más recientemente la divulgación n de estos temas ha recibido un notable impulso con algunas publicaciones específicas como “Ingenierubiologie” ( KREUDER 1951 ) ,” Sicherungsarbeiten im landshaftsbau “(SCHIECHTLN1973) o más actuales como “Die Weiden in der Praxis “(SCHIECHTLN 1992) . Las investigaciones científicas de los últimos cuarenta años, la incorporación de nuevos materiales industriales, la evolución de los criterios y de las capacidades técnicas han llevado a la consolidación científica de esta disciplina que en base a nuevas exigencias sociales y culturales, y a un cambio en la escala de valores, sobre todo con la emergente conciencia ambiental, se ha convertido en un instrumento operativo , no solo para el control de la erosión ,sino también para protección del ambiente natural Se ha pasado de la actuación empírica de la agricultura de montaña , centrada exclusivamente en el la defensa del suelo, a la potencialidad de estas técnicas en el campo general de la defensa del paisaje y del medio ambiente. Proyectos de Bioingeniería 7
  5. 5. Situación en la península Ibérica Al igual que en el resto de Europa, las primeras actuaciones se realizaron durante el pasado siglo fundamentalmente en la corrección hidrológica - forestal. En España se estableció la repoblación y mejora de montes públicos a través de la ley de 11 Julio de 1877, con el objetivo de evitar la denudación de los suelos necesitados de protección. El real Decreto de Junio de 1901 crea los Servicios hidrológico - forestales los que se deben los primeros proyectos de restauración hidrológico forestal y la creación de coberturas vegetales en amplias áreas de los macizos montañosos de los Pirineos, Sistema Central e Ibérico y Sierra Nevada . En este tipo de trabajos de corrección hidrológica forestal se aplicaban muchas de las técnicas hoy en día englobadas dentro del término Ingeniería biológica .La regresión demográfica del medio rural y el elevado requerimiento de mano de obra que dichas técnicas requieren , provocó el abandono de las mismas. Otra explicación se debe al bajo coste de estas técnicas frente a otros métodos tradicionales de construcción lo que las hace poco atractivas a las empresas ejecutoras e incluso a los propios proyectistas .Desde finales de los años veinte hasta prácticamente los años ochenta, exceptuando algunas actuaciones concretas en grandes infraestructuras, la presencia de estas técnicas es prácticamente inexistente. A partir de finales del siglo XX, surge en la sociedad de nuestro país, aunque con cierto retraso con respecto a otros países europeos, la necesidad de preservar el paisaje y de minimizar las actuaciones antrópicas y se comienzan los trabajos de restauración del paisaje. Las leyes sobre evaluación de impacto ambiental, tanto a nivel nacional como a nivel de Comunidad autónoma se hacen eco de esta necesidad y se establece la obligación de acompañar los proyectos de una evaluación de Impacto ambiental y de un proyecto de restauración .Es por lo tanto en esta década cuando se rescata el interés por las técnicas de bioingeniería, por tratarse de técnicas que permiten conjugar la eficacia técnica con los objetivos ecológicos y del paisaje. En noviembre de 1993 se realizan las primeras jornadas dedicadas a las técnicas de Ingeniería biológica y en el año 1995 surge la Asociación Española de Ingeniería del Paisaje, uno de cuyos objetivos, como reza en sus estatutos, es la divulgación de las técnicas de bioingeniería a nivel nacional. Al tratarse de técnicas desarrolladas principalmente en los países del arco alpino ( Austria, suiza Alemania, Italia,) las primeras experiencias se han realizado, con pequeñas modificaciones ,en las áreas de influencia Atlántica , principalmente en la región Norte de la península donde las condiciones climáticas así como las especies Proyectos de Bioingeniería 8
  6. 6. vegetales existentes se asemejan a las centro europeas Para su desarrollo a nivel del resto de la península , de clima mediterráneo, es necesario adaptarlas a las condiciones específicas, basándonos en las primeras experiencias realizadas en zonas climáticas similares, como Italia, Francia o Grecia. Las limitaciones climáticas expuestas así como otros factores que veremos a continuación, explican que el número de intervenciones y los ejemplos expuestos sean de menor envergadura que los ejemplos de otros países. Ámbitos de actuación Las técnicas de bioingeniería se pueden aplicar en todos aquellos lugares, donde las plantas que se utilizan como material vivo constructivo puedan crecer bien, en las zonas templadas, subtropicales y tropicales. Los límites claros son las zonas climáticas frías, áridas y semiáridas En Europa, los umbrales de aridez pueden aparecer ocasionalmente en el este de la región mediterránea así como en las áreas nivales alpinas interiores y de Europa del Este. Mucho más frecuentes son los umbrales de frío alpinos y árticos, reconocibles e la zona límite de la vegetación arbórea y en los limites altitudinales de las praderas densas. Cuanto más pobre en especies es una región tanto más limitada es la aplicación en estas zonas de las técnicas de la bioingeniería. Estas técnicas hoy en día tienen más utilidad que en el pasado, cuando solo se empleaban en las zonas de montaña .En la actualidad, con los cambios en los modelos económicos, y con una mayor sensibilidad hacia los temas ambientales y en términos generales de calidad de vida, la bioingeniería tiene un gran campo de intervención en el paisaje y en la defensa del medio ambiente Estos ámbitos de aplicación son: • Reconstrucción de ambientes húmedos, zonas costeras, márgenes fluviales y embalses. • Intervenciones en áreas montañosas, principalmente en la recuperación de desprendimientos, estabilidad de laderas y pistas de esquí. • Recuperación de obras públicas, autopistas, gaseoductos y vías férreas. • Renaturalización de minas, canteras, escombreras, y vertederos. Aunque estas técnicas ofrecen un amplio abanico de posibilidades, tienen asimismo una serie de limitaciones que condicionan su ejecución: - Estacionalidad: los trabajos deben realizarse cuando el material vegetal se encuentra en un estadio vegetativo adecuado y cuando las características climáticas locales son favorables al adecuado enraizamiento de la vegetación. En la utilización de estacas de Proyectos de Bioingeniería 9
  7. 7. sauce, el período de intervención será durante la parada vegetativa, esto es desde noviembre a febrero, mientras que para las hidrosiembras el periodo más favorable es la primavera. - Mantenimiento: al no ser las intervenciones de efecto inmediato, se deben realizar controles y un mantenimiento tras la realización: entresacas, resiembras, sustitución de plantas, abonados, podas, etc. - Personal capacitado: dado que son técnicas recientes y que deben emplearse simultáneamente a otras técnicas de construcción, una limitación importante lo constituye la falta de personal formado en la ejecución concreta De ahí la importancia de realizar cursos teórico-prácticos para su formación. - La obtención del material vegetal a utilizar Muchas veces en el mercado no se encuentran las semillas de las especies y variedades más adecuadas a la intervención, por lo que se emplean mezclas de semillas estándar y no siempre las más idóneas. En cuanto a la obtención de sauces, en muchos casos se requieren el permiso de las autoridades competentes para su obtención. - Condiciones de seguridad: estas técnicas pueden sustituir a las técnicas tradicionales solo cuando las condiciones ambientales y de seguridad garanticen su buen funcionamiento En otros casos por razones de seguridad, será preferible recurrir a actuaciones de la ingeniería clásica No se trata tanto de sustituir unas técnicas por otras sino utilizar las más idóneas en cada caso OBJETIVOS DE LAS TECNICAS Según Schiechteln y Begemann cumplen diversas funciones: técnicas, ecológicas, paisajísticas y económicas. Las funciones principales de la bioingeniería son las siguientes FUNCIONES TÉCNICAS. Se refieren a la protección y estabilización del suelo mediante el sistema radical - Protección de la superficie del suelo contra la erosión debido al viento, las precipitaciones, el hielo y la corriente de agua. - Protección contra la caída de piedras - Estabilización - Eliminación y absorción de fuerzas mecánicas nocivas - Disminución de la velocidad de la corriente en las riberas en profundidad del suelo Proyectos de Bioingeniería 10
  8. 8. - Agregación y estabilización superficial y/o profunda del suelo - Drenajes - Protección contra el viento - Favorecer la acumulación de nieve, arenas y arrastres de material - Aumento de la rugosidad del terreno, creando así una defensa contra aludes FUNCIONES ECOLÓGICAS Los efectos de las intervenciones de la Bioingeniería al favorecer la introducción de la vegetación modifican las características ecológicas de la zona de intervención. - Las funciones ecológicas cada vez están ganando más importancia, teniendo en cuenta que estas difícilmente se pueden alcanzar por parte de la ingeniería clásica - Mejora del balance hídrico por un aumento de la interceptación, mejora en la capacidad de retención de agua del suelo y mejora del consumo de agua por las plantas - El desarrollo de asociaciones vegetales más estables pertenecientes a las series de vegetación de la zona ,en especial el empleo de especies autóctonas que contribuyen a acelerar la recuperación del ecosistema original - Drenaje del suelo - Protección contra el viento - Protección contra inmisiones - Desagregación mecánica del suelo por las raíces de las plantas - Compensación de las condiciones de temperatura en la zona sub.-aérea y en el suelo - Sombreado - Mejora de la cantidad de nutrientes en el suelo y por consiguiente aumento de la fertilidad de suelos pobres - Protección contra el ruido - Aumento de la productividad en áreas agrarias cercanas FUNCIONES ESTÉTICAS Encaminados a la mejora del paisaje, siendo algunos de estos objetivos los siguientes: - Restauración de cicatrices en el paisaje causadas por episodios catastróficos o por las actividades humanas (minería, obra pública, escombreras de inertes, escombreras mineras, vertederos de residuos industriales y urbanos. - Integración de obras y construcciones en el paisaje - Pantalla visual para la ocultación de diferentes infraestructuras de fuerte impacto visual Proyectos de Bioingeniería 11
  9. 9. - Enriquecimiento de los paisajes mediante la creación de focos visuales y nuevas estructuras, formas y colores en la vegetación EFECTOS ECONÓMICOS Las obras de bioingeniería no son siempre más baratas que las obras de ingeniería clásica. Pero teniendo en cuenta la durabilidad de estas obras, incluyendo los trabajos de mantenimiento, las obras de bioingeniería normalmente son más económicas. Las ventajas más relevantes son: - ahorro de costes comparado con las técnicas tradicionales de construcción, aunque este punto no siempre se cumple. - ahorro de costes de mantenimiento y saneamiento - arbóreas y arbustivas utilizables por la población en terrenos anteriormente degradados o baldíos. El resultado de las obras de bioingeniería son sistemas vivos, basados en la sucesión natural, es decir, que permanecen en equilibrio mediante una autorregulación dinámica sin necesidad de aporte de energía artificial. Eligiendo bien las técnicas así como los materiales vivos e inertes, se obtiene una persistencia extraordinaria con gastos de mantenimiento de poca consideración. El éxito del establecimiento de la cubierta vegetal en las obras de restauración depende de diversos tipos de factores • Factores medioambientales: climáticos, edáficos y bióticos. Es necesario conocerlos, saber como, cuando y dónde deben ser introducidos o variados para tener éxito en la implantación de la vegetación. Determinarán en gran medida las características de las especies a utilizar. • Factores constructivos: las operaciones derivadas de la construcción inciden de tal manera sobre el medio natural y sobre las actividades que han de realizarse para establecer la vegetación que es preciso detenerse y describir la nueva situación en la que hay que actuar: situación creada en el suelo por los movimientos de tierras, la época de plantación que no siempre coincide con la época de ejecución de las obras, la alteración de las características climáticas etc. • Factores productivos, comerciales y de calidad : las especies elegidas para realizar la restauración deben encontrarse en el mercado en el tamaño, número y calidad necesarias para la restauración . Proyectos de Bioingeniería 12
  10. 10. Las especies a utilizar en la recuperación dependerán en gran medida de estos factores y del medio en el que debamos actuar en medio natural lo aconsejable es la utilización de especies autóctonas, más acordes con el paisaje y con mejor adaptación, Sin embargo cuando la actuación se realice en ambientes urbanos puede ser más aconsejable entrar en variedades ornamentales, mejor adaptadas a las características del medio. INFORMACIÓN NECESARIA EN LOS PROYECTOS Y TRABAJOS DE BIOINGENIERÍA Análisis del medio físico e información necesaria en los proyectos y trabajos de Bioingeniería BOTÁNICA • Determinación de las especies más acordes según los condicionantes edaficos y climáticos. Árboles y arbustos, preferentemente de la vegetación local. • Características botánicas de la especie (tipo de reproducción, hábito de crecimiento, tipo de sistema radical, etc.). • Características fisiológicas de la especie (tolerancia a la sequía, tolerancia al encharcamiento, tolerancia a las condiciones edáficas de salinidad, cal, acidez, velocidad de crecimiento, etc.). • Características biotécnicas de las especies: Conjunto de capacidades técnicas propias de cada especie referentes a la: facultad de colonizar terrenos degradados (especies pioneras); capacidad de emisión de raíces adventicias; capacidad de enraizamiento de estacas y ramas; resistencia a la tracción mecánica de las raíces y brotes; resistencia a la caída de piedras; capacidad de cobertura de la superficie; capacidad de supervivencia postplantación; resistencia al encharcamiento. Proyectos de Bioingeniería 13
  11. 11. CLIMÁTICA • Características macroclimáticas y microclimáticas. Para la valoración del microclima se tendrán en cuenta los parámetros siguientes: Altitud. Pluviometría media y distribución, humedad relativa del aire y existencia de niebla. Duración, cantidad y situación de los períodos de sequía a lo largo del año. Temperaturas medias, máximas y mínimas. Exposición al sol o a la sombra, condiciones de iluminación. Continentalidad. Épocas en que se producen fuertes precipitaciones, granizo, nevadas e inundaciones. Viento: fuerza y persistencia. Cambios súbitos de temperatura. Valor del factor R de la ecuación universal de pérdidas de suelo. DE SITUACIÓN • Localización y zona climática. • Orientación. EDAFOLÓGICA • Análisis de suelos. • Características del subsuelo. Para la valoración del suelo se tendrán en cuenta los parámetros siguientes: Anchura de la capa de suelo enraizable. Textura y estructura. Reacciones del suelo (valor del pH), contenido de nutrientes, contenido en materia orgánica, contenido de carbonatos. Permeabilidad del suelo y capacidad de retención de agua. Sustancias tóxicas. Microfauna y microflora. Disposición y composición estratigráfica del suelo y del subsuelo. Presencia de costras salinas o calcáreas, pedregosidad y erosionabilidad. Estado de conservación del suelo superficial. Ladera natural, terraplén o desmonte. Proyectos de Bioingeniería 14
  12. 12. FITOSANITARIA • Estado fisiológico del material vegetal. • Estado patológico del material vegetal. HIDROGEOLÓGICA • Presencia de procesos activos naturales (erosión, desprendimientos, deslizamientos, etc.). Para la valoración del peligro de erosión se tendrán en cuenta los parámetros siguientes: Altura del talud y superficie. Inclinación del talud. Cohesión del suelo, peligro de corrimientos y de desprendimientos de parte del suelo. HIDROLÓGICA • Nivel de la capa freática • Presencia de cursos de agua. MEDIOAMBIENTAL • Estudio de impacto ambiental. PAISAJÍSTICA • Análisis del entorno. Integración deseada TOPOGRÁFICA • Pendiente. • Superficie rea MATERIALES EN BIOINGENIERÍA La Bioingeniería utiliza materiales vegetales e integra materiales específicos de estructuras con vegetación. Los sistemas resultantes y sus componentes tienen ventajas y limitaciones que necesitan ser consideradas antes de seleccionarlos para su uso. Componentes Vegetales Vivos Una correcta elección del material vegetal vivo a utilizar en el ámbito de las obras de bioingeniería constituye la premisa fundamental para el éxito de las intervenciones. En este contexto se indican los siguientes criterios básicos: Proyectos de Bioingeniería 15
  13. 13. El material vegetal se elegirá después de una evaluación específica del ambiente en el cual se opera, identificando y prefigurando, siempre que sea posible, las características vegetales de las diferentes sucesiones ecológicas que puedan ser interesantes para el área de intervención. La elección, además, deberá estar dirigida a la protección de las especies más idóneas no sólo desde el punto de vista ecológico, sino también funcional, sobre todo donde se trata de intervenciones de reorganización y re equilibrio hidro - geológico. Debe subrayarse que la elección del material vegetal deberá privilegiar, en el ámbito de las especies consideradas, las que sean autóctonas de la zona1, es decir, aquellas que ofrezcan la máxima adaptabilidad ecológica a las características edáficas y climáticas de la zona. El conjunto vegetal, en lo posible, deberá ser suficientemente diversificado entre especies arbóreas y arbustivas de diferente especie y tamaño, a fin de constituir unas poblaciones de suficiente variabilidad y estructura. En el material vegetal , distinguimos entre especies herbáceas y especies leñosas Especies Herbáceas La vegetación herbácea ofrece una protección duradera contra la erosión superficial (lluvia y viento) sobre las pendientes, si bien, sólo proporciona una protección menor contra los deslizamientos superficiales de tierra. La vegetación herbácea ayuda a prevenir la erosión superficial mediante: • La retención de las partículas del suelo. • La reducción del desplazamiento de los sedimentos. • La interceptación de las gotas de lluvia. • El retardo de la velocidad de dispersión del agua. • El aumento y mantenimiento de la capacidad de infiltración. Las especies herbáceas casi siempre son usadas conjuntamente con las técnicas de estabilización y con otras técnicas de recubrimiento1 en bioingeniería, para aumentar la protección contra la erosión superficial. Dentro de las especies herbáceas se emplea una mezcla de especies gramíneas( Poa pratensis, Festuca rubra, ... ) y de especies leguminosas,( Trifolium repens, Lotus corniculatus ... ) capaces de fijar el nitrógeno y enriquecer por tanto el suelo Proyectos de Bioingeniería 16
  14. 14. Especies Leñosas La vegetación leñosa, en comparación con la vegetación herbácea, enraíza más profundamente, hasta 2 m de profundidad, y proporciona una protección mayor contra los deslizamientos de tierra mediante: • El refuerzo mecánico del suelo con el sistema radical. • El drenaje de las aguas superficiales por medio de la transpiración y la interceptación. • El refuerzo mecánico del suelo producido por el ramaje enterrado. Las especies de las familias de las salicáceas y tamarindáceas, entre otras, han sido seleccionadas y evaluadas en las obras de bioingeniería Distinguimos diferentes tipos de material 1. Fragmentos no enraizados de especies leñosas con capacidad de multiplicación vegetativa son la parte más importante de los materiales de construcción vivos para las técnicas de estabilización .Se deben prepara durante el reposo vegetativo del vegetal y se recolecta de la vegetación existente en la proximidad Se emplean : • estacas : brotes no ramificados y leñosos , de tres a diez centímetros de diámetro y de 50 a 100 cm de longitud • Ramas : son brotes ramificados con una longitud mínima de 60 cm y de diferente espesor • Varas : son brotes torcidos poco ramificados ,elásticos ., de una longitud mínima de 120 cm • Grandes varas o astones : brotes rectos , poco ramificados con una longitud de 100 a 200 cm 2. Planta joven enraizada o estaquilla enraizada : se emplea en lechos de ramaje cuando se ejecutan fuera del periodo de reposo vegetativo o en todas las técnicas como complemento para favorecer la diversidad y la sucesión vegetal Las fajinas vivas,están construidas a partir de especies leñosas, como las salicáceas o tamarindáceas formando fardos con una estructura cilíndrica colocada con las estacas orientadas, en general, de forma paralela al relieve de la pendiente. Las fajinas vivas sirven para disipar la energía de las aguas de escorrentía que descienden, atrapando los detritos y dando lugar a una serie de bancales en los que las especies herbáceas, Proyectos de Bioingeniería 17
  15. 15. arbustivas y arbóreas se asientan más fácilmente. Porciones de las fajinas vivas también se enraízan y pasan a formar parte de la cobertura estabilizadora . Las fajinas vivas proporcionan un incremento inmediato de la estabilidad de la superficie y pueden aumentar la estabilidad del suelo hasta una profundidad de casi 1 m a medida que las raíces se van desarrollando. En el caso de los lechos de ramaje, las ramas vivas cortadas de especies leñosas como las salicáceas o tamaricáceas son colocadas en capas sucesivas, orientadas, generalmente, de forma perpendicular a la pendiente, Esta orientación es la óptima para obtener el efecto máximo de refuerzo en una pendiente. Los lechos de ramaje pueden aumentar la estabilidad del suelo hasta profundidades de 1,5 m o más. Material vegetal de viveros especializados El material vegetal de los viveros especializados en la producción de estaquillas y plantas enraizadas es una fuente de aprovisionamiento de material vegetal apropiada para las técnicas de bioingeniería; sin embargo, es necesario contemplar un adecuado periodo de cultivo para su suministro correcto. Componentes no vegetales Las estructuras correctamente diseñadas e instaladas ayudan a estabilizar las pendientes contra los deslizamientos de tierra, y la protegen contra la formación de cárcavas. Las estructuras también juegan un papel determinante en el establecimiento de vegetación en pendientes empinadas o en áreas sujetas a una erosión severa. Pueden posibilitar, además, el establecimiento de plantas en pendientes más empinadas de lo que sin ellas sería posible. Las estructuras estabilizan las pendientes durante el periodo crítico de germinación, rebrote y crecimiento de las raíces. Sin esta estabilización, las revegetaciones pueden malograrse durante su momento de mayor vulnerabilidad. Las estructuras vegetalizadas pueden ser construidas a partir de materiales naturales o manufacturados. Los materiales naturales, como tierra, rocas, piedras y madera normalmente cuestan menos, son ecológicamente más compatibles, y son más apropiados para las revegetaciones o para absorber ligeras modificaciones que los Proyectos de Bioingeniería 18
  16. 16. materiales manufacturados. Los materiales naturales también pueden ser obtenidos sobre el terreno en el transcurso de la obra sin coste alguno. En las técnicas de Ingeniería biológica se utilizan también redes , esteras, celdas tanto naturales como sintéticas Los materiales de fibras naturales más utilizados en las técnicas mixtas de revestimiento son de origen vegetal: coco, esparto, yute, paja, celulosa, residuos forestales, etc.Las geomantas, georedes y geomallas orgánicas de fibras naturales son productos geosintéticos degradables indicados para su uso en las técnicas mixtas de revestimiento de taludes en función de las características que transmite el tipo de fibra orgánica natural que las compone. Su utilización sólo deberá utilizarse para el control temporal contra la erosión, hasta que la vegetación haya arraigado. Para una mayor longevidad y resistencia a la tracción se recomienda elegir entre fibras como el esparto o el coco, o para una mayor degradación, las fibras como la paja. Así mismo, el tipo de actuación a realizar, soporte de hidrosiembras o plantaciones, la granulometría del terreno, la pendiente, etc., serán determinantes en el tipo de componente geosintético a utilizar. Las raíces y tallos de las plantas se introducen por los huecos del tejido de fibras sintéticas (> 90%) de manera que se forma una capa compacta y muy resistente que queda estrechamente unida con la superficie del talud, proporcionando una protección permanente frente a la erosión. El PAPEL DE LA VEGETACIÓN Y LA SELECCIÓN DE ESPECIES La vegetación juega un papel fundamental en los procesos de restauración dado que cumple con las siguientes funciones: 1-Funciones Técnicas: Control de erosión y estabilización • Control de erosión: la erosión o perdida de suelo por el flujo de un fluido puede ser producida bien por el agua o por el viento: El establecer una cubierta vegetal rápidamente mediante siembras o hidrosiembras demuestra ser una de los medios más eficaces para controlar la pérdida de suelo debida a los fenómenos erosivos. Richardson, Disejker y Sheridadn (1970) Proyectos de Bioingeniería 19
  17. 17. demostraron que mientras en suelos desnudos la producción de sedimentos varía enre 60 a1050 TM/Ha /año , las cifras descienden a 28TM /ha /año tras el establecimiento de una cubierta vegetal Este efecto lo consiguen las plantas al proteger el suelo del impacto de las gotas de lluvia, las raíces sujetan el suelo y crean galerías que facilitan la penetración del agua de lluvia, las hojas caídas y el humus interceptan las precipitaciones y retarda el movimiento del flujo superficial del agua. • Estabilización de suelos El aparato radical de las especies, principalmente de los árboles y arbustos contribuye a estabilizar el suelo , normalmente hasta una profundidad de 2 mt. Las técnicas de ingeniería biológica emplean esta característica representando una alternativa válida a los medios de construcción tradicionales. 2-Funciones paisajísticas la vegetación es uno de los elementos fundamentales del paisaje. El correcto planteamiento permitirá la integración de la obra en el entorno. En este sentido es importante que las especies elegidas se adecuen al paisaje existente. Especies autóctonas: una especie, subespecie o variedad que crece de forma natural en una región determinada desde antes de la aparición del hombre o bien que ha llegado a ella sin su intervención debido a un cambio de su área de distribución natural. Especies alóctonas :de una especie, subespecie o variedad que ha sido introducida de forma voluntaria o involuntaria por el hombre en una región determinada distinta de su área de distribución natural. En paisaje natural el empleo de especies autóctonas es aconsejable, a no ser que se empleen otras especies con objetivos técnicos determinados. Las especies autóctonas responden mejor a la necesidad de salvaguardar la identidad del paisaje local, y tener un correspondencia ecológica con los factores naturales que condicionan el crecimiento de las plantas como el clima , el suelo , la cantidad y calidad de la luz y del agua. En un contexto artificial, como el paisaje urbano, los factores ambientales están sumamente modificados, tanto que alteran el ritmo de crecimiento de las plantas, su forma y la estructura de su aparato radical: la inversión térmica en una plaza situada en un centro habitado o la que se da en el mismo periodo en pleno campo es muy distinta. También el suelo y su microfauna se encuentran alterados. Por tanto la utilización en estos casos de especies ornamentales,es más aconsejable al ser más tolerantes a las limitaciones de espacio y clima que las especies autóctonas. Proyectos de Bioingeniería 20
  18. 18. Así mismo, en determinados lugares donde la presencia humana es evidente, el empleo de especies ornamentales puede contibuir a mejorar el aspecto desde el punto de vista estetico y rendir el entorno mas agradable, por ejemplo en los accesos a una ciudad , en las areas de servicio o de reposo en las autopistas, ... Otras funciones paisajísticas de las vegetación , especialemente en carreteras son el guiado óptico, la protección contra el deslumbramiento en medianas,etc.y en estos casos , la eleccion de las especies esta determinada principalmente por su funcion mas que por su origen. 3- Funciones ecológicas Las plantas contribuyen a la creación de habitats para la fauna ,al dar cobijo , disminuir la insolación , disminuir la temperatura , mantener la humedad y dar alimento. las plantas son eficaces protectoras contra los agentes atmosféricos, como el calor, el frío, la nieve o el viento Dan sombra, protegen de las heladas, limitan o retardan el amontonamiento de la nieve, disminuyen el paso del viento ,ya que desvían su trayectoria y disminuyen su energía debido al choque y al rozamiento También disminuye el ruido de la circulación , aunque su poder de absorción es limitado. Se trata de una barrera acústica poco eficaz pero que ejerce un efecto favorable sobre el receptor del ruido al ocultarle la visión de la fuente sonora La selección de especies De acuerdo con los factores estudiados , la selección de especies se debe basar en cinco criterios fundamentales: Objetivo de la recuperación Características ecológicas Características biotécnicas Origen Criterios comerciales y de producción Objetivo de la recuperación . Dependiendo de que se persiga un efecto técnico (estabilización , control de erosión ) o un efecto paisajístico como hemos visto en la introducción Así mismo si trabajamos en medio urbano ,o natural Características ecológicas : del estudio del ambiente y de la vegetación potencial elegiremos las especies vegetales que se corresponden con regiones análoga dando prioridad a las especies autóctonas y dentro de ellas ,en las zonas muy degradadas deberemos emplear solo las asociaciones vegetales de especies colonizadoras, con una Proyectos de Bioingeniería 21
  19. 19. gran amplitud ecológica relativa a la fertilidad del terreno, al clima y a la resistencia mecánica .estas especies colonizadoras darán lugar por evolución natural a otros estadios de la sucesión vegetal. Ejemplos de especies con gran amplitud ecológica : Arboles : Alnus incana,Alnus glutinosa, Larix decidua, , Salix caprea, Betula pendula,Populus nigra, Pinus sylvestis Arbustos : Cornus sanguinea, Salix elaeagnos, Lonicera xylostemum, Salix triandra, Salix viminalis Herbáceas : Agrosits stolonifera, lolium perenne, lotus corniculatus, Trifloium pratense, Poa pratensis.. Características biotécnicas : son una serie de características que las hace especialmente interesantes para la estabilización Facultad de colonizar terrenos desnudos, propia de las especies pioneras y que abre el camino como colonizadores primarios a los ulteriores estadios de la serie de vegetación. Resistencia a la tracción mecánica Acción consolidante del terreno : depende de la forma del aparato radicular, de la densidad de enraizamiento y de la masa radicular Fuerza edificadora : la acción de mejora del terreno que permite a través de la sucesión pasar de las especies pioneras a otros estadios de vegetación más evolucionados gracias a la mejora climática y del terreno,gracias a bien a la simbiosis radicular para la fijación del Nitrógeno( leguminosas ) o bien a la perdida de hojas ( Alnus ) Origen del material vegetal El origen debe corresponderse con las regiones anteriormente enunciadas. En principio se aconseja la utilización de plantas provenientes de la zona más cercana al lugar de intervención, para evitar problemas de adaptacion. Dado que en general a efectos prácticos se requieren grandes cantidades de material , es necesario que el material tenga una fácil multiplicación y es conveniente conocer el modo de reproduccion y cultivo empleados. Proyectos de Bioingeniería 22
  20. 20. Semillas. La mezcla de semillas se corresponderá a la en la medida de lo posible al desarrollo natural de la zona. El gran problema, todavía sin resolver completamente, es que normalmente existen mezclas de semillas estándar: en estas mezclas se encuentran diversas especies herbáceas de gramíneas y leguminosas. Mezclas ricas en especies son más naturales y más estables. En lo referente a las semillas de especies leñosas, para las especies arbóreas existe una normativa que especifica el origen de proveniencia, no así para las especies arbustivas. Partes de planta : esquejes, estaquillas, estacas. Comunmente empleadas en las técnicas de Ingeniería biológicao bionigeniería, deben proceder principalmente de la vegetación exitente cercana a la obra. Solo en caso de falta de material, se pueden obtener de viveros Plantas: árboles y arbustos. Es aconsejable, para una mejor adaptación traer las plantas de viveros cercanos o bien con características climatológicas similares, pricipalmente cuanto mayor sea la planta y especificar el origen de producción de las especies.En relación al origen de las plantas conviene tener en cuenta los métodos de producción y comercialización. Criterios productivos y comerciales: Hacer referencia tanto a los requisitos productivos de las especies elegidas como a la definición de la planta desde el punto de vista comercial de semillas estándar y no siempre las más idóneas. Características biotécnicas En la ingeniería biológica, las plantas se utilizan como medio para estabilizar laderas o riberas de procesos de erosión y de otras formas de alteración El objetivo principal en la ingeniería Biológica es por ejemplo en obras de restauración hidrológica, la reconstrucción en breve tiempo de una cobertura vegetal que reduzca la erosión superficial, limitando el transporte sólido, ralentizando el tiempo de desagüe de las precipitaciones de la cuenca y cumpliendo también con funciones de drenaje en los casos en los que la acumulación de agua pueda representar un elemento de inestabilidad de la ladera. En la Ingeniería biológica, las plantas por tanto no solo pueden considerarse desde el punto de vista estético, sino también funcional, como un material vivo eficaz para la construcción Proyectos de Bioingeniería 23
  21. 21. Esta es la peculiaridad principal de la disciplina que lo diferencia de aquellas que utilizan solo material inerte o utilizan las plantas solo como elemento estético en los espacios urbanos Las últimas innovaciones, en temas de productos y materiales, han permitido ampliar la aplicación de estas técnicas vegetales y aumentar la eficacia El papel de las plantas en la estabilización de laderas La cobertura vegetal realiza una importante función de la defensa del suelo al contrarrestar la acción disgregadora de los agentes atmosféricos mediante acciones de tipo mecánico o hidrológico El concepto de degradación del suelo ha ido evolucionando. De considerar tan sólo como degradación la pérdida de fertilidad o potencial productivo, se ha pasado un concepto que incluye la múltiple funcionalidad de los suelos. Así, se puede definir la degradación como un cambio en las propiedades del suelo que ocasiona una reducción del margen de actuación de las funciones que un determinado suelo puede desempeñar. El suelo hay que contemplarlo como un recurso natural frágil, de difícil y larga recuperación y de extensión limitada. Por ello, tanto el uso inadecuado, como el cambio de usos o su sobreexplotación, pueden contribuir al deterioro y degradación de este recurso no renovable a corto plazo. Uno de los problemas de degradación más extendidos en países de climas mediterráneos y tropicales es la erosión. Los procesos erosivos en la historia geológica del planeta han originado los suelos más fértiles (desarrollados en las grandes llanuras aluviales y en las llanuras formadas por depósitos de loes arrastrados por el viento), sin embargo, la erosión acelerada causada por el viento y el agua ha sido un problema desde que el hombre empezó a cultivar la tierra, ya que provoca la pérdida de suelo y de fertilidad de los sistemas. Los efectos más importantes de la erosión acelerada son: • Pérdida de productividad de los suelos • Turbidez de las aguas • Colmatación de embalses • Eutrofización de los depósitos superficiales de agua dulce La erosión geológica representa unas pérdidas de material de la superficie del orden de 0,2-0,5 MG./ha. La prevención del problema de la erosión significa reducir la velocidad Proyectos de Bioingeniería 24
  22. 22. de pérdida de suelo a la que se produciría en condiciones naturales o, al menos, equipararla a la velocidad media de formación de suelo, la cual se considera alrededor de 1 mm. por año (expresado en unidades de masa y considerando una densidad aparente del suelo igual a 1,1 g/cm3 equivaldría a 11 MG/ha). En esta reducción de la erosión superficial, la cubierta vegetal presente tiene gran importancia. : la protección superficial frente a la erosión provocada por la precipitación junto con la estabilización del estrato superior del suelo mediante el aparato radical , con la consiguiente disminución del transporte sólido a valle En una ladera con una cobertura vegetal densa, la velocidad de escorrentía de las aguas es ¼ parte de la que habría , con la misma precipitación , que en suelos sin vegetación y por tanto la acción erosiva, que varía con el cuadrado de la velocidad , puede ser 1/16 menor En las situación geo-morfológica el bosque puede representar ,el objetivo último del proyecto en las intervenciones que tengan como fin la reducción del riesgo hidrogeológico pero en situaciones muy desfavorables, ( pendientes elevadas, substratos friables o erosionables etc., ) el efecto de los árboles a causa del viento , puede traducirse en fenómenos contrarios a la estabilidad Por tanto en muchas intervenciones de Ingeniería biológica en laderas inestables, el proyecto botánico no prevé la plantación de árboles, sino la realización de obras estabilizadoras y consolidadotas del terreno basadas en las características biotécnicas de las especies arbustivas y herbáceas Proyectos de Bioingeniería 25
  23. 23. Efectos de tipo hidrológico Contrario a la Favorable estabilidad 1-las hojas interceptan precipitaciones , pérdidas absorción por las a la estabilidad X causando y evaporación : se reduce el agua disponible por infiltración 2-Las raíces y los troncos X aumentan la rugosidad del terreno y la permeabilidad del suelo , aumentando la capacidad de infiltración 3-Las raíces absorben la humedad X del suelo que se pierde en la atmósfera transpiración mediante la favoreciendo una menor presión intersticial 4-La disminución de la humedad X del terreno puede acentuar las hendiduras debidas a la Proyectos de Bioingeniería 26
  24. 24. desecación , potenciando una mayor capacidad de infiltración Efectos de tipo mecánico Contrario a la Favorable estabilidad a la estabilidad 5-las raíces refuerzan el suelo , X aumentando la resistencia al corte 6-Las raíces de los árboles pueden X anclarse en los estratos estables con el mismo efecto de los pilotes de anclaje funcionando como la parte trasera de un puente a arco 7-El peso de los árboles puede X socavar la ladera aumentando la componente normal y tangencial 8-las plantas expuestas al viento X transmiten fuerzas dinámicas a la vertiente o ladera 9-Las raíces consolidan las X partículas del suelo, reduciendo la posibilidad de erosión Fuente : Greenway 1987 Características biotécnicas de las plantas Además de las características técnicas , como por ejemplo la defensa de la erosión , la mejora de los parámetros geotécnicos del suelo mediante las raíces, la regulación del balance hidrológico del suelo ) muchas especies poseen además propiedades biológicas , y en particular : Características biotécnicas de las plantas Además de las propiedades técnicas como la defensa de la erosión , la mejora de los parámetros geo-técniso del suelo mediante las raíces , la regulación del balance hídrico del suelo , muchas plantas poseen las propiedades biológicas y en particular las siguientes: Proyectos de Bioingeniería 27
  25. 25. 1- Capacidad para reproducirse por vía vegetativa, esto es , por esqueje : Tamarix, Salix, Ligustrum vulgare, Laburnum anagryodies, , Sambucus nigra, Phragmites australis, Arundo pliniana, Corylus avellana 2- Capacidad para emitir raíces adventicias en los troncos enterrados : agnus, sauces, fraxinus, Aacer pseudoplatanus, Corylus avellana, Euonymus europeus, Viburnum tinus etc En ámbito mediterráneo, donde existe una clara dificultad en encontrar sauces, se privilegia la utilización de especies termo-xerofítas con capacidad para el desarrollo de raíces adventicias del tronco enterrado Esta característica en la naturaleza se da en aquellas especies adaptadas al enterramiento por piedras o rocas. 3- Resistencia al encharcamiento también en periodos prolongados: sauces , Populus alba, Fraxinus, Agnus glutinosa . El estar sumergido en agua puede durar varias horas a varios días y puede ser soportado sin daños por diversas especies típicas de las riberas , sin embargo el estar sumergido completamente dura solo unos días pasados los cuales , la planta muere por asfixia .Esta propiedad resulta especialmente interesante en las intervenciones de Ingeniería biológica en ámbito hidráulico. Las propiedades técnicas y las biológicas constituyen las características biotécnicas que caracterizan a diversas especies vegetales y que son esenciales para el éxito de las intervenciones de Ingeniería biológica Las plantas con elevada característica biotécnica y por tanto útiles en las intervenciones, deberían poseer en particular las siguientes características : Proyectos de Bioingeniería 28
  26. 26. Capacidad para consolidad el terreno Resistencia del aparato radical Plantas experimentadas en Austria , Alto Adige y Lazio, con capacidad para emitir raíces adventicias en el tronco semienterrado Capacidad para consolidar el terreno La capacidad para consolidar el terreno deriva de la forma y la densidad de las raíces que ejercen acciones resistentes que se traducen en un aumento de la resistencia al corte y una mejora de la cohesión del terreno . Proyectos de Bioingeniería 29
  27. 27. Es especialmente importante la relación entre volumen de raíces y el volumen de brotes ( ver tabla 3.4 Schiechteln 1973) Relación entre el volumen del aparato radical y la parte aérea de diversas plantas : De acuerdo con esta relación se pueden deducir importantes indicaciones sobre la capacidad biotécnicas de la especie: La estabilización más eficaz del terreno se obtiene cuando la compenetración de la raíz se realiza a diversos estratos del terreno y por tanto se aconseja emplear diversas especies. En el caso particular de las especies mediterráneas, existe una relación entra las estrategias de reproducción y la estructura de las raíces. Las especies con capacidad de recuperación vegetativa, poseen un aparato radical más profundo y desarrollado que garantiza una mejor consolidación del suelo que aquellas con reproducción por semilla. Estudios realizados sobre la distribución de las raíces de las plantas leñosas mediterráneas para la definición de modelos empíricos están realizándose en Portugal, en las Universidades de Lisboa y Coimbra, ( Silva, Rego y Martin Loucao ,2003). 3.2.2 Resistencia del aparato radical: para la estabilización de un substrato poroso sometido a acciones mecánicas es necesario que las raíces de las plantas resistan los esfuerzos de tracción y de corte que se derivan .Laboratorios científicos de varios países están estudiando las propiedades mecánicas de los troncos y de las raíces de las plantas con las clásicas pruebas de laboratorio para resistencia de materiales. La resistencia a la ruptura del aparato radical Proyectos de Bioingeniería 30
  28. 28. es el resultado de la intensidad de enraizamiento por la resistencia a la tracción de cada una de las raíces individualmente. En relación a la resistencia a la tracción de las distintas especies se pueden ver la tabla a continuación: otro parámetro importante es la resistencia a la extirpación de toda la planta Proyectos de Bioingeniería 31
  29. 29. Estudios de la universidad del Insurbia y de Molise han evidenciado las modificaciones de las raíces de Spartium junceum y Fraxinus ornus que crecen en los taludes , respecto a individuos que crecen en llanura. Estas especies en taludes refuerzan el anclaje al suelo con un desarrollo de las raíces más amplio y más resistente en la parte superior del talud con una respuesta morfológica similar a la que tendrían en caso de estar sometidos a viento . Proyectos de Bioingeniería 32
  30. 30. Desarrollo del aparato radicular de Spartium junceum A y B en talud C y D ( Chiatante et al ) Proyectos de Bioingeniería 33
  31. 31. Proyectos de Bioingeniería 34
  32. 32. Especies leñosas empleadas nombre científico caract. especie resistencia a la biotécnicas colonizadora caída de piedras Si si si coniferas Larix decidua Pinus halepensis Pinus sylvestis si Si Pinus uncinata si si si Arboles caducifolios Acer campestre si Acer monspessulanum si si Acer platanoides si Acer pseudoplatanus si si si Si si si Si si si si si si si si si Alnus cordata Alnus glutinosa (L.) Alnus incana Betula pendula Betula pubescens Si Carpinus betulus si Castanea sativa Si si si Fraxinus excelsior si Fraxinus ornus Populus alba L. var. alba Si si si Populus nigra L. var. nigra Si si si Populus tremula si si Si Prunus padus si Quercus pedunculata si Robinia pseudoacacia si si Tilia cordata Proyectos de Bioingeniería 35
  33. 33. NOMBRE CIENTÍFICO CARACT. ESPECIE RESISTENCIA A LA BIOTÉCNICAS COLONIZADORA CAÍDA DE PIEDRAS Arbustos Anagys foetida Atriplex halimus L. Berberis vulgaris L. Cercsis siliquastrum Colutea arborescens Cornus mas Si Cornus sanguinea Si Corylus avellana Crataegus monogyna Si Elaeagnus angustifolia Euonymus europaeus L. si si Si si si Ficus carica L. Hedera helix L. Hippophae rhamnoides Si si si Laburnum anagryoides Si si si Ligustrum vulgare L. Si si si Lonicera xylosteum L. Si si si Laurus nobilis L. Myrtus communis L. Nerium oleander L. si Phlomis purpurea L. Pistacia lentiscus Pistacia therebintus Salix alba L. Si si si Salix atrocinerea Brot. Si si si Salix caprea L. Si si si Salix eleagnos Scop. Si si si Salix fragilis L. Si si si Salix purpurea L. Salix repens L. Salix salviifolia Brot. Si Si Si si si si si si si Salix triandra L. Si si si si si Salvia lavandulifolia Vahl Sambucus nigra Sambucus racemosa Si Sorbus aria Si Proyectos de Bioingeniería 36
  34. 34. NOMBRE CIENTÍFICO ESPECIE RESISTENCIA A LA BIOTÉCNICAS Sorbus aucuparia CARACT. COLONIZADORA CAÍDA DE PIEDRAS Si si Sorbus torminalis si Spartium junceum Tamarix africana Poiret Si Tamarix boveana Bunge Si Tamarix canariensis Willd. Si Tamarix gallica L. si Teucrium fruticans L. Viburnum lantana si Viburnum opulus L. si Proyectos de Bioingeniería 37
  35. 35. CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS Las técnicas se dividen en 4 grandes grupos: 1.- Técnicas de recubrimiento 2.- Técnicas de estabilización 3.- Técnicas mixtas 4.- Técnicas complementarias Técnicas de recubrimiento Son técnicas destinadas a evitar la erosión superficial Dentro de este grupo se distinguen: - Siembras de diversos tipos, con o sin acolchados - hidrosiembras tanto de especies herbáceas como especies leñosas. - Empleo de mantas orgánicas en las siembras - Traslado de tepes, o de fragmentos de plantas: rizomas y estolones, principalmente - Recubrimiento con varas de salicáceas. Técnicas de estabilización Estas Técnicas permiten estabilizar el terreno hasta 2 MT. de profundidad y se basan en la disposición de plantas leñosas obtenidas por reproducción vegetativa y colocada en filas horizontales. Las plantas tienen que tener la capacidad de emitir raíces adventicias de manera que formen un entramado que permita la sujeción del terreno. Dentro de estas técnicas se encuentran: - Estaquillados de sauces - Lechos de ramaje - Sucesión de estacas y fajinas o ribalta viva Proyectos de Bioingeniería 38
  36. 36. -Trenzados de mimbre - Fajinas de ribera - Esteras de ramas - Empalizadas Técnicas mixtas Estas técnicas, a diferencia de las comentadas anteriormente conjugan la utilización de elementos vegetales con los materiales tales como: madera, acero galvanizado, piedra, hormigón... En estas técnicas, el material inerte actúa como estabilizador hasta que las plantas sean capaces de realizar esta función Dentro de estas técnicas se encuentran: - Entramados de madera. - Peldaños de leña - Enrejados vivos. - Tierras reforzadas o muros verdes - Mallas tridimensionales, geoceldas etc. - Gaviones revegetados Técnicas complementarias Junto con las técnicas constructivas propiamente dichas, se deben utilizar otras técnicas que completan y complementan las anteriores pero que no cumplen una finalidad de estabilización o protección frente a la erosión, son por ejemplo la plantación de especies leñosas con el fin de acelerar el desarrollo de la vegetación, la creación de barreras antirruido, los drenajes, las rampas para peces, etc. La combinación de unas o más técnicas permite la obtención de resultados que combinan los aspectos técnicos de estabilización con los paisajísticos y ecológicos Proyectos de Bioingeniería 39
  37. 37. Técnicas De Recubrimiento Son técnicas destinadas a crear un efecto de revegetación y estabilización superficial. - Siembras e hidrosiembras. - Traslado de tepes, esto es, de fragmentos de prado o césped. - Recubrimiento con varas de salicáceas. Proyectos de Bioingeniería 40
  38. 38. Bibliografía Recomendada Bibliografía en castellano: • Autores diversos : Manual de restauración fluvial Ministerio de Medio Ambiente 2008 • Zeh y colaboradores Bautyepenbuch • Ediciones de Horticultura : Bioingenería Otros libros recomendados: • Barker, D.H. (1995):Vegetation and slopes, Institution of civil engineers, Telford,London, 296 p.. • Begemann, W. & Schiechtl, H.M. (1994): Ingenieurbiologie. Handbuch zum ökologischen Wasser- und • Erdbau. Wiesbaden, Berlin: Bauverlag. 2. Auflage 1994. 203 S. Böll, A. (1997): Wildbach- und Hangverbau. Eidg. Forschungsanstalt f. Wald, Schnee u. Landschaft, Ber. 343(1997): 123 S. • Böll, A., Gerber, W., Graf, F. & Rickli, C. (1999): Holzkonstruktionen im Wildbach-, Hang- und Runsenverbau. Birmensdorf: Eidg. Forschungsanstalt f. Wald, Schnee u. Landschaft. 60 S • Coppin, N.J. & Richards, I.G. [Eds.] (1990): Use of Vegetation in Civil Engineering. Construction Industry Research and Information Association (CIRIA). London: Butterworths. 292 p. • Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau Hrsg. (1990): Uferstreifen an Fliessgewässern, Heft 90 Parey, Hamburg, Berlin, 345 S. • Deutsches Institut für Normung E.V. (DIN) [Hrsg.] (2002): DIN 18 918 (Ausgabe Ausgabe 2002): • Vegetationstechnik im Landschaftsbau - Ingenieurbiologische Sicherungsbauweisen - Sicherung Proyectos de Bioingeniería 110
  39. 39. durch Ansaaten, Bepflanzungen, Bauweisen mit lebenden und nicht lebenden Stoffen und Bauteilen, kombinierte Bauweisen. Köln: Beuth. • Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen E.V., Köln [Hrsg.] (1983): RAS LG 3. Richtlinien für die Anlage von Strassen. Teil: Landschaftsgestaltung. Abschnitt 3: Lebendverbau. Ausgabe 1983. Bonn: Kirschbaum. 40 S. • Gerstgraser, C. (2000): Ingenieurbiologische Bauweisen an Fliessgewässern Grundlagen zu Bau, • Belastbarkeiten und Wirkungsweisen. Diss. Univ. f. Bodenkultur Wien, Band 52(2000): 228 S. • Gesellschaft für Ingenieurbiologie Hrsg. (1980 – 2000): Ingenieurbiologie, Jahrbücher, Aachen • Graf, C., Böll, A. & Graf, F. (2003): Pflanzen im Einsatz gegen Erosion und oberflächennahe Rutschungen. • Merkblatt für die Praxis 37(2003): 8 S. Birmensdorf: Eidg. Forschungsanstalt WSL. • Graf, C., Böll, A. & Graf, F. (2003): Des plantes pour lutter contre l'érosion et les glissements en surface. • Notice pour le praticien 37(2003): 8 p. Birmensdorf: Institut féd. de recherches WSL. • ITECO (1990): Lamosangu - Jiri Road, Charnawati Rehabilitation Programme, Phase III: Handbook for Bio• Engineering Methodes in Gully and Landslide Stabilization Works. The Government of Switzerland, Directorate for Development, Cooperation and Humanitarian Aid (SDC) and His Majesty's • Government of Nepal, Department of Roads. Affoltern a.A. CH. Lachat, B., Adam, P., Frossard, P.A. & Marcaud, R. (1994): Guide de protection des berges de cours d'eau en techniques végétales. Paris: Ministère de l'environnement. 143 p. • Lange, G., Lecher, K. et al. (1993): Gewässerregelung, Gewässerpflege. Naturnaher Ausbau und Unterhaltung von Fliessgewässern. Hamburg, Berlin: Parey. 3. Auflage 1993. 343 S. • Loat, R. & Meier, E. (2003): Wörterbuch Hochwasserschutz. Dictionnnaire de la protection contre les crues. • Dizionario della protezione contro le piene. Dictionary of flood protection. Bern: Proyectos de Bioingeniería 111
  40. 40. Haupt. 424 S. • Madsen B.L. (1995) Danish Watercourses, Danish Environment Protection Agenca, Muljont nr. 11, Kopenhagen • Ministerium für Umwelt Baden-Württemberg [Hrsg.] (1993). Naturgemässe Bauweisen. Ufer- und Böschungssicherungen. Handbuch Wasserbau 5(1993): 101 S. Stuttgart. • Morgan, R.P.C. & Rickson, R.J. [Eds.] (1995): Slope stabilization and erosion control: a bioengineering approach. London: Spon. 274 p. • Oplatka, M., Diez, C., Leuzinger, Y., Palmeri, F., Dibona, L. & Frossard, P.A. (1995): Dictionary of Soil Bioengineering. Wörterbuch Ingenieurbiologie. Zürich: vdf Hochschulverlag AG an der ETH; Stuttgart: Teubner. 249 S. • Palmeri, F., Silván, F. & Prieto, I. (2001): Manual de técnicas de ingeniera naturalistica en ambito fluvial. Administracion de la Comunidad Autonoma del Pais Vasco, Departemento de Trasportes y Obras Publicas. Vitoria-Gasteiz. 182 p. • Regione Lazio, Assessorato per l’Ambiente, (2001): Manuale die Ingegneria naturalistica, Naturstudio Trieste, Universita della Tuscia, Viterbo, 421 S. Regione Emilia-Romagna, Assessorato all'ambiente e regione del Veneto, assessorato agricultura e foreste [Ed.] (1993): Manuale Tecnico di Ingegneria naturalistica. Bologna. 237 p. • Rossoll, A. (1992): Schutzwasserbau, Gewässerbetreuung, Ökologie, Bundesministerium für Land- und Fortwirtschaft, Wien, 231 S. • Sauli, G., Siben,S. (1995): Tecniche di rinaturauione e di ingegneria naturalistica, Patron Editore, Bologna • Schaarschmidt, G. & Konecny, V. (1971): Der Einfluss von Bauweisen des Lebendverbaues auf die Standsicherheit von Böschungen. Inst. f. Verkehrswasserbau, Grundbau u. Bodenmechanik, TH Aachen, Mitt. 49(1971): 90 S. • Schiechtl, H.M. (1973): Sicherungsarbeiten im Landschaftsbau. Grundlagen, lebende Baustoffe, Methoden. München: Callwey. 244 S. Proyectos de Bioingeniería 112
  41. 41. • Schiechtl, H.M. (1980): Bioengineering for land reclamation and conservation. Edmonton/Alberta, Canada: Univ. of Alberta Press. 404 p. • Schiechtl, H.M. (1992): Weiden in der Praxis. Die Weiden Mitteleuropas, ihre Verwendung und Bestimmung. Berlin, Hannover: Patzer. 130 S. • Schiechtl, H.M. & Stern, R. (1992): Ingegneria naturalistica - Manuale delle opere in terra. Feltre: Castaldi. • Schiechtl, H.M. & Stern, R. (1992): Handbuch für naturnahen Erdbau. Eine Anleitung für ingenieurbiologische Bauweisen. Wien: Österr. Agrarverlag. 153 S. • Schiechtl, H.M. & Stern, R. (1994): Handbuch für naturnahen Wasserbau. Eine Anleitung für ingenieurbiologische Bauweisen. Wien: Österr. Agrarverlag. 176 S. • Schiechtl, H.M. & Stern, R. (2002): Naturnaher Wasserbau. Anleitung für ingenieurbiologische Bauweisen. Berlin: Ernst & Sohn. 229 S. • Schlüter, U. (1971): Lebendbau. Ingenieurbiologische Bauweise und lebende Baustoffe. München: Callwey. 98 S. • Schlüter, U. (1990): Laubgehölze: Ingenieurbiologische Einsatzmöglichkeiten. Berlin, Hannover: Patzer. 164 S. • Schlüter, U. (1996): Pflanze als Baustoff - Ingenieurbiologie in Praxis und Umwelt. Berlin, Hannover: Patzer. 2. Auflage 1996. • Verein für Ingenieurbiologie Hrsg. (1989 – 2004): Ingenieurbiologie, 4 Mitteilungsblätter pro Jahr, CH Horgen • Vereinigung Schweiz. Strassenfachleute (VSS) [Hrsg.] (1999): Normpositionen- • Katalog der Schweizer Bauwirtschaft. NPK 213 D: Wasserbau. Zürich. 175 S. • Zeh, H. (1993): Ingenieurbiologische Bauweisen. Studienbericht Bundesamt f.Wasserwirtschaft 4(1993): 60S. Bern. • Zeh, H. (2000): Méthodes du génie biologique. Rapport d’étude Office féd. deseaux et de géologie 9(2000).Berne. Proyectos de Bioingeniería 113

×