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Ricardo Schmalbach R

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Ricardo Schmalbach tiene como vocación el cuidado del ambiente, buscando siempre soluciones creativas e innovadoras, comprometidas con una ambiente sano. Es un Biólogo Marino con 24 años de experiencia en el control de erosión en costas y riberas. Preocupado por motivar a la acción para preservar el ambiente informa en esta página sobre los estudios y preocupaciones de los asociados a IECAIberoamerica

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Anotaciones Sobre Erosión Costera

Publicado en Noticias

Por: Ricardo Schmalbach R.

 Para tratar el tema de erosión costera primero es necesario definir qué es costa, la que definiremos cómo: la franja de agua y tierra presente a lo largo de los continentes e islas. Puede estar formada por cualquier tipo de suelos, arena, roca, arcilla, vegetada o expuesta y, además, se encuentra en constante actividad por efectos de las corrientes de agua y del aire. La línea de costa varia en su amplitud, dependiendo de los efectos de la luna sobre las masas de agua, las mareas. La costa es una zona de estabilidad variable, efectos como mareas, vientos, oleaje, maremotos, sunamis, huracanes y corrientes locales propiciarán procesos sedimentarios o erosivos.

 Un factor importante en la estabilidad de la línea de costa, y que quizás sea la de mayor efecto en la actualidad, es el efecto del cambio climático sobre los niveles del mar. Los niveles del Caribe, por ejemplo, han aumentado en los últimos tiempos, llagando a superar en algunos sectores los 45cm, y su tendencia va en aumento; esto debido a la pérdida de las grandes reservas glaciales de agua dulce, las cuales terminan almacenadas en los océanos. El aumento de los niveles del mar en las costas hace que la línea de playa seca se disminuya, no necesariamente es signo de erosión, pero si hay un significativo cambio en la estructura del fondo y las corrientes.

Mayores volúmenes de agua oceánica obligatoriamente afectarán la temperatura local y global, ya que el agua es un reservorio térmico. Esto lleva a un aumento en la temperatura de aire que proporcionará más energía al mismo, aumentando las velocidades de las corrientes de aire y a su vez, aumenta la evaporación y sublimación del agua, aumentando lluvias y precipitaciones, y estos dos últimos factores son fuentes directas de erosión y sedimentos.

 El fenómeno de inundaciones en las ciudades de la costa Caribe y Atlántica no son diferentes a las de las ciudades costeras de todo el planeta.

 

Hay incremento en los niveles de agua de mar, con un aumento en los niveles freáticos, suelos sobresaturados que, con el mínimo aporte de agua, producirán encharcamiento e inundación; en resumidas cuentas, la línea de playa seca se está reduciendo y la línea de playa húmeda está llegando a la infraestructura que este por debajo de los 45cm. Al momento en muchos lugares es solo un proceso de niveles de inundación, pero en muchos lugares del Caribe hay fuertes afectaciones por actividad de corrientes, olas y vientos sobre la infraestructura y las comunidades. Tomar conciencia de nuestra ubicación espacial con respecto a los factores cambiantes y de riesgo de nuestro planeta, nos ayudará a evitar vivir en zonas de riesgo inmediato y futuro, para así disfrutar más de este -nuestro dinámico y cambiante- planeta Tierra. El único que tenemos, que debemos conservar, respetar y amar, como se ama a uno mismo; al final somos parte determinante de nuestro planeta azul.

Programa de descarga de Sedimentos

Publicado en Noticias

Experiencia de la central hidroeléctrica El Platanal

Autor: Carlos Adrianzen

Introducción

La central hidroeléctrica El Platanal se ubica en la cuenca media del río Cañete, a

185 km al sur de la ciudad de Lima, en la provincia de Cañete. El Platanal tiene una capacidad instalada de 220 MW, convirtiéndola en una de las principales fuentes de generación de electricidad del país.

 

La cuenca del río Cañete es una de las más fructíferas de la costa peruana,

caracterizado por tener permanentemente agua discurriendo hacia el mar, fluctúa de 10 a 200 m3/s entre los meses de agosto a febrero. La cuenca se caracteriza por tener a lo largo de esta, una importante actividad económica. Aguas abajo de la toma de El Platanal se puede observar 500 ha de cultivos permanentes irrigados por 50 bocatomas de riego, este sector forma parte del área de influencia directa de la central hidroeléctrica.

 

Siguiendo el curso del río aguas abajo de la descarga de la central, se abre paso el valle del Cañete con importante actividad turística, presencia de un recurso hidrobiológico muy cotizado en la gastronomía nacional el camarón de río (Cryphiops caementarius), 27 mil hectáreas de cultivos intensivos y medianamente intensivos y la población urbana.

 

La central hidroeléctrica El Platanal toma agua del río Cañete en la localidad de

Capillucas, a 1500 msnm, a razón de 41 m3/s la conduce a través de un canal enterrado, un desarenado y un túnel de 12,5 km de longitud que cruza la montaña y cae 525 m hacia la Casa de Máquinas, totalmente construida en una caverna. El Platanal cuenta con 2 turbinas tipo Pélton, generadores y transformadores. El patio de llaves se conecta a la Línea de Tensión de 220 kV. La captación cuenta con una represa de regulación horaria de 1,35 millones de m3.

 

La operación regular de la presa Capillucas decanta los sedimentos que son

transportados por el río durante un año hidrológico, trayendo beneficios aguas abajo como por ejemplo: control de demasías y prevención de inundaciones. Pero también, restringe la capacidad de almacenamiento en aproximadamente 5% anualmente.

 

La dinámica operativa descrita conlleva el prever la descarga o devolución de los

sedimentos al río, bajo condiciones o requisitos estrictos Medio Ambientales, sociales y comunicacionales. El describir estos requisitos y métodos, son el objetivo de la presente; mostrando el éxito de las medidas y reflexionando sobre las oportunidades de mejora.

2. Operación de la central hidroeléctrica El Platanal

 

La operación de la central se inicia en la presa Capillucas donde se capta el agua a turbinar. La operación de Capillucas tiene dos modos de operación en función al año hidrológico:

En época húmeda: En esta época el río Cañete tiene un caudal promedio de

150 m3/s durante 4 meses aproximadamente (desde diciembre a marzo). Durante estos meses, el caudal del río es mucho mayor al que requiere la central, por ello el agua rebosa la presa a través del vertedero de demasías. El agua del río contiene altas concentraciones de arena y la cuenca del río Cañete se encuentra activa con alta incidencia de deslizamientos o huaycos.

 

Durante todo este periodo se captura los sedimentos en el embalse Capillucas,

ocupando un volumen aproximado de 4% cada temporada.

- en época seca: En esta época el caudal desciende naturalmente a los 10 m3/s

hacia el mes de agosto y se caracteriza por sus aguas azules y turquesas. Esta época la cuenca presenta un incremento en la actividad turística por canotaje y gran afluencia a los restaurantes locales (incrementando la demanda por el camarón de río). Sin rebosa la presa a través del vertedero de demasías. El agua del río contiene altas concentraciones de arena y la cuenca del río Cañete se encuentra activa con alta incidencia de deslizamientos o huaycos.

Durante todo este periodo se captura los sedimentos en el embalse Capillucas,

ocupando un volumen aproximado de 4% cada temporada.

Sin embargo, el valle agrícola del río se caracteriza por sufrir escasez en el aprovisionamiento de agua en sus canales.

El caudal turbinado es regulado aguas abajo de la Casa de Máquinas, en el

embalse de Restitución, para homogeneizar los caudales registrados en Putinza.

Esta operación típica puede sufrir alteraciones en condiciones de emergencia

operativa como puede ser: la salida de operación de la línea de transmisión, orden del Comité de Operaciones del Sistema Interconectado Nacional (COES), alguna falla detectada en algún componente de la central ó exceso de sedimentos en el río Cañete productos de deslizamientos en la cuenca alta.

 

3. Acumulación de sedimentos

 

Como se ha mencionado, la operación del embalse Capillucas se caracteriza por

almacenar un volumen importante de sedimentos durante la época de lluvias (dic - mar).

Estos deben ser retirados del embalse para evitar que se pierda volumen útil.

Desde el inicio de la operación de la CHEP (marzo 2010) se ha ejecutado tres

drenajes de sedimentos de la represa Capillucas (flushings); la del 12 de marzo 2012 con 150 m3/s de caudal con 12 horas de duración; la del 17 de marzo del 2013 con 175 m3/s con 12 horas de duración y la del 23 de marzo del 2015 con 140 m3/s y sólo 5 horas de duración. En paralelo a las actividades de drenaje, se han ejecutado cuatro mediciones batimétricas; en diciembre 2012, mayo 2013, febrero 2015 y setiembre 2015. El siguiente gráfico muestra el comportamiento de los sedimentos depositados en el lecho del reservorio.

Observando los resultados se desprende:

El 95% del volumen útil (1’357,000 m3) está ubicado entre la progresiva +350

hasta la +800. Si los sedimentos disminuyen el volumen útil de esa zona veremos afectada nuestra capacidad de regulación diaria. Esa es la zona crítica.

Según la última batimetría de setiembre 2015 se ha “perdido” 274,982 m3 del

volumen muerto, es decir el 45% del volumen muerto ya ha sido ocupado por

sedimentos. Estos sedimentos están depositados entre la presa y la parte estrecha del reservorio a unos 350 metros de la presa.

 

Con la misma información de la última batimetría se concluye que 263,854 m3 de

sedimento se han depositado sobre la zona donde está el volumen útil, es decir ya se ha “perdido” el 19% del volumen útil. Igualmente se puede decir que la deposición de los sedimentos no es uniforme; en el sector del volumen muerto se depositan aproximadamente 3,1 m3 de sedimento por cada metro cuadrado de superficie y en la parte del volumen útil se depositan 2.5 m3 por metro cuadrado. Esto era previsible; la mayor parte del sedimento se deposita en las cercanías de la presa cuando el agua ha perdido velocidad y las partículas han tenido mayor tiempo para precipitarse.

 

Por otro lado, la forma en la que se está depositando el sedimento está cambiando el perfil del lecho del río. El perfil natural en la zona de Capillucas tenía una pendiente uniforme promedio de 2.2%, según se observa, la tendencia será la de “aplanar” el lecho hacia una pendiente de 1.5%. Esta nueva pendiente ya casi ha sido alcanzada en la zona del volumen útil y los flushings que se realizan, pueden hacer poco para recuperar el perfil natural, contribuye a ello la estrechez del río al inicio de la zona del volumen útil que se constituye en una barrera que baja la velocidad del agua y hace que en sus cercanías se deposite mayor cantidad de sedimento, entonces, parece que en esa zona ya se está llegando a un nuevo ángulo de reposo y los futuros flushings ya no van a recuperar los perfiles originales, lo que significa es que el mayor éxito será mantener la nueva gradiente.

 

En cambio en la zona del volumen muerto, adyacente a la presa, el flushing es más eficaz y sí se podría recuperar la gradiente original, sobre todo en la franja de proyección de las tres compuertas de fondo.

Examinando la información de las sucesivas batimetrías se concluye que aproximadamente el 70% del sedimento actualmente depositado se quedaron en las dos primeras avenidas y lo más probable es que la mayoría llegó con la mayor avenida de febrero 2012 (extraordinaria en los últimos 50 años). Una premisa que se ha constatado es que aproximadamente el 90% de la deposición ocurre en los 15 días de mayor escorrentía dentro de la temporada; la cantidad de sedimentos que se depositan fuera de esos periodos es despreciable.

 

Si se considera que las avenidas del 2013, 2014 y 2015 fueron avenidas “normales” se puede concluir que en cada avenida normal se depositan unos 54,000 m3 de sedimento y que de ellos, en un flushing de una duración de 10 a 12 horas con un caudal sobre 120 m3/s en el río, se logra remover 43,000 m3, es decir casi el 80% de lo que se deposita en una temporada de lluvias normal.

De lo anterior se concluye que es necesario hacer un flushing de unas doce horas

(o dos de menor duración) en cada temporada de avenida, de ese modo la pérdida de volumen útil no será notable y la afectación de la capacidad de regulación podrá ser mitigada. Sin embargo al ocurrir una crecida extraordinaria, ésta deposita aproximadamente 10 veces la cantidad de sedimento que una “normal” y para equilibrar la dinámica se tendría que programar un flushing 10 veces más intenso (120 horas de duración con el río a más de 120 m3/s).

 

4. Desafíos de la descarga de sedimentos

El descargar los sedimentos acumulados en el embalse Capillucas es una

actividad crítica para garantizar la sostenibilidad de la operación de la central; pero las características ambientales, sociales y económicas de la cuenca baja del río Cañete implican desafíos muy importantes. La inadecuada gestión de los aspectos ambientales y stakeholders de la cuenca también puede impactar en la sostenibilidad de la operación de la central.

 

Desafío ambiental: El flushing debe causar el mínimo daño a la calidad

hidrobiológica; los camarones, el pejerrey de río, la microbiología natural no deben verse afectados por la descarga de los sedimentos. El daño principal se localiza en la capacidad abrasiva de los sedimentos sobre la piel o el exoesqueleto.

La acumulación de arena en los meandros del río Cañete podría ocasionar

cambios en la morfología del río y también ocasionar daño en las riberas o en zonas de alimentación de las especies.

 

Desafío social: El flushing guarda características organolépticas singulares. Dado

su alto contenido orgánico, el sedimento es de color negruzco y de fuerte olor; estas generan incomodidad a los pobladores del área de influencia especialmente a los que se ubican en los primeros 45 km desde la presa Capillucas.

El suministro de agua para consumo humano no debe verse afectado por el

flushing.Desafío económico: Las actividades económicas vinculadas a la calidad de las aguas del río Cañete no deben verse afectadas por el flushing. El canotaje es una actividad turística muy importante en la cuenca baja y depende de la calidad del río para que no ahuyente a turistas. Asimismo, toda la actividad gastronómica también se podría ver afectada si es que los recolectores de camarón no pueden realizar sus jornadas con normalidad o si el recurso hidrobiológico ve mermado su disponibilidad.

Los sedimentos que se descargan pueden afectar los campos de cultivo que son

irrigados por bocatomas en el río Cañete, lo que generará pérdidas considerables en los primeros 30 km aguas abajo.

Desafío comunicacional: Los 95 km de río aguas abajo de las compuertas de la

presa Capillucas, se caracterizan por la actividad intensa económica y social. Desde este punto, hasta la desembocadura del río en el océano Pacífico se hallan 2 provincias, 10 distritos, 5 comunidades campesinas, 6 agremiaciones de recolectores de camarón, asociaciones turísticas, juntas de regantes, etc; todos ejerciendo una corriente de opinión sobre la operación de la central hidroeléctrica y en particular sobre el flushing. La percepción que todos los stakeholders construyan sobre el flushing también es un elemento importante que condiciona la conflictividad social y sostenibilidad de la CHEP.

 

Desafío operativo: Tal como se ha referido en párrafos anteriores, se requiere

retirar la mayor cantidad de sedimento por cada flushing para mantener la capacidad de almacenamiento del embalse.

 

5. Programa de descarga de Sedimentos

La gerencia de Operaciones de la compañía lidera la implementación del

Programa de descarga de sedimentos cada año; para ello coordina con las áreas de Medio Ambiente y Relacionamiento Comunitario las medidas necesarias para garantizar el éxito del programa. Este planeamiento implica la ejecución de un conjunto de planes cuyo objetivo principal es el de atender los desafíos antes descritos.

El programa considera los siguientes componentes:

 

5.1 Plan Operativo:

El plan operativo involucra a todas las acciones vinculadas con las maniobras o acciones que están bajo el ámbito de la gerencia de Operaciones y guardan relación directa con las actividades de generación eléctrica y labores de coordinación con agentes del Estado peruano que opera o regula el Sistema Eléctrico Nacional (SEIN). Este Plan incluye asimismo actividades de:

- Medición de Sedimentos: Se coordinan servicios de batimetría para el embalse Capillucas, antes y después del flushing. El informe servirá como insumo para la actualización del procedimiento técnico de mantenimiento de presa, a través de dicho informe conoceremos que zonas del embalse cuentan con mayor sedimento acumulado, información importante para el proceso de desembalse e inicio de

descarga de sedimentos durante el mantenimiento de Presa.

 

- Coordinación COES: Se presenta al COES las fechas preliminares para

el mantenimiento de presa Capillucas (incluye la parada de Planta), luego de la revisión de los mantenimientos propuestos por las diferentes empresas del SEIN, se define el cronograma anual de mantenimiento del SEIN.

Procedimiento Técnico de Mantenimiento Presa: El plan operativo generará el entregable Procedimiento técnico Operativo para la descarga de sedimentos de la presa Capillucas, en el cual se precisa las condiciones mínimas de hidrología para la ejecución del mantenimiento, así como las pautas para el desembalse y ejecución del mantenimiento de Presa.

 

- Coordinación OSINERGMIN1: El ente regulador de las actividades eléctricas participa de las coordinaciones previas del plan.

 

5.2 Plan Ambiental:

 

Plan ambiental alcanza a todos los elementos del ecosistema que interactúan con la descarga de los sedimentos: recurso hídrico, recurso hidrobiológico y las autoridades vinculadas.

 

- Monitoreo de caudales: Se registra el caudal del río Cañete aguas arriba del embalse Capillucas, en la estación Putinza; entre la toma y la descarga de la CHEP, en la estación Chavín; y aguas abajo de la central en la estación Socsi. El caudal del río en la estación Putinza debe ubicarse en el rango de 120 a 150 m3/s. El estar fuera de este rango es determinante para no iniciar o detener el flushing.

 

- Monitoreo de calidad fisico-química del agua: Metales (mg/l), pH,

Turbidez (UNT), Nitrógeno amoniacal (mg/l), Nitrito (mg/l), Sulfuro (mg/l), Oxígeno disuelto(mg/l), Sólidos totales (mg/l), Temperatura (ºC) e interpretación de resultados.

 

- Monitoreo de Calidad Biológica del Agua: Monitoreo de parámetros de macroinvertebrados y perifiton e interpretación de resultados.

 

- Monitoreo de Sedimentos descargados: Determinación de granulometría, Sulfuro, Metales Totales, fosfatos e interpretación de resultados.

 

- Monitoreo de Camarón: Medición de la Cantidad de Camarón capturado, condición física e interpretación de resultados.

 

5.3 Plan Social

El objetivo del plan social se concentra en la gestión de los impactos negativos sobre las actividades, costumbre y hábitos de la población aguas abajo de la Presa Capillucas. Para ello es importante la definición del mensaje central con el que se transmitirá el programa.

Este mensaje debe diferenciarse para cada actor, pero manteniendo el

mismo orden lógico.

 

- Comunicaciones escritas: Las primeras cartas serán entregadas semanas previas por el equipo de RRCC, quienes las explican con ayuda de algún material impreso para que no queden dudas.

Posteriormente, a 48 horas antes del mantenimiento de Presa.

 

- Despliegue con Juntas de usuarios de canales del Caudal Ecológico:

Incluye actividades de coordinación con la Junta, como también el cierre de canales por un contratista civil de Planta.

 

- Monitoreo de Puntos Crítico sociales: Identificación de puntos críticos en la zona de caudal ecológico y verificación del informe realizado en el año anterior. Registro fotográfico y actas de los puntos críticos identificados durante el Primer y Segundo Mantenimiento.

 

5.4 Plan de Medios

El plan de medios atiende la gestión de la información y las percepciones.

Comprende:

 

- Análisis de la situación mediática: Representa la primera parte del plan y

permite conocer el panorama mediático en Cañete. Incluye tres acciones

específicas que facilitarán conocer las tendencias de la agencia mediática; es decir, las posiciones de los periodistas y los medios, también las temáticas que desarrollan.

 

- Monitoreo permanente de todas las plataformas mediáticas de las zonas

de influencia: Incluye diarios locales, radios, tv, blogs y redes sociales

como Facebook y Twitter. Se realiza diariamente

- Desarrollo de una base de datos de los periodistas y medios de

comunicación locales más influyentes con las siguientes descripciones

- Información Interna: Persigue consolidar la información interna y generar elementos comunicacionales que mantengan la línea del mensaje oficial de Celepsa, respecto al Mantenimiento de la Presa Capillucas.

- Discurso único: Representa los mensajes oficiales respecto al

Mantenimiento de la Presa Capillucas, se elaboran en base al desarrollo

de preguntas y respuestas que se levantan de las inquietudes sociales y

actualizando la información existente.

 

- Presentación institucional: Integra los mensajes del discurso único en una versión editada para realizar exposiciones, el objetivo que persigue es facilitar el entendimiento y comprensión del tema de una manera sencilla. La presentación integrada sobre el Mantenimiento de la Presa Capillucas incluye una animación sobre el tema (video gráfico) y también entrenamiento a posibles voceros. Se realizará con apoyo de proveedores para el desarrollo de la animación, diagramación y edición.

 

- Preparación de voceros. Consiste en el entrenamiento teórico práctico

de los voceros de la compañía para que puedan enfrentar entrevistas

periodísticas. Se realizará en coordinación con Recursos Humanos.

 

- Socialización: Relacionamiento con los periodistas y líderes de opinión

que priorizará los encuentros uno a uno para alcanzar la identificación y

empatía. Éstas son acciones de acercamiento 1 to 1 con los principales

periodistas de la zona.

 

- Presentación de informe final. Incluye Plan de Medios y lecciones aprendidas.

 

 

 

 

 

 

6. Resultados obtenidos

Resultado de planes

Desafíos

Operacionales

DESAFIOS OPERACIONALES

 

Las coordinaciones a nivel de COES y OSINERGMIN se ha desarrollado con total normalidad y siempre se ha contado con la aprobación al cronograma de mantenimiento de presa y parada de Planta.

El personal de operaciones ha ejecutado los planes operativos con normalidad.

 

DESAFIOS AMBIENTALES

Desafíos Ambient

Los resultados del monitoreo ambiental muestran que los parámetros medidos no sobrepasan los estándares ambientales.

El respeto a la restricción de caudal también fue respetado y muestra de ello es que en febrero del 2015 con todos los preparativos listos se detuvo todas las maniobras porque elca udal sobrepasó rápidamente los 160 m3/s.

 

DESAFIO SOCIAL ECONOMICO

La población es atendida y los niveles de conflictividad son

bajos. La operación de la central está garantizada.

DESAFIO COMUNICACIONAL

Los medios de comunicación son atendidos con comunicados directos y concretos sobre las actividades del flushing.

Autoridades locales y comunales; así como pobladores en general se mantienen informados del inicio, duración y finalización del flushing.

 

 

Lineamientos en Control de Erosión: Protección de Taludes

Publicado en Noticias

LINEAMIENTOS SOBRE CONTROL DE LA EROSIÓN

Autores

Ricardo Schmalbach

Beatriz Fernandez

El  nivel de vida y desarrollo de una sociedad se puede medir por el nivel de conservación de su paisaje y el cuidado de sus plantas y animales.

A todo proyecto de construcción de una infraestructura se exigirá:

►Proyecto o plan de restauración o restitución paisajística.-Técnicas preventivas y correctivas en las distintas fases: de construcción, explotación (mantenimiento) y posterior abandono. 

Técnicas correctivas de bioingeniería.- Son aquellas que utilizan en alguno de sus componentes plantas o partes de ellas, formando un conjunto vivo que mejora el comportamiento dinámico y de biodiversidad del elemento constructivo.

Erosión y tipos de erosión

Definición:

         Desgaste o destrucción producidos en la superficie de un cuerpo por la fricción continua o violenta

         Alteración de la superficie de la Tierra por la acción de agentes externos, como las lluvias, el viento o las olas del mar.

Tipos de erosión:

         Erosión eólica: Erosión llevada a cabo por el viento.

         Erosión fluvial: Erosión que lleva a cabo los cursos de agua continentales     (ríos y torrentes)

         Erosión glaciar: Erosión debida a la acción de los glaciares sobre las rocas  de la superficie

         Erosión marina: Erosión que lleva a cabo el mar sobre las rocas del litoral.

         Erosión subterránea: Erosión que se lleva por degradación química del suelo interior, formando túneles.

         Erosión biológica: Erosión por la acción de organismos vivos.

         Erosión por intervención humana: Erosión por acciones del hombre (agro, infraestructura, minería)

 

TECNICAS DE CONTROL DE EROSION ESTRUCTURAL

         Muros de tierra.

         Muros de pié de bioingenieria clásica

         Kreiner madera

         Sacos llenos de arena.

         Geotubos.

         Megabolsas / Geocontenedores

         Geoceldas

         Pilotes: madera, acero.

         Tablestacas: concreto, acero

         Muros de mamposteria.

         Gaviones.

         Enrocado

         Geomembranas

         Geotextiles

 

Ejemplos de Muros en tierra:

 

 

 

TÉCNICAS DE CONTROL DE EROSIÓN SUB SUPERFICIAL Y SUPERFICIAL

 

         Siembras y Plantaciones.

         Mallas metálicas y geosintéticas.

         Elementos geosintéticos tridimensionales, mantos y Geo Web y Geoterra

         Drenajes , GeoWeb, Geoterra , infiltración.

         Mantas y mallas orgánicas

         Biorrollos y colchones orgánicos.

 

Siembras e hidrosiembras:

La hidrosiembra es quizás, la técnica más habitual en la restitución paisajística dados los frecuentes taludes en desmonte o terraplén con pendientes mayores del 3/1.

La hidrosiembra consiste en la aplicación a presión hidráulica de una  suspensión homogénea  de semillas y otros aditivos opcionales, tales como:

         mulch

         estabilizadores o adherentes de suelos

         Fertilizantes, ac. Húmicos y fúlvicos, bioactivadores microbianos, etc.

         Otros: colorantes, repelentes, fungicidas, etc.

 

-Mulches de celulosa:

Mulch 100% celulosa (1): envasado en sacos de aproximadamente 23 kg. Dosis recomendada: 100g/m2.

Mulch 50% celulosa – 50% cáscara de arroz (2): envasado en sacos de aproximadamente 23 kg. Dosis recomendada: 100g/m2.

- Mulches de fibra corta:

Mulch 100% fibra de madera (3): envasado en sacos de aproximadamente 17 Kg. Dosis recomendada: 150g/m2.

- Mulches de fibra mixtos:

Mulch 75% fibra de madera – 25% turba negra (4): envasado en sacos de 23 Kg. Dosis recomendada: 150g/m2.

 

Plantación

Con la plantación de especies arbóreas y arbustivas, que han sido cultivadas en vivero, se contribuye al desarrollo de comunidades vegetales estables ya que se pueden introducir especies pioneras o intermedias de la sucesión vegetal, que de forma natural tardarían mucho tiempo en instalarse.

El éxito de la plantación, depende , en gran medida, de los siguientes factores:

la elección de las especies.

la preparación del terreno.

los métodos de implantación.

Y de la conservación

Mallas Metálicas y Geosintéticos

Enrejados metálicos

Para evitar problemas por la caída de piedras, se emplean enrejados metálicos galvanizados en malla de triple torsión TT (luz 5x7 cm., alambre nº 13 y D 2 mm) que, al fijar las piedras, facilita el depósito de pequeños arrastres de tierra donde colonizar la vegetación.

Geosintéticos tridimensionales

Son productos fabricados a base de materiales sintéticos, con estructura tridimensional con espesores variables, constituidos por hilos o mallas o materiales que forman un conjunto sobre los que quedará retenida la tierra vegetal o substrato, que es necesario aportar para su correcto funcionamiento.

Sobre la tierra vegetal o el substrato se realizará la siembra o hidrosiembra que ha de quedar convenientemente tapada y protegida (mulch y estabilizador).

 

 Con frecuencia estos sistemas son utilizados como estructuras de conducción del agua en regueros o cunetas.

Sistema Geocelular

 

 

 

Es una estructura tridimensional en nido de abeja.

Posee una estructura muy consistente a la tracción, que puede abrirse como un acordeón.

Se fabrica en paneles de distintas dimensiones, que una vez abiertos, forman una serie de celdas hexagonales.

 

Biorrollos:

Son estructuras cilíndricas de distintos espesores (10 a 60 cm.) y densidades, compuestas de mallas sintéticas o naturales (coco) de longitudes varias, y fibras generalmente naturales de paja, coco o esparto, permeables a la captación de plantas y semillas, pero de gran resistencia a la acción del agua de manera especial si han sido vegetados. De ahí su conveniencia de instalarlos ya vegetados en vivero.

Su aplicación es:

Estructuras direccionales del flujo de agua como repié de taludes de las márgenes

Estructuras transversales al mismo en laderas y taludes a modo de fajina, que presenta la gran ventaja añadida de su maleabilidad a las curvaturas y asentamientos diferenciales del terreno, con lo que su adaptación es mayor que las fajinas convencionales, como también lo es su resistencia a la tracción longitudinal y transversal y su capacidad de filtrado de finos de suelo y de retención de plantas.

 

Colchones:

Son estructuras planas de distintos espesores (5 a 10 cm.) y densidades, compuestas de mallas sintéticas o naturales (coco) de longitudes y anchuras variables, y  fibras naturales de paja, coco o esparto, muy permeables, de gran capacidad de captación de finos, al igual que de plantas y semillas en sistemas húmedos, que una vez vegetados poseen una gran resistencia a la acción del agua. De ahí su conveniencia de instalarlos ya vegetados previo encargo en vivero.

Su aplicación es:

Estructuras planas de refuerzo y complemento de biorrollos, por encima de estos o de las fajinas de ramas tradicionales en las márgenes de los ríos o arroyos, o

 

Estructuras flotantes de fitodepuración de aguas residuales

 

Agradecimientos

Autor:

Moisés Muñoz Rodríguez, Seanto Chile S.P.A.

 

Director de Desarrollo Internacional, Ingeniero Forestal.

 

 

1. INTRODUCCCIÓN.

La bioingeniería es un concepto que ha generado mucha discusión en la literatura científica, debido principalmente a la amplitud de campos donde estas técnicas pueden aplicarse. Una definición aceptada y aplicada en el contexto de la restauración de infraestructuras lineales, está la que define la bioingeniería como la aplicación de principios pertenecientes a la ingeniería (diseño, monitorización y construcción) para desarrollar nuevas técnicas, usando normalmente como base material vegetal, que permitan acelerar la restauración ecológica y paisajística de áreas gravemente degradadas.

 

Aunque es un concepto nuevo, el uso de materiales vegetales para reducir la erosión en ingeniería civil viene practicándose desde antiguo. El uso de estas técnicas se recomienda cuando los procesos naturales, o el manejo de estos, no son suficientes para asegurar la estabilización, y posterior restauración de las obras. Las medidas o técnicas son numerosas y variadas, pero las empleadas en zonas degradadas de obras de infraestructuras lineales presentan cinco objetivos fundamentales: a) restituir la capacidad de la zona alterada para retener el agua y el suelo; b) integrarlas visualmente; c) facilitar la colonización y establecimiento de la vegetación, d) reducir los costes de mantenimiento; y e) aumentar la seguridad vial.

Por tanto, a través de la bioingeniería se consigue: a) evitar la erosión donde es imposible establecer una cubierta vegetal suficiente, b) incrementar la fertilidad del suelo para fomentar una mayor cobertura y producción vegetal, c) facilitar la llegada y establecimiento de nuevas especies, normalmente herbáceas como se muestra en la imagen Nº1, allí donde la colonización natural se ve dificultada y d) introducir y  establecer especies de árboles y arbustos para acelerar la sucesión secundaria, reduciendo así los costes de mantenimiento. En la siguiente tabla Nº1, se comparan las ventajas y desventajas de la bioingeniería con la ingeniería tradicional.

Estas técnicas consisten en la aplicación de sistemas vegetativos, combinados o no con otros materiales o sistemas constructivos, dirigida a consolidar zonas inestables, recuperar áreas degradadas y encuadrar otras intervenciones constructivas.

El objetivo final es la instalación eficaz de la vegetación, por tal razón, en aquellas zonas donde la vegetación pueda darse sin ayuda de estas técnicas en el tiempo, estas no serán necesarias. Deben ser consideradas como apoyos transitorios, con excepción de situaciones donde el factor de riesgo implique la necesidad de una estructura inerte que complemente a largo plazo la acción de la vegetación, cuando esta sea incapaz de asegurar las condiciones de seguridad exigidas.

2. DESCRIPCION DE TECNICAS DE BIOINGENIERIA.

Son muchas las técnicas disponibles para el control de la erosión, pudiendo utilizarse por sí solas, o en combinación con la introducción de especies herbáceas y leñosas, o junto con otras técnicas de bioingeniería para incrementar el éxito de la restauración. Cabe destacar la necesidad de diferenciar los conceptos de estabilización y protección de taludes frente a la erosión superficial. La mayoría de sistemas descritos en este trabajo persiguen mitigar procesos erosivos que pueden derivar en inestabilidad, pero deben ser utilizados en taludes estables. A continuación, se presentan las medidas más utilizadas, con recomendaciones específicas sobre su aplicación.

2.1 TRABAJOS PREVIOS.

Diseño geométrico de los taludes. Durante la ejecución de la obra deben tenerse en cuenta medidas para minimizar el impacto de la obra sobre la vegetación y la resistencia del talud a la erosión. Esto es, reducir al máximo las pendientes de los taludes y la destrucción de la vegetación circundante. Pero en muchas ocasiones, y a pesar de estos esfuerzos, las características de determinados taludes (pendientes muy pronunciadas, estructura rocosa, etc.) hacen necesario aplicar técnicas especiales para evitar procesos erosivos y problemas de estabilidad. Como es el caso del talud mostrado en la imagen Nº2. Esto facilita, a su vez, la integración del talud en el entorno y la colonización vegetal con garantías de éxito.

 

 

Manejo de la tierra vegetal. Las limitaciones abióticas pueden ser suplidas mediante la aplicación en los taludes de mulches, fertilizantes, enmiendas orgánicas o tierra vegetal. Entre las diferentes medidas existentes, la adición de tierra vegetal presenta la ventaja añadida de ser capaz de autoregenerar el espacio degradado. En efecto, la tierra vegetal cumple la doble función de mitigar las malas condiciones abióticas del suelo por su mayor contenido en materia orgánica y microorganismos y aportar semillas al talud mediante el banco natural de semillas contenido en el suelo. Muchas veces no es necesario aportar tierras nuevas, sino saber gestionar la tierra vegetal de la capa superficial extraída, almacenada y mantenida durante la fase de proyecto y posteriormente extendida.

 

Preparación de suelo: Saneo, roce, microterrazas o arado del terreno. Antes de iniciar los trabajos de revegetación es necesario sanear y rozar las superficies para facilita el trabajo y mejorar el éxito del mismo. Para taludes con fuertes pendientes y/o materiales compactos se aconseja la creación de pequeños surcos o microterrazas en curvas de nivel, la profundidad de los mismos puede ser de 5 a 10 cm y la separación horizontal de 30 a 50 cm.

De esta forma, se consigue un doble propósito, por una parte se evita el arrastre de sedimentos finos al disminuir la velocidad de escurrimiento de agua, el material removido, al estar suelto sirve de base para la germinación de las semillas que se siembren o que de forma espontánea lleguen al lugar. Para el caso de terrenos sin pendientes, es conveniente realizar un arado superficial que permita el éxito de la siembra de semillas que se realice.

 

 

Mejora y fertilización del suelo. Con frecuencia, las zonas degradas son poco fértiles, debido a que a veces, se extrae la capa de tierra vegetal, hasta el punto de dificultar la colonización vegetal natural o promovida a través de hidrosiembras y plantaciones. Por ello, el incremento de la fertilidad del suelo mediante enmiendas orgánicas y fertilizantes inorgánicos es recomendable.

Los fertilizantes inorgánicos utilizados más frecuentemente son de liberación lenta. Estos son sencillos de aplicar, aportan las dosis necesarias de nutrientes particularmente importantes para el desarrollo vegetal. Estos fertilizantes, sin embargo, son fácilmente lavables, por lo que deberían ser incorporados en el sustrato, para evitar la pérdida por escorrentía y viento.

Las enmiendas orgánicas tienen la ventaja de que, además de aportar nutrientes básicos para las plantas, incrementan la cantidad de materia orgánica del suelo y, con ello, mejoran otras propiedades físico-químicas del sustrato; incrementan la capacidad de retención de agua del suelo, de particular importancia en medios mediterráneos, aunque esto dependerá del tipo de enmienda orgánica y el clima donde se aplica.

Otra ventaja del uso de estas enmiendas es que permite la reutilización de restos orgánicos (residuos urbanos, residuos de la agricultura y ganadería y lodos de depuradora). Las enmiendas orgánicas deben ser mezcladas con la capa superficial del sustrato original; de esta forma evitaremos problemas de erosión y de pérdida o lavado de la misma. En determinados casos, las enmiendas pueden variar las características químicas del suelo como acidez o alcalinidad, que son una barrera para el normal establecimiento y desarrollo de las plantas, las enmiendas actúan modificando el Ph del suelo.

 

2.2 TECNICAS DE REVEGETACION.

2.1 Hidrosiembra. La introducción de especies herbáceas es una de las técnicas más populares para la restauración de taludes de infraestructuras debido a su potencial capacidad para proteger el suelo a corto plazo. El objetivo principal de estas técnicas es aumentar rápidamente la cubierta vegetal a través de la siembra de especies vegetales de rápido crecimiento, que deben dar paso más adelante a especies perennes y leñosas, típicas de etapas sucesionales más avanzadas. En el caso de superficies sin pendiente, se puede aplicar la hidrosiembra o bien una siembra directa previo gradeo y posterior tapado de la semilla.

La hidrosiembra consiste en la proyección sobre el terreno de una mezcla en agua de semillas, mulch, fertilizantes y sustancias adherentes o estabilizantes. Es una técnica que se realiza con medios mecánicos especializados, dotados de equipos de bombeo. Estos trabajos muestran las siguientes ventajas:

 La vegetación se establece un 20-25% más rápido que otras alternativas de siembra manual. Consigue fijar las semillas a taludes de pendientes moderadas gracias a los estabilizantes usados.

 El mulch de fibras vegetales que acompaña la hidrosiembra genera condiciones favorables para una rápida germinación, debido a que es capaz de almacenar humedad y proteger a la semilla.

 Se pueden alcanzar taludes difícilmente accesibles para otras técnicas.

 Es una técnica que permite un gran rendimiento y que tiene costos bajos.

 

 

 

2.2 Establecimiento de plantas. La implantación de especies arbustivas y leñosas tiene gran interés en la restauración ecológica, ya que las mismas tienen la capacidad de acelerar la sucesión vegetacional (iniciada por las especies herbáceas), suele necesitar poco mantenimiento, mejoran la integración al paisaje y garantizan algunas funciones asociadas a las plantas herbáceas Los métodos de establecimiento de la vegetación son muy diferentes, dependiendo si requieren de apoyo de sistemas para establecerse.

Es fundamental, para el éxito de la restauración ecológica el uso de especies que se adapten a las condiciones edafoclimáticas de la zona, de tal forma que se garantice la sustentabilidad de las plantas en el lugar, minimizando los costos de mantenimiento, cuyo mayor gasto suele recaer en el riego. En este sentido, es recomendable el uso de especies nativas de la zona, que tengan capacidad de enraizamiento para que cumplan con la función de estabilidad superficial de las zonas alteradas donde se implantan.

Las especies arbóreas y arbustivas permiten estabilizar el terreno hasta un máximo de 2 m de profundidad aproximadamente, para ello, las plantas deben ser capaces de emitir raíces adventicias, de modo que puedan originar un entramado que permita la fijación y estabilización del terreno. Estas técnicas son complejas de calcular en sus parámetros mecánicos, por lo que es recomendable cierta experiencia para que cumplan su objetivo de forma satisfactoria.

a) Plantación directa. Consiste en la plantación de especies arbustivas y arbóreas cultivadas en vivero o bien trasplantadas, para el caso de especies de alto interés. El proyecto debe definir las especies, tamaño de las mismas, presentación de la raíz, densidad de plantación, distribución de las especies, etc. Los marcos de plantación en taludes usuales son al tresbolillo y se trata de realizar mezclas de especies que recreen de la mejor forma posible los ecosistemas naturales.

En cuanto al tamaño de planta, es importante saber que mientras más joven es una planta su capacidad de adaptación y tasa de supervivencia es más alta, ahora bien, es normal usar en aquellas zonas más urbanas especies arbóreas de mayor tamaño .

 

 

b) Estaquillados. Se realiza mediante el uso de porciones de ramas verdes hincadas en el suelo. Las ramas, de varios años, deben tener una longitud media de 50-100 cm y un diámetro de 2-8 cm. Deben estar afiladas por un extremo y se deben insertar profundamente para dejarlas cerca de horizontes edáficos con suficiente humedad durante el verano, dejando solo 5-10 cm en la superficie.

Esta técnica permite de forma rápida la implantación de un gran número de plantas y es muy usual en proyectos de infraestructuras que afectan a sistemas hídricos. Los estaquillados se adaptan muy bien a la instalación de vegetación en escolleras, por permitir una instalación posterior a la construcción de la escollera, asegurando, de este modo, su revegetación sin necesidad de intervenciones.

c) Sistemas mixtos. Son aquellos sistemas que usan mezclas de especies vegetales vivas con material inerte y son especialmente utilizados en infraestructuras que afectan a sistemas hídricos. Existen varias técnicas, entre ellas, la empalizada trenzada viva, utilizada en la protección de orillas fluviales y en la estructuración y consolidación de taludes. Consiste en la realización de un trenzado de ramas vivas de sauce u otra especie con poder de enraizamiento, que se anclan al suelo mediante estacas y piquetas. En taludes hay diversos modos de instalación, siendo los principales, las empalizadas en diagonal y las empalizadas horizontales sencillas.

Se puede usar la cobertura de ramaje, para aumentar la cubrición y favorecer la consolidación de orillas de ríos donde se registra torrencialidad y velocidades muy elevadas. Consiste en recubrir el talud con una capa de ramas de varios metros de longitud, disponiendo el extremo más grueso bajo el nivel del agua y la parte ramificada en la zona superior de los taludes.

Si se pretende estabilizar desde la base, se puede usar el lecho de ramajes, que es un sistema clásico y muy eficaz de consolidación de taludes y pendientes. Tiene la ventaja de asegurar inmediatamente una estructuración de la pendiente hasta una profundidad de 1,5 m aproximadamente. Puede ser realizado mediante ramas de plantas susceptibles de crecer o en combinación con plantas enraizadas criadas en vivero. Es apto para taludes de suelo desnudo y puede integrarse en muros armados de agromantos.

 

2.3 SISTEMAS DE APOYO.

a) Agromantos o geomantos. Son productos compuestos en su mayoría por mallas y fibras naturales (fibra de coco, yute, paja, esparto) o sintéticas (polipropileno). Se emplean para control de la erosión y mejora de suelo. Sirven para frenar la erosión laminar sobre taludes, rellenar regueros y como revestimiento de muros. Estas mantas favorecen la formación de suelo mediante la retención de finos en escorrentías y el aporte de materia orgánica al suelo tras su descomposición.

Controlan la evaporación, regulando la temperatura y aumentando la infiltración de agua de lluvia en el suelo. Se emplean para dar coherencia a las partículas de suelo, fijando, a su vez, la vegetación espontánea o hidrosembrada sobre el mismo. Se usan para evitar la erosión laminar alta, y la formación de cunetas y cárcavas, restauración de márgenes de ríos o taludes con pendientes de entre 25-45°. Deben ser permeables a los elementos finos del suelo y a la recepción de semillas aportada o dispersada de manera natural.

 

Dada la adaptabilidad del agromanto a las irregularidades del terreno se puede forrar el contorno de las cárcavas y barranqueras, y con el apoyo de encadenados de piedra o fajinados vegetales o artificiales (biorrollos) para dar solución arestauraciones de cabeceras de cuenca y encauzamientos, de gran aplicación en el control de avenidas. Es fundamental elegir el tipo de manta adecuado, pues a los limitantes comentados anteriormente, se debe añadir el riesgo de que se degrade con excesiva rapidez, arrastrando los sólidos acumulados y la vegetación existente. Si estas mantas se refuerzan con mallas sintéticas de gran duración, se pueden utilizar incluso sobre taludes muy verticales.

b) Redes o mallas de fibra vegetal o sintética. Al igual que los agromantos productos compuestos de fibras (coco, yute o polipropileno), pero que por definición sus elementos constitutivos (hilos) son porcentualmente menores que sus huecos, por lo que se emplean como elementos de refuerzo en aplicaciones geotécnicas y de restauración de la vegetación, ya que entre la luz de malla se originarán pequeños diques de contención de las microcárcavas del talud. Están indicadas para desmontes o terrenos de granulometría gruesa que quedan retenidos entre sus huecos, facilitando a la vez el paso de la vegetación nacida o sembrada sobre él. En particular, las redes orgánicas de coco tienen una gran adaptabilidad y flexibilidad, generando buenos resultados en desmontes de margas, arcillas, etc., poco pedregosos . Como todos los soportes, estas redes pueden ser instaladas fuera de épocas de siembra, de forma que se inicie la protección superficial de los taludes antes del establecimiento vegetal.

 

 

c) Geomalla tridimensional. La geomalla volumétrica es un sistema tridimensional formado por distintas mallas termosoldadas, con componentes tratados para resistir radiaciones ultravioleta, y que conserva sus características mecánicas durante al menos siete años. Permiten trabajar con pendientes de más de 40° y son muy eficaces en el control de erosión gracias a la retención de finos. Las mallas volumétricas se utilizan en taludes, sobre todo de desmonte, donde no se pueda realizar una aportación de tierra vegetal adecuada para crear suelo, en taludes con material pedregoso, terrenos arcilllosos, etc .

También se usan en sistemas fluviales, encauzamiento de barrancos, protección de cauces con riesgo de avenidas, en combinación con otros tratamientos de bioingeniería, como los lechos de ramaje vivo, biorrollos, estaquillados, etc. El espesor mínimo que deben tener estas mallas es de 20 mm, y la apertura de malla mínima debe ser ≤10 mm. Sobre estas mallas se realiza una proyección de sustrato posterior, compuesta habitualmente por turba, fibra de coco, fibra de madera, estabilizante, fertilizantes orgánicos y semillas de plantas adaptadas a las condiciones del sitio.

Esta proyección permite la germinación y desarrollo de las plantas en el periodo más crítico de establecimiento, favoreciendo el desarrollo del sistema radicular en el interior del talud y creando un entramado integral de raíces suelo-geomalla que muestra una elevada resistencia a la tracción. Son utiles en aquellas situaciones en las que otros tipos de sistemas orgánicos no funcionan debido a que se degradan y pierden sus propiedades. Además, se puede utilizar en sistemas combinados para la estabilización de taludes, conjuntamente con mallas de triple torsión, redes de cable, etc.

d) Sistemas de confinamiento celular: Geoceldas. Está estructurado por tiras de polietileno de alta densidad, texturizadas y perforadas para aumentar la rugosidad y facilitar el drenaje, termosoldadas a una distancia determinada para la formación de alvéolos que permite retener distintos tipos de materiales. Este sistema puede albergar espesores de tierra vegetal de entre 5 y 20 cm, dependiendo de la anchura de las cintas, permitiendo realizar plantaciones y siembras en su seno. Su principal inconveniente es que solo se puede emplear en pendientes de hasta 35°, ya que su relleno va a estar supeditado a la cohesión y al ángulo de rozamiento interno del suelo. Es muy utilizado en canalizaciones y encauzamiento de barrancos, donde las pendientes son suaves.

 

e) Biorrollos o fajinas. Los biorrollos son estructuras cilíndricas que se suelen fabricar a base de fibras naturales de forma industrial y son colocados en curvas de nivel y en zanjas poco profundas. Se elaboran a base de fibras, generalmente naturales (coco, esparto o paja), envueltas en mallas o redes de coco o de polipropileno. Tienen la ventaja de su maleabilidad, que les permite adaptarse a las irregularidades del terreno como cárcavas. La capacidad para retener finos y semillas arrastradas es muy alta y su instalación muy sencilla (ver imagen Nº 15).

Respecto a las fajinas, estas son elaboradas en el terreno, usando materiales locales. Para ello, se suelen emplear tallos de ramas leñosas con gran capacidad de enraizamiento, que deben ser flexibles, largas, rectas y con yemas de crecimiento activas, se disponen paralelas al perfil del talud y se entierran superficialmente. El uso de estas fajinas vivas solo tiene sentido en lugares donde la humedad del suelo permite el enraizamiento. En situaciones de sequía o escasa disponibilidad de material, se pueden emplear restos de poda de árboles cercanos.

Estos tratamientos dan buenos resultados a medio-largo plazo, siendo necesaria la aplicación de otras técnicas (hidrosiembras, agromantos, etc.) para reducir la erosión a más corto plazo, al objeto de completar el tratamiento recubriendo el espacio existente entre fajinas.

f) Sistemas de apoyo de obra civil. Se trata del uso de materiales típicos de obra civil tradicional, usados de forma combinada con materiales descritos anteriormente. En muchas ocasiones, las técnicas descritas hasta ahora no son suficientes para garantizar la estabilidad y seguridad de una solución. En este caso, el uso de sistemas de apoyo como mallas de triple torsión, red de cable, cable de refuerzo y pernos de anclajes puede ser factible. Esta combinación se emplea cuando una técnica individual no es capaz de solucionar todos los problemas de erosión y estabilización por sí misma. Gracias a sus características, permite reunir las condiciones adecuadas para una posterior revegetación e integración visual del talud, sustituyendo técnicas más agresivas, como muros, escolleras o gunitados.

En otros casos, se usan muros de pie, que son elementos estructurales de la obra necesarios para lograr la estabilidad de los taludes. Permiten disminuir la pendiente de los taludes hasta alcanzar el equilibrio, disminuyendo la velocidad de escorrentía del agua de lluvia, y facilitando la restauración vegetal. Estos muros pueden ser ejecutados a base de gaviones metálicos, de mampostería, de escolleras, de tierra reforzada (muros verdes) o de estructuras de madera.

 

3. EXPERIENCIAS EN CHILE

Las técnicas de bioingeniería se aplican en Chile desde hace ya algunos años, sin embargo, el resultado no ha sido el esperado en todos los casos. A continuación, se presentan algunas imágenes de trabajos ejecutados, describiendo en los pies de fotos las dificultades encontradas y experiencias aprendidas.

 

 

 

 

En los proyectos, no se suele considerar labores de mantenimiento como abonados o riegos. En ambos proyectos se realizaron abonados 3 meses después de los trabajos, las superficies no abonados se estaban perdiendo, pues son superficies donde se ha extraído la capa de tierra vegetal que contiene materia orgánica y nutrientes.

 

 

 

 

 

4. AVANCES Y DESAFIOS PARA CHILE.

En el siguiente capítulo, se presentan propuestas para mejorar el uso, eficacia y resultado de las técnicas de bioingeniería en Chile.

Necesidad de incrementar la inversión en restauración ecológica. La inversión por proyecto en restauración ecológica es muy inferior a los estándares europeos, donde se invierte al menos un 3-5 % del presupuesto global. Es por tanto, fundamental comprender que un aumento de implementación de técnicas de control de erosión, evita costos de mantenimiento posteriores, mejora la seguridad vial y evita costos altos de reparación posteriores por deslizamientos o desprendimientos de taludes.

Actualización del manual de carreteras. Son pocas las técnicas descritas en el actual manual de carreteras (bases de licitación del Ministerio de Obras públicas)y se requiere una actualización de las técnicas existentes e incorporación de técnicas nuevas.

Incorporación de las técnicas de bioingeniería en fase de proyecto. Por desconocimiento de las técnicas y por el uso reiterado de medidas tradicionales de ingeniera no se incorporan estas técnicas en la fase ingeniería a pesar de las ventajas que tienen de reducción de costos y mejora en la integración paisajística de las infraestructuras. Se debe analizar en la etapa de proyecto la viabilidad del uso de las mismas.

Geomorfología idónea de la infraestructura. Como se ha analizado en el documento la pendiente y morfología de los cortes de desmonte y terraplén afecta el éxito del establecimiento de la vegetación, haciéndola inviable a pendientes elevadas. Por tanto, en la medida de lo posible y a pesar del sobrecosto en expropiación que pueda suponer es conveniente que los taludes sean 1:1 o de inferior pendiente para el mayor éxito del establecimiento de la vegetación.

Manejo adecuado de la tierra vegetal. El banco de semillas y la materia orgánica existente de forma natural en la tierra vegetal que se puede extraer del decapado superficial de cualquier proyecto, es vital para poder restaurar ecológicamente las superficies alteradas en el propio proyecto. Para ello se requiere, extraer, almacenar, mantener y finalmente extender estas tierras d calidad en las superficies que se deben recuperar.

Uso de especies nativas. Los trabajos de recuperación ambiental deben ser sostenibles en el tiempo y basarse en requisitos ecológicos, para ello conviene seleccionar especies nativas a través de semillas, plantas o estaquillas. Solo de esta forma, se consigue una perfecta adaptación de las plantas a las condiciones climáticas de las zonas y reducir los altos costos de riego. Se debe trabajar en proyectos para determinar las especies arbustivas con características de raíz que sirvan para recuperar zonas degradadas y al mismo tiempo puedan establecerse para controlar la erosión y restaurar el paisaje.

Introducción de labores de mantenimiento en el proyecto de ejecución. Muchos proyectos carecen de labores de mantenimiento de los trabajos de siembras y plantaciones, debido a que estos finalizan con la obra civil en si, Por tal razón, las inversiones realizadas que requieren de un mantenimiento y seguimiento de al menos 2 años terminan perdiéndose, pues la vegetación no consigue la sucesión y termina muriendo. Es necesario por tanto que todo proyecto que incluya establecimiento de vegetación incluya labores de conservación como riego, abonado, resiembra, roce, etc.

Licitación independiente de la restauración ecológica. Los proyectos de obra civil de infraestructuras suelen incorporar medidas de restauración ecológica de las zonas afectadas por la obra y medidas de compensación en otras zonas (normalmente reforestación). Los plazos requeridos para cumplir con dichas medidas exceden el plazo de ejecución de la obra civil, en muchas ocasiones no se terminan con éxito y provoca litigios para el MOP o la propiedad responsable del proyecto.

En otros países, como es el caso de España, desde el momento de licitación se separa el proyecto de obra civil del proyecto de restauración ecológica de dicha infraestructura, licitándose este último de forma independiente. De esta forma, además de solucionar el problema de los plazos de ejecución, se consigue que sean ejecutados por empresas especialistas de servicios agroforestales, consiguiendo culminar con mayor éxito las medidas de mitigación de impactos.

Momento de la realización del trabajo. Los trabajos de siembras, hidrosiembras y plantaciones necesitan ser realizados en fechas idóneas para ello, normalmente, en periodo de lluvias otoñales (caso de hidrosiembras) y en pleno invierno en el caso de las reforestaciones. Ejecutarlas en otras fechas, requiere de medios especiales para ejecutar riegos y asumir riesgos de mermas o perdidas de plantas.

 

 

5. CONCLUSIONES.

Este artículo analizó la bioingeniería como alternativa para mejorar la sustentabilidad ecológica de las infraestructuras y permite concluir que:

Conclusión 1. Las técnicas de bioingeniería son alternativas válidas a la ingeniería tradicional para solucionar problemas de erosión y estabilización de taludes, además, permiten integrar en el paisaje las zonas degradadas a costos sensiblemente menores.

Conclusión 2. En Chile estas técnicas han sido utilizadas, pero debido a errores de diseño y ejecución en algunos casos no se han conseguido los resultados esperados, por tanto, se requiere de mayor especialización para diseñar estas soluciones en la ingeniería del proyecto y del uso de especies nativas.

Conclusión 3. La época y los plazos de ejecución, así como, las labores de mantenimiento son fundamentales para el éxito de estas técnicas, es por eso que una opción válida es la de tener proyectos de restauración ambiental segregados de los proyectos de obra civil, y que estos se liciten de forma independiente con plazos de ejecución diferenciados.

 

 

6. AGRADECIMIENTOS

El autor agradece al Ministerio de Obras Públicas de Chile a nivel central y regional. En especial, se agradece la colaboración de D. Miguel Fuentes por su aporte gráfico y apoyo a la publicación.

 

7. REFERENCIAS

1. Bote, D; Valladares, F; et al.; 2.005. Importancia de la tierra vegetal en la restauración de desmonte. Revista Montes, 80: 19-24.

2. San Joaquín, F; Contreras, V; et al. 2.006. El mantenimiento de la obra de restitución paisajística de carreteras. IV Congreso Andaluz de Carreteras (Jaén). 1712-1726.

3. Manual de Carreteras. Volumen VII Operaciones de Mantenimiento. Ministerio de Obras Públicas, Chile. 2015.

4. Ramajo, L. 2.007 Las Obras de restauración paisajística en obras de infraestructura. Congreso Ingeniería del Paisaje, Almonte (Huelva).

5. Valladares, F., Balaguer, L., Mola, I., Escudero, A., y Alfaya, V. 2.011. Restauración ecológica de áreas afectadas por infraestructuras de transporte. Bases científicas para soluciones técnicas. Fundación Biodiversidad, Madrid, España.

 

 

 

Autor

José Marcelino Quirós M.

Téc. Saneamiento Ambiental y Especialista en Minería y Medio Ambiente

Penonomé, Coclé, Panamá

 

 

RESUMEN:

En Panamá actualmente se están desarrollando varios proyectos de envergadura tales como la Ampliación del Canal de Panamá, construcción de carreteras, hidroeléctricas y la construcción de una mina de cobre a cielo abierto. Panamá tiene un promedio de precipitación entre 2,000 a 6,000 mm1 de lluvia anual (dependiendo del sector del país), el suelo es principalmente arcilloso y frágil, en las experiencias que se desarrollaran tenemos que se ha trabajado principalmente en áreas de relieve variable con pendientes pronunciadas y alturas medias, lo cual incrementa los procesos de erosión hídricos por las escorrentías.

Datos Promedios 2011 INEC – Contraloría General de la República de Panamá – ETESA

Este masivo movimiento de tierras bajo las condiciones de precipitación y tipo de suelo, ha puesto de manifiesto la necesidad implementar controles de erosión efectivos y prácticos que prevengan o reduzcan el impacto negativo de la sedimentación generada por el arrastre de partículas de suelo.

El presente artículo trata de dos experiencias puntuales en una zona minera donde actualmente opera una mina y se construye otra, adicional de la construcción de caminos rurales en la zona montañosa donde el promedio de lluvias alcanza los 4,500 mm al año en la provincia de Coclé, siendo la erosión del suelo y la sedimentación de los cuerpos de agua los principales impactos ambientales que generan estos proyectos.

Keywords: Erosión, Sedimentos, Trópico, Precipitación, Proyectos

Fundamento Legal que trata sobre la Erosión de los Suelos en Panamá

Legislación Forestal de la República de Panamá

Ley N°41 de 1 de Julio de 1998 (General del Ambiente

 

INTRODUCCIÓN

La importancia de tomar consciencia del cuidado ambiental enfatizado en el Control de la Erosión y Prevención de la Sedimentación al momento de emprender proyectos de desarrollo económico/industrial y la construcción de facilidades públicas, es de suma necesidad en los momentos actuales donde por los efectos del cambio climático están alterando de manera repentina y en algunos casos drásticamente nuestros patrones de precipitación pluvial, incremento en la temperatura, desertificación y pérdida de suelo fértil, esto influenciado en gran medida por la pérdida de la cobertura vegetal protectora que minimizaba los efectos de los fenómenos naturales, siendo en este caso algo fundamental ya que tanto la minería a cielo abierto y la apertura de caminos rurales conlleva en muchos casos grandes movimientos de tierra.

 

 

 

 

Antecedentes

En noviembre del año 2006 se presentó un fenómeno de altas precipitaciones en la vertiente del Caribe Panameño que generó un gran impacto ambiental y de comunicación en las comunidades del norte de la provincia de Coclé y en el distrito de Donoso en la provincia de Colon.

Durante ese evento se registró durante una semana (aproximadamente), una precipitación acumulada de 330 mm, lo cual generó un volumen de agua acumulado de aproximadamente 2573 m3/ha, afectando carreteras, destruyendo puentes, generando inundaciones y provocando muchos deslizamientos de tierra.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OBJETIVOS

 

Mostrar las medidas utilizadas para el control de la erosión y la prevención de la sedimentación a lo largo de 8 años de labor en la zona de desarrollo minero en el área de Donoso y en la construcción de caminos de acceso rurales en el norte de la provincia de Coclé , teniendo en cuenta los volúmenes de precipitación y siempre enfatizando que estas medidas deben ser dispuestas en sitio antes del inicio de la remoción de la cubierta vegetal del área a intervenir para un control más eficiente y minimizar las labores posteriores de mitigación de la sedimentación.

 

 

 

 

 

DESARROLLO DEL TEMA

 

 

A) Experiencia en Desarrollos Mineros

 

Se expondrán los casos en dos temas centrales relacionados que son el Control de Erosión y Prevención de la Sedimentación durante el desarrollo de los proyectos mencionados.

 

1. Medidas de Control de Erosión: La mina en mención se desarrolla en un área mayor a 5000 hectáreas, lo que implica la construcción de caminos de acceso, plataformas para la construcción facilidades de logística y procesos y la labor de mayor impacto que es la conformación del tajo abierto y relaves, en el periodo de estudio tratado en este artículo que es durante su fase inicial del año 2011 a 2013, se realizaron principalmente obras de bioingeniería y/o controles estructurales tantos rígidos como muros o semiflexibles como son los gaviones y mantos sintéticos. Las obras a escoger se definieron tomando en cuenta factores como pendientes, régimen pluviométrico local, tipos de suelos y disponibilidad de materiales en sitio, en base a estos factores y/o alguna condición particular del área que se necesita rehabilitar o conservar se hacen las variaciones de aplicación que pueden incluir la aplicación de técnicas mixtas, todo esto se había planificado en un plan de control de erosión diseñado en específico para este proyecto.

 

Aplicación de Mejores Prácticas de Control de Erosión

 Mantener la vegetación existente el mayor tiempo posible e ir removiéndola gradualmente.

 Minimizar el arrastre de sedimentos disminuyendo la superficie de suelo expuesto.

 Protección de los cursos de agua con franjas de vegetación.

 Minimización del aporte de sedimentos aguas abajo de los sitios de construcción.

 Conformación Ordenada de Depósito de Material de Desecho.

 

 

 

 

Como todo proyecto de Construcción siempre se genera material de desecho, este se debe depositar siguiendo una secuencia ordenada para minimizar la erosión y evitar al máximo el consiguiente arrastre por escorrentía de sedimentos a cuerpos de aguas permanentes o temporales que por el relieve ondulado del suelo en esta zona generalmente se encuentran próximos a las depresiones naturales que se suelen escoger para estos depósitos de material.

 

 

 

 

 

 

Medidas de Prevención de la Sedimentación:

En algunas ocasiones fue necesario instalar medidas preventivas adicionales de control de sedimentos, ya sea por dificultades del terreno (arcilloso y propenso a la escorrentía), implementando barreras tipo Silt Fence, bermas de filtrado lento, bermas vegetales, esto implica la posibilidad de utilizar técnicas mixtas igualmente para lograr un mejor efecto de prevención de la sedimentación a cuerpos de agua. En el caso de los cuerpos de agua que son los receptores más sensibles de la sedimentación, se colocó un lecho rocoso para mejorar la calidad del agua en el sitio y de esta forma evitar afectaciones a comunidades próximas a la zona de influencia del proyecto.

 

 

 

 

 

 

Limpieza y Rehabilitación de Cuerpo de Agua con alta presencia de Sedimentos.

Hubo lugares muy específicos donde los sedimentos se habían desplazado hacia una quebrada, y el tratamiento de este caso requirió que adicional a la contención del flujo de sedimentos aguas abajo, remoción de lodos y cobertura del talud expuesto, se realizara lo que se denominó como Rehabilitación de Espejo de Agua, lo cual se logra simplemente restaurando el cauce afectado con la incorporación de una capa de rocas con un tamaño lo suficientemente grande como para confinar inicialmente la capa sedimentaria que persiste luego de la remoción de lodos , este lecho rocoso implantado a su vez disminuirá la velocidad de la corriente en el punto específico logrando que la capa sedimentaria sea removida gradualmente por la propia corriente natural. 

 

 

 

B) Caminos Rurales

La provincia de Coclé, en su mayoría está comprendida por áreas rurales y de producción agrícola, por lo tanto siempre se está realizando el mantenimiento de las vías existente y, previo estudio de factibilidad, se realiza el corte y conformación de nuevas vías de acceso. El desarrollo de estos caminos igualmente incluye la necesidad de minimizar el impacto constructivo y el mantenimiento de los suelos y cuerpos de agua adyacentes al área constructiva, teniendo esto como referencia se hará una breve referencia a lo que se acostumbra realizar en este tipo de actividades para el control de la erosión y prevención de la sedimentación.

 

 

Las Técnicas más comunes en los caminos rurales de panamá son:

1. Establecimiento de plantulas de Vetiver como refuerzo y soporte radicular.

2. Fajones de contorno, reutilizando la Madera sobrante de las labores de poda y tala que se realizan a las orillas.

3. Colocación de pacas de paja de arroz como retenedoras de sediment y filtro de agua.

4. Técnicas Mixtas de Bioingeniería y estructuras rígidas o semirígidas.

 

 

 

 

 

 

 

 

CONCLUSIONES

En Panamá se han estado realizando esfuerzos para el control de erosión, prevención de la sedimentación y evitar la pérdida de suelos en actividades que implican alteraciones al medio natural. Para lograr un control efectivo de estos aspectos se concluye que en los proyectos se debe tener una visión clara de la importancia de prevenir antes que controlar, lo que se logra siguiendo los siguientes pasos:

 Realizar Estudios de Línea Base y Factibilidad que contemplen análisis detallado de la pluviometría y de los suelos.

 Instalación de medidas iniciales de control de erosión.

 Planificación progresiva de la remoción de cobertura vegetal.

 Movimientos de tierra ordenados por secciones manejables.

 Compactación adecuada y sellado de los botaderos de material edáfico sobrante.

 Revegetación progresiva de las áreas tan pronto ya han recibido su conformación final.

 

APORTES

Luego del análisis de todo lo expuesto se pueden realizar las siguientes recomendaciones a manera de aportes de lo expuesto. .

 Fomentar la conservación de suelos en las empresas dedicadas al desarrollo de proyectos que impacten al medio natural.

 Promover la reforestación y revegetación de las áreas expuestas en general para minimizar los efectos erosivos.

 Divulgar las experiencias de control de erosión y prevención de la sedimentación en áreas tropicales para el enriquecimiento de la experiencia de los profesionales del sector.  

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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JVP-Minera Panamá, 504832-0000-4EPA-0006-Vegetation Disposal Plan_Rev.00 (EN)l

Comisión Europea/FAO – Programa Euroclima, Atlas de Suelos de América Latina y El Caribe.

IDIAP, 1er Taller Latinoamericano globalsoilmap.net atlas de suel

El pasado 21 de noviembre se llevó a cabo y con éxito el 1er Foro “Ingenieros Oceanográficos en Colombia: todo un reto profesional” en la sede de Ciencias del Mar. Este foro pretendía dar un espacio de discusión académica sobre el rol de nuestros profesionales en su campo de acción, teniendo en cuenta que quizá en menos de un año se gradúen los primeros Ingenieros Oceanográficos del país.

 

El foro contó con la grata participación de diferentes profesionales de todas las áreas de acción del Ingeniero Oceanográfico, desde el sector Portuario, Infraestructura Costera, Modelación, y Análisis de Procesos Físicos. Los Invitados en calidad de Panelistas fueron:

·         Dr. Carlos Alberto Palacio. Vicerrector de Extensión de la UdeA.

·         Dr. Fabio de Jesús Vélez. Jefe de la Escuela Ambiental de la UdeA.

·         Dr. Ricardo Schmalbach. Presidente para Iberoamérica ante la IECA (International Erosion Control Association).

·         Dr. Francisco Hoyos. Presidente de la Asociación de Armadores de Colombia. ARMCOL. Y Director de la I.E ENTREMAR.

·         Dr. José Alejandro Sarmiento Díaz. Consultor, Docente e Inspector Marítimo de la I.E. ENTREMAR.

·    Dra. Yuley Cardona Orozco. Docente de los programas de Posgrado en Aprovechamiento de Recursos Hídricos e Investigadora del grupo OCEANICOS de la Universidad Nacional.

·         Dr. Efraín Rodríguez Rubio. Consultor y Gerente de Metocanica Colombia S.A.S.

·        Dr. Pablo Agudelo Restrepo. Gerente General de Grupo Elemental y de la Sociedad de Proyectos e Infraestructura de Antioquia, SPIASA (promotora del proyecto: Darién International Port).

Los panelistas, tras unas breves exposiciones y una sesión de preguntas y discusiones, concluyeron sobre la versatilidad que pueden tener los futuros ingenieros oceanográficos y el campo de acción tan amplio que pueden encontrar en el medio, sin embargo no se desconoce el gran reto que sigue, y es dar a conocer el programa y posicionar con calidad el que hacer de estos profesionales en los diferentes gremios que de una u otra forma tienen que ver con el desarrollo y aprovechamiento sostenible de los recursos costeros y marítimos.

 

A futuro se espera poder seguir con la colaboración de las instituciones participantes, y promover el trabajo interinstitucional donde puedan emplearse a futuro nuestros egresados procurando un correcto desarrollo del entorno costero y oceanográfico del país.

 

 

Autor:

María Soledad Bustos, Fundación Miguel Lillo, Miguel Lillo 251, CP 4000, Tucumán, Argentina.

Introducción

La erosión es un proceso natural por el cual las partículas del suelo son desprendidas y transportadas sobre la superficie por efecto de agentes como la lluvia, la escorrentía, el viento, la gravedad, reacciones químicas y perturbaciones antropogénicas (LAL. 2001: 521, LIM ET AL. 2005: 62). Los factores que controlan la erosión incluyen las propiedades del suelo, la pendiente del terreno, la vegetación, la cantidad e intensidad de precipitaciones (MONTGOMERY 2007: 13268). Las tasas naturales de erosión se ven modificadas por efecto de las actividades humanas dando lugar, en general, a la erosión acelerada. La deforestación, las prácticas agrícolas, la falta de ordenamiento territorial y la minería favorecen el incremento de las tasas de erosión (LIM ET AL. 2005: 62). La erosión tiene consecuencias tanto en el sitio como fuera del sitio. Las partículas de suelo o fragmentos de roca transportados por la escorrentía, alimentan las redes de drenaje y pueden permanecer en suspensión por grandes distancias o sedimentarse temporal o definitivamente, aportando nutrientes y creando hábitats en los ecosistemas acuáticos, reduciendo el valor o provocando daños a instalaciones o incrementando el costo del tratamiento de las aguas para diversos usos. La sedimentación también disminuye la capacidad de los embalses y puede incrementar la frecuencia y severidad de las inundaciones al reducir la capacidad de los canales.

La cuenca semiárida de Tapia – Trancas, en el Noroeste Argentino, abastece al embalse Celestino Gelsi (provincia de Tucumán). Estudios batimétricos llevados a cabo en el embalse dieron como resultado que 36 años después de la habilitación del dique la tasa de sedimentación ha provocado la pérdida de la capacidad útil en un 35% (una tasa de casi el 1% anual); dicha situación fue atribuida al mal manejo de los usos del suelo, expansión agrícola, deforestación, sobrepastoreo, en la cuenca de Trancas (ADLER.2005: 52). Por ello se propuso investigar las fuentes de sedimento y las variables que controlan su producción en la cuenca de aporte del embalse.

 

 

Los objetivos planteados fueron:

 Estimar la erosión y la producción específica de sedimento de la cuenca.

 Jerarquizar las variables intervinientes.

 Proponer medidas de manejo para la conservación del sistema.

 

Área estudio Los límites naturales de la cuenca Tapia – Trancas (figura 1) son los sistemas de Sierras de Medina y Castillejos en el sector Este y las Cumbres Calchaquíes al Oeste. La cuenca alimenta el Embalse Celestino Gelsi en el sector sur y por el Norte se extiende en Campo del Tala, en la provincia de Salta. Su superficie abarca unos 5300 Km2, con altitudes desde los 600 a los 4000 msnm en el sector de las Cumbres Calchaquíes y hasta los 2000 msnm en el sector de las Sierras de Medina. El clima es seco de estepa del tipo BShwa de Köppen (ZUCCARDI Y FADDA.1972: 339). La temperatura media anual es de 19º C, los valores extremos van de 40º C máxima a -5º C de mínima (SANTILLÁN DE ANDRÉS Y RICCI.1966: 12). La precipitación anual varía entre 400 mm y 1000 mm anuales concentrados en los meses de noviembre a abril (FERNÁNDEZ.1979: 131). La economía de la cuenca se basa principalmente en las actividades agrícola-ganaderas siendo preponderante la ganadería de bovinos orientada a la producción de leche. De acuerdo a datos del CNA (INDEC, 2002), en el año 2002 se reportaron unas 29.500 cabezas de ganado bovino y las tierras agrícolas se distribuían en entre forrajes (16.050,5 ha), cultivos (13.794,9ha) y bosques/montes implantados (120,5 ha). Los cultivos se repartían entre: legumbres (9.472,2ha), cereales para grano (4.219,6ha), hortalizas (564,7ha), oleaginosas (250ha) y cultivos industriales (222,8ha).

 

 

Materiales y Métodos

El modelo EUPSR (Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Revisado) de RENARD ET AL. (1997) fue aplicado en un sistema de información geográfica, para obtener la pérdida media anual de suelo en la cuenca, sobre la base de una grilla de celdas (MILLWARD Y MERSEY.1999: 110). La ecuación del modelo es el producto de cinco factores:

A = R x K x LS x C x P (ecuación 1)

Dónde A es la pérdida media anual de suelo (t ha-1 año-1), R es el factor de erosividad de las precipitaciones (MJ mm ha-1 h-1 año-1), K es el factor de erodabilidad de suelo (t ha h ha-1 MJ-1 mm-1), LS es el factor topográfico, C es el factor de cobertura vegetal y P es el factor de prácticas agrícolas, estos tres últimos son adimensionales.

Dada la falta de datos pluviográficos en el área de interés, para determinar la erosividad se aplicó la ecuación propuesta por RENARD Y FREIMUND (1994: 299) que estima la erosividad en base a la precipitación anual:

R = 0,04830 x P1,610 (ecuación 2)

Donde R es el factor de erosividad y P es la precipitación media anual (mm).

Para representar la distribución espacial del factor R se empleó el Mapa de Precipitaciones del NOA del período 1934 – 1990 y las localidades de la Base de Datos mensuales de precipitación del NOA. El mapa fue georreferenciado y proyectado en sistema POSGAR 1994, Zona 3, Datum WGS 84. Las isohietas anuales fueron digitalizadas, rasterizadas y luego se realizó la interpolación por kriging ordinario para obtener una superficie continua de precipitación anual y se aplicó la ecuación 2 a la grilla de precipitación anual del área de estudio.

La distribución de la erodabilidad del suelo fue representada con la Hoja 2765-II San Miguel de Tucumán, teniendo en cuenta que los materiales parentales (litología) explican la distribución y propiedades de los suelos derivados (MINTEGUI AGUIRRE Y LÓPEZ UNZÚ.1990: 131). El mapa fue georreferenciado y proyectado en el sistema POSGAR 1994, Zona 3, Datum WGS 84, para asegurar su correcta superposición con las capas que representan los demás factores de la EUPSR. Los polígonos que representan las unidades litoestratigráficas fueron digitalizados y a cada unidad se le asignó un valor de erodabilidad acorde a lo observado por GUIDO (1987: 107), quien reconoció la coincidencia entre la distribución de K y la geología en una microcuenca de la cuenca de Tapia - Trancas. El mapa de erodabilidad fue convertido a formato raster con un tamaño de pixel de 30m x 30m. Además, se realizaron relevamientos de la cobertura, excavaciones de calicatas para describir los horizontes de los suelos y muestreos de cada uno de ellos. Las muestras fueron analizadas en laboratorio y la erodabilidad se calculó mediante la aproximación algebraica del nomograma propuesta por WISCHMEIR Y SMITH (1978: 10).

 

 

El factor topográfico fue estimado tomando como base al modelo de elevación digital de terreno DEM SRTM y aplicando las ecuaciones propuestas por RENARD ET AL. (1997: 105) para el subfactor L y la ecuación de DESMET y GOVERS (1996: 429) para el subfactor S.

La distribución espacial del factor C fue representada mediante los mapas de cobertura obtenidos por clasificación supervisada de imágenes Landsat 5 TM de 1988, 1997 y 2007 aplicando el algoritmo Support Vector Machine (HSU ET AL.2007). Al mapa de cobertura 2007 se le realizó un análisis de matriz de error tomando como verdad de campo áreas de interés reconocidas en base a imágenes CBERS 2B HRC (fuente: INPE). Las clases de cobertura representadas fueron: Bosque Chaqueño Serrano, Tierras Agrícolas, Bosque Montano Inferior, Bosque Montano Superior, Pastizales y Agua. A cada tipo de cobertura del suelo se le asignó un valor del factor C como se describe a continuación: a las tierras agrícolas se les asignó un valor que resulta del promedio entre C=1 (suelo desnudo), C=0,025 (sabana o pradera herbácea), C=0,4 (trigo), C=0,55 (maíz) y C=0,5 (soja), tomados de MORGAN (1997, citado por PORTA Y LÓPEZ ACEVEDO.2005: 429). Para el bosque Chaqueño Serrano, C es el promedio entre C=0,04 (bosques con altura de caída de gotas ≤ 4m, 75% de cubierta de copas y 80% de cubierta en contacto con el suelo) y C=0,08, correspondiente a matorral con buena cobertura. El Bosque Montano Inferior recibió un valor de cobertura que corresponde a un bosque denso con alto porcentaje de mulch (C=0,001). Para Bosque Montano Superior se escogió un valor de C=0,01 que representa arbolado con 75% a 90% de cubierta en contacto con el suelo, y 40% a 75% de cubierta de copas. A los pastizales de altura, se asignó un valor de C=0,003. Los valores dados a cada cobertura fueron tomados de MINTEGUI AGUIRRE Y LÓPEZ UNZÚ (1990: 134-135) mientras que a los cuerpos de agua se asignó el valor de C= 0,01 de acuerdo a VELÁSQUEZ MAZARIEGOS Y BRENES PÉREZ (2011: 17).

El modelo EUPSR fue aplicado para cada condición representada por los mapas de cobertura del área. Un escenario alternativo fue estimado considerando la aplicación de medidas de manejo conservacionista, aplicando un factor de prácticas agrícolas P=0,5 para las tierras agrícolas.

Las batimetrías del embalse Celestino Gelsi fueron obtenidas del Organismo Regulador de Seguridad de Presas (HUESPE ET AL.2009). En base a los datos provistos se determinó la producción específica de sedimento de la cuenca (SSY). Para convertir el dato de volumen de sedimento depositado en peso se consideró un peso específico de sedimento de 1,5 t m-3. La erosión bruta (EB) y la producción específica de sedimento fueron empleadas para determinar la tasa de entrega de sedimento de la cuenca (SDR).

 

 

 

RESULTADOS

Los mapas de los factores del modelo se muestran en la figura 2. El rango de la erosividad en la cuenca varía de 244 a 3.265 MJ mm ha-1 h-1 yr-1, su variación espacial sigue la tendencia de las isohietas anuales. Los valores de la erodabilidad del suelo se distribuyen de acuerdo a la configuración espacial de los materiales parentales. Los suelos derivados de sedimentos Cuaternario, arenas y limos, en la cuenca baja a media, tienen valores de erodabilidad más altos (0,06 y 0,05), seguidos de aquellos derivados de conglomerados y areniscas de edad terciaria (K = 0,04). El basamento metamórfico de muy bajo a bajo grado, granitoides y unidades sedimentarias cretácicas da origen a suelos con bajo valor de K (0,02). El factor topográfico varía entre 0 y 99 siendo los sectores montañosos los de mayor valor de LS (66-99) y los sectores del piedemonte, terrazas y planicies aluviales del Salí y tributarios caracterizados por valores intermedios a bajos (0-66).

Los valores del factor de cobertura (C) son: tierras agrícolas = 0,5; pastizales = 0,003, bosque montano superior = 0,01; bosque montano inferior = 0,001; bosque chaqueño serrano = 0,06 y los cuerpos de agua = 0,01.

 

Los resultados que se presentan en este trabajo corresponden a un área equivalente al 84% de la cuenca debido a que los mapas de erodabilidad y del factor de cobertura no cubren el área total de la cuenca. En el escenario que representa el año 2007 la erosión estimada varía entre 0 y 2.200 t ha-1 año-1, la zona baja de la cuenca y los valles de los tributarios del Salí son los sectores con mayor pérdida de suelo media anual. Alrededor de 400.000 ha estuvieron comprendidas en el rango de erosión nula a ligera mientras que unas 30.000 ha presentan riesgo moderado y 2.800 hectáreas muestran riesgo desde acusado a muy alto. En lo que respecta a la erosión por clase de cobertura, las tierras agrícolas muestran la mayor erosión media anual (15,1 t ha-1 año-1), luego el bosque chaqueño serrano tiene en promedio 4,1 t ha-1 año-1.

DETECCION DE CAMBIOS

  

En el escenario del año 1997 la pérdida de suelo varía de 0 a 3.500 t ha-1 año-1; unas 430.000 ha tienen bajo riesgo nulo a ligero, 17.000 bajo riesgo moderado y 1.130 ha tienen riesgo de acusado a muy alto. En la erosión por clase de cobertura las tierras agrícolas fueron dominantes con 11,9 t ha-1 año-1. Para el año 1988 la cuenca presentó un rango de erosión de 0 a 1.800 t ha-1 año-1; unas 420.000 ha estuvieron bajo riesgo nulo a ligero y en las tierras agrícolas predominaron la pérdida de suelo con un promedio de 20 t ha-1 año-1.

El rango de erosión media anual disminuye a 0-1.100 t ha-1 año-1 cuando se aplican medidas de manejo conservacionista, respecto del escenario sin manejo. De igual modo, disminuye la superficie de tierras bajo las clases de riesgo moderado, acusado, alto y muy alto, mientras que la clase de riesgo nulo o ligero aumento de superficie.

 

En la figura 4 se muestran las variaciones de la erosión bruta, la producción específica de sedimento y la tasa de entrega de sedimento estimadas para los años 1988, 1997 y 2007. La producción específica de sedimentos (SSY) estimada en base a la erosión bruta calculada bajo la aplicación de prácticas de manejo con un SDR = 0,2 dio como resultado un valor de 534,3 t km-2 año-1, 30% menos que el valor estimado para el escenario sin medidas de conservación.

 

 

 

 

 

 

 

Discusión y conclusiones

El modelo EUPSR fue aplicado en un sistema de información geográfico para estimar la pérdida de suelo anual en una cuenca semiárida del Noroeste Argentino. La ecuación, aplicada con adaptaciones, permitió superar la limitación en la disponibilidad de información, común en muchos países que carecen de recursos financieros para el monitoreo, investigación y modelado de la erosión (MILLWARD Y MERSEY.1999: 110). La distribución espacial de la erosividad, se explica por la distribución de las isohietas anuales que reflejan la influencia topográfica sobre las lluvias en la región (BIANCHI ET AL.2005: 22). El rango estimado fue semejante a los valores reportados para otras cuencas semiáridas del mundo (BARRIOS Y QUIÑONEZ.2000: 69, ONORI ET AL.2006: 1135, IRVEM ET AL.2007: 34, KOULI ET AL.2009: 490).

La distribución espacial de los valores de K responde a la distribución de los materiales parentales de los suelos. Los rangos de erodabilidad reportados para suelos de regiones semiáridas corroboran los valores de erodabilidad de la cuenca y se encuentran dentro de los valores de suelos de tipo franco limoso 0,03 a 0,05 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1 (ANTEZANA.2001: 43) y suelos de texturas franco arenosas bajo uso agrícola 0,04 y 0,06 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1 (ECHEVERRÍA ET AL.2006: 55).

Aunque los valores de LS varían en la literatura según la metodología aplicada, el rango obtenido para la cuenca de Tapia – Trancas es semejante al obtenido por RAMÍREZ (2010: 52) para la cuenca del río Juramento en la provincia de Salta (0 y 83, unos 100km al norte del área de estudio) con una variación altitudinal de 264 a 5.000 m, más amplia que la de Tapia - Trancas.

En cuanto a la variación espacial del factor C, los valores más bajos se corresponden con el bosque montano inferior y los pastizales que limitan los efectos del impacto de las gotas y del escurrimiento superficial. Los valores más altos de C corresponden al bosque montano superior, las tierras agrícolas y el bosque chaqueño serrano; estas coberturas debido a sus características, ofrecen una protección pobre del suelo frente a la erosión.

El rango de variación de la pérdida de suelo media anual de la cuenca supera el máximo reportado para cuencas semiáridas en la bibliografía consultada (BARRIOS Y QUIÑONEZ.2000: 70, ONORI ET AL.2006: 1138, IRVEM ET AL.2007: 35). Una crítica común al modelo aplicado es que, a escala de cuenca, sobreestima la pérdida de suelo. Ello se debería a que asume que la erosión es dominante en toda la superficie de la cuenca y no reconoce áreas de depositación de sedimento. Otra causa sería que la falta de información detallada y fiable para estimar los factores de la ecuación lleva a realizar generalizaciones que pueden enmascarar efectos locales. Por ejemplo, la estimación de R en base a la lluvia anual, asumir un valor de erodabilidad uniforme para un área extensa sin considerar posibles variaciones locales, considerar un valor único de C para toda la superficie de tierras agrícolas sin tener en cuenta variaciones inherentes a cada cultivo y sistema de manejo, o asumir el factor P igual a 1, lo cual implica el máximo potencial erosivo. Sin embargo, la utilidad de la EUPSR radica en que los valores relativos obtenidos son de interés para los administradores de tierras y los encargados de formular políticas (LU ET AL.2004: 500; KIM ET AL.2005: 882).

 

La distribución espacial de la pérdida de suelo resulta de la interacción de los factores de control en la superficie de la cuenca. Así por ejemplo, el incremento del factor LS con la altura es acompañado por el incremento del factor R debido al control topográfico de las precipitaciones. Sin embargo esta tendencia es contrarrestada por la disminución del factor K con la altura. A su vez, el mayor o menor efecto protector de la cobertura vegetal varía según se presenten o no varios estratos de vegetación arbórea, o un estrato herbáceo con restos de vegetales en descomposición en contacto con el suelo, o se presenten especies arbóreas de hoja caduca que interceptan un menor volumen de lluvia (caso del Bosque Montano Superior). Por su parte, en el sector bajo de la cuenca, donde se encuentran el Bosque Chaqueño Serrano y las tierras agrícolas, se da la concordancia de valores altos de los factores C y K, pero este efecto se ve disminuido por la baja erosividad y los bajos valores del factor topográfico. En dicho sector de la cuenca se ha reportado la presencia de suelos degradados con signos de erosión y pérdida de capas superficiales (Fernández.1979: 29).

Los escenarios pasados de erosión reflejan la influencia de los cambios de cobertura en la pérdida de suelo y la producción de sedimentos de la cuenca. Las variaciones de la erosión bruta entre 1988 y 1997 se deben al aumento en la superficie del Bosque Montano Inferior, que tienen un efecto protector del suelo. El aumento posterior se debe al incremento de la superficie dedicada a tierras agrícolas en áreas con alta erodabilidad.

La producción de sedimentos de una cuenca depende de factores como el clima, la geología, el suelo, la topografía, la vegetación y uso del suelo. Los sedimentos se originan en procesos naturales (erosión superficial, subsuperficial y erosión lateral de los cauces) y en las actividades humanas (agricultura) (KNIGHTON.1998: 87). Diferentes procesos controlan la producción de sedimentos según el tamaño de las áreas de drenaje. Así, en cuencas mayores de 20 Km2 predomina el almacenamiento de sedimentos y su producción proviene principalmente del movimiento de partículas almacenadas en los canales durante variaciones interanuales del caudal o por crecidas de gran magnitud pero baja frecuencia (Osterkamp y Toy.1997: 154). Dado que en el área de estudio el aumento del SSY está acoplado con una disminución de la erosión bruta, se descartaría la influencia del cambio en la cobertura sobre el aumento del SSY. La coincidencia de los picos de sedimentación con los años de mayor registro de caudal se explicaría por la ocurrencia de caudales con mayor capacidad erosiva y de acarreo siendo esta la principal causa de la pérdida de volumen útil y los problemas debidos al atarquinamiento del embalse.

 

La aplicación de prácticas conservacionistas (cultivos en contorno) resulta una alternativa para disminuir la erosión provocada por las actividades agrícolas como lo muestran los resultados del escenario 2007 con prácticas. El éxito de aplicar tales medidas depende de que se mantenga la tasa actual de entrega de sedimentos (SDR) en 0,2. Por ello, es necesario adoptar medidas dirigidas tanto al control de la erosión en áreas vulnerables como al control de la erosión en cárcavas (Tamene y Vlek.2007: 89) y controlar la expansión agrícola sobre las áreas más vulnerables de la cuenca.

 

En conclusión, el 20% del sedimento erodado llega al embalse en un período de 40 años. Las variaciones de la erosión bruta están reguladas por los cambios de la cobertura y la degradación específica por los procesos de erosión lateral durante crecidas excepcionales. Finalmente, resulta necesario: 1) la aplicación de medidas correctivas básicas para disminuir los impactos causados por factores potenciados antrópicamente (por ejemplo, sistematización de la cuenca); recuperación - conservación del área ocupada por el bosque chaqueño serrano; y seguimiento de los procesos de meteorización y erosión en cuencas piloto (por ejemplo: prácticas conservacionistas, estaciones de aforo y estaciones meteorológicas, entre otras).

 

 

Agradecimientos

Los resultados presentados forman parte de la tesis: Bustos, M. S. 2014 “Las causas naturales y antrópicas que afectan los ríos y embalses actuales: identificación, jerarquización y cuantificación. Cuenca Tapia – Trancas, Tucumán. Argentina, presentada en la Fac. Cs. Nat. e IML de la Universidad Nacional de Tucumán. Este trabajo fue financiado por CONICET.

 

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Control de la erosión en ambientes áridos

Publicado en Eventos Ieca Iberoamerica

17 de noviembre, 2016
12:00 - 1:00PM Central

Education Track: Erosion and Sediment Control
Nivel de audiencia: Todos los niveles
Price: $50 Miembros/ $65 No Miembros
Credit: 1 Professional Development Hour

Cuando se construye en ambientes áridos la erosión y sedimentación son a menudo pasados por alto. Énfasis en control de polvo y erosión eólica con erosión hídrica y escorrentía como última prioridad ocurre a menudo. En ambientes áridos cuando una tormenta ocurre los contratistas se encuentran sin mucho que hacer cuando reaccionan, mientras que los urbanizadores corren con los riesgos y enfrentan costos inesperados. Aprenda cómo estabilizar exitosamente suelos en áreas con menos de 250 mm de precipitación anual (en promedio), así como también cómo estabilizar vegetación en tales condiciones climáticas extremas.

Objetivos de aprendizaje:

  1. Comprender cómo se forman los ambientes áridos.
  2. Aprender cuándo utilizar vegetación y cuándo no utilizar vegetación para controlar la erosión en ambientes áridos.
  3. Aprender cómo establecer vegetación exitosamente en ambientes áridos.

si está interesado diríjase a  www.ieca.org   en educación, webinars:

 http://ieca.org/IECA/Education/Webinars/November_17/IECA/Education/Individual%20Webinar%20Pages/November_17_2016.aspx?hkey=85c1ead1-927a-4e86-8211-f57b21ed7bd6

 
 

 
 

Presented by Pablo A. Garcia-Chevesich, Ph.D.

Pablo A. Garcia-Chevesich is a forest engineer with a M.Sc. in Watershed Management and a Ph.D. in Agricultural and Biosystems Engineering (University of Arizona). Dr. Garcia-Chevesich is a researcher, professor, consultant, and expert witness in the field of watershed management, with a strong focus on hydrology, erosion/sediment processes and control, land restoration, and climate change mitigation from the natural resources management perspective. The author of “Erosion control and land restoration” and many other publications teaches courses in several US states, Europe, and South America. Originally from Chile, Dr. Garcia-Chevesich is constantly involved in research/development projects in several parts of the world. He is a Board Member of the International Erosion Control Association (Western Chapter) and the US Ambassador for the UNESCO's International Sediment Initiative.

 

 

EJE TEMATICO: PROCESOS BIOTICOS, URBANOS Y AGRARIOS

Francisco Javier García Martínez*; Caridad Ruiz Valero *; Chiara Pesciaroli**;

Jesús González-López**; Francisco Osorio Robles**; Valentín Contreras

Medrano***; Beatriz Fernández García***; Pedro María Herrero Alonso****

* Diputación de Granada. Calle Periodista Barrios Talavera.Granada.

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** Universidad de Granada..Calle Dr. Severo Ochoa, s/n, 18001 Granada.

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*** Bonterra Ibérica. PI Juncaril, c/ Bubion nave 30, 18210 Peligros Granada.

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Valentín Contreras Medrano, Telf.: +34 615934330.

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Beatriz Fernández García***: Telf.: +34 672717357.

**** Paisajes del Sur. c/ Bubion nave 30, 18210 Peligros Granada.

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PRESENTACION

La acumulación de nitratos en las aguas superficiales es una de las causas de eutrofización (Carpenter et al. 1998), y constituye un problema ambiental y sanitario creciente en todo el mundo. Este problema es atribuido principalmente a las inadecuadas prácticas agrícolas y ganaderas, entre las que se encuentran la aplicación excesiva o inadecuada de fertilizantes nitrogenados orgánicos o minerales. La naturaleza difusa de este tipo de contaminación hace que sea un problema difícil de solucionar.

 

 

Una solución al problema es la introducción de sistemas de fibras vegetales (riparian buffers), que rompiendo las líneas de escorrentía del agua, actúan de filtro, reteniendo un alto porcentaje de nitratos y buena parte de los sólidos arrastrados, minimizando los procesos erosivos. Según Yuan et al. (2009), en los últimos años ha ido creciendo la importancia de los sistemas de barreras de vegetación como zona de amortiguación entre las áreas agrícolas y las masas de agua. En otras experiencias en las que se utilizaban biorrolllos se alcanzó la eliminación del 50% de los nutrientes del agua de escorrentía (Blanco-Canqui et al 2006).

 

 

 

OBJETIVOS DEL TRABAJO

 

El objetivo principal del proyecto ha sido desarrollar y demostrar un método sostenible para la reducción de los niveles de nitrógeno en el agua de escorrentía de tierras agrícolas en zonas de clima mediterráneo, evitando la contaminación por nitratos de las masas de agua superficial.

Las metas específicas definidas inicialmente son las siguientes:

- Reducir la contaminación de nutrientes en las aguas superficiales: 70% nitratos, 50% Ntotal, 50% DBO5, 70%

  SS, 50% DQO, 30% Ptotal.

- Reducir el uso de fertilizantes por parte de los agricultores, un 10% el primer año y un 30% al final del proyecto.

- Conseguir reducir la erosión del suelo en un 80%.

- Obtener un incremento de la biomasa de unas 5 tm/año y ha, tratada.

- Conseguir la sensibilización de los agricultores de acuerdo a los principios de Custodia del territorio.

- Publicar materiales de comunicación y divulgación que permitan la transferencia del proyecto a otros      territorios.

 

MARCO TEORICO

 

El proyecto EUTROMED aporta soluciones a este problema ambiental combinando actuaciones preventivas con actuaciones correctoras. Ha demostrado la efectividad de una tecnología que retiene una parte importante de los nutrientes arrastrados en las aguas de escorrentía, evitando que estos alcancen las aguas superficiales y, por tanto, reduciendo el riesgo de contaminación.

 

El área de actuación ha consistido en una microcuenca de unas 276 hectáreas vertiente al arroyo Juncarón, que a su vez vierte sus aguas a la Vega de Granada, una zona declarada como vulnerable a la contaminación por nitratos de origen agrario. Se trata de una zona dedicada al cultivo del olivar en laderas con pendientes superiores al 10%, suelos pobres, sin cubierta vegetal, con riego deficitario, en zonas con clima mediterráneo, lo que favorece los procesos erosivos y la formación de cárcavas.

 

La aplicación excesiva e inadecuada de fertilizantes nitrogenados, provoca el arrastre de nutrientes disueltos en el agua de escorrentía a través de las cárcavas hasta las masas de agua superficial.

 

 

ANTECEDENTES

 

La Directiva 91/676/CEE del Consejo relativa a la protección de las aguas contra la contaminación producida por nitratos utilizados en la agricultura, tiene como objetivos generales reducir la contaminación causada o provocada por los nitratos de origen agrario, a elaborar códigos de buenas prácticas agrarias dirigidas a los agricultores, así como a establecer programas de acción para las zonas declaradas vulnerables y programas de control para evaluar la eficacia de los anteriores.

  

 

 

ASPECTOS METODOLOGICOS

- Actividades de fomento de la receptividad local y firma de acuerdos voluntarios.

Inicialmente se celebraron una serie de sesiones informativas con los agricultores de la zona para presentar el proyecto, fomentar su interés y conseguir su participación.

 

El resultado de estas sesiones fue la definición exacta de la zona de actuación (en base a los agricultores adheridos) y la firma de Acuerdos Voluntarios entre los propietarios de las parcelas y los socios del proyecto

EUTROMED para la implantación de la tecnología en las parcelas agrarias y el desarrollo de varias acciones preventivas.

 

 

- Definición, producción e instalación de la tecnología en la zona de actuación.

          

Posteriormente, en la subcuenca del Juncarón, se realizó el tratamiento de 61 cárcavas con filtros vegetales, nos sistemas que consisten en biorrollos, mantas orgánicas y plantas nitrófilas. Los biorrollos y las mantas están fabricados a base de fibras vegetales (esparto y paja). Los primeros se colocan perpendicularmente a las líneas de escorrentía del agua en la ladera y las mantas se sitúan sobre el lecho de la cárcava (sin cobertura vegetal). Cada cierta distancia seinstalan gaviones flexibles de piedra que ayudan a la sujección de losJornada informativa a los agricultores en la cooperativa San Isidro de Deifontes. biorrollos y las mantas, evitando ser arrastrados por el agua. En el trasdós de los biorrollos se han introducido ejemplares de plantas nitrófilas adaptadas a las condiciones de la zona, tales como Santolina chamecyparisus, Rosmarinum officinalis, Lavandula latifolia, Thymus mastichina y Thymus zyggis.

 

 

 

En función de la pendiente y la profundidad de la cárcava, se diseñaron 4 modelos de filtros vegetales que se representan en el esquema.

Ejemplo de sistemas instalados de acuerdo al Modelo 4.

 

Entre los modelos 1, 2 y 3 varía el diámetro y la longitud del biorrollo, la intensidad de colocación, la instalación o no de mantas y la frecuencia de gaviones flexibles. El modelo 4 es diferente y fue diseñado para dar solución a las cárcavas más profundas y encajonadas en el terreno sin posibilidad de ser rellenada con material del entorno.

 

 

- Medición y seguimiento de la eficacia del sistema.

 

Para comprobar la eficacia del sistema como filtro de nutrientes, se instalaron unos sistemas de retención y almacenamiento de agua de escorrentía en varias parcelas, tal y como se muestra en la imagen.

 

Cada parcela constaba de una cárcava tratada con filtros vegetales y una cárcava sin tratar, que actuaba como control. Se ha analizado la composición del agua de escorrentía recogida en 10 tandas de muestreo. Los depósitos eran vaciados tras la recogida de muestras, para ver la evolución del comportamiento de los biorrollos en el tiempo, tras cada episodio de lluvia. Asimismo, se han recogido muestras de suelo para su estudio pormenorizado.

 

Paralelamente, se ha realizado un seguimiento de la evolución de la biomasa en la parcela y de la erosión del suelo, para evaluar las diferencias entre las cárcavas tratadas y las de control. Para ello se han clavado picas de acero de señalización de las parcelas aleatoriamente situadas, con una marca fluorescente que permita medir la variación del nivel de suelo.

 

- Asesoramiento, sensibilización y formación de los agricultores.

Paralelamente, se ha trabajado a nivel preventivo a través de varias acciones:

 

Asesoramiento individual a los agricultores firmantes de los acuerdos voluntarios para el uso de una aplicación informática que promueve la optimización de la fertirrigación de su cultivo, evitando así el abonado excesivo y otras malas prácticas en la fertilización. Consejos y técnicas para el fomento y manejo de la cubierta vegetal, la conservación de los biorrollos y el control de la erosión del suelo, han completado el contenido de las sesiones de asesoramiento.

 Seminarios formativos dirigidos a los agricultores sobre temáticas relacionados con el cultivo del olivar: suelo, agua, fertilización nitrogenada y control de la erosión.

 

- Edición de material divulgativo y acciones de comunicación.

 

Las acciones de comunicación y divulgación han acompañado en todo momento al desarrollo del proyecto. La página Web ha sido el elemento central en el que se han ido mostrando los avances del proyecto y se han colgado todos los materiales divulgativos editados en el marco del proyecto: boletines científico- técnicos trimestrales, memorias divulgativas, folletos, dossier, guías prácticas, guía de formación, etc. Se han celebrado jornadas divulgativas dirigidas al público en general y se ha presentado el proyecto en numerosos y variados Congresos y seminarios, nacionales e internacionales, de temáticas afines al proyecto.

 

 

 

Resultados

 

- Implicación de los agricultores, reducción en la aplicación de fertilizantes y aplicación de buenas prácticas.

Un total de 69 agricultores se han implicado en el proyecto EUTROMED a través de la firma de los acuerdos voluntarios. El 42% de estos agricultores han firmado el acuerdo completo, el cual incluye, además de todas las medidas preventivas, la implantación de la tecnología en sus explotaciones. Todas ellas se sitúan en la subcuenca vertiente al Arroyo Juncarón, que abarca un área de unas 276 hectáreas.

El otro 58 % de los firmantes ha participado en el proyecto a través del desarrollo de medidas preventivas tales como la puesta en marcha de buenas prácticas agrarias, el uso de la aplicación informática y la participación en actividades formativas. Este segundo grupo es propietario de casi 600 ha sobre las que se han aplicado las medidas preventivas.

 

De las herramientas existentes en el mercado para la optimización de la fertirrigación, se seleccionó Orcelis Fitocontrol, y posteriormente fue adaptada a las características particulares del tipo de cultivo objeto del proyecto. Más del 90 % de los agricultores implicados han aplicado las recomendaciones aportadas por esta aplicación para la fertilización del olivar, lo cual ha supuesto la reducción de la cantidad de abonos nitrogenados en un 32 %. En la siguiente tabla se muestra el resumen de la fertilización nitrogenada producida por hectárea en las diferentes campañas sucedidas durante la ejecución del proyecto.

 

 

- Efectividad de los filtros vegetales en la prevención de la contaminación por nitratos de las aguas superficiales.

Las actuaciones de medición y seguimiento han permitido demostrar la eficacia de los biorrollos en la retención de nutrientes disueltos en el agua de escorrentía, en el freno a la pérdida de suelo fértil y en el aumento de la producción de biomasa. Según los datos derivados del análisis del agua de escorrentía de la zona de actuación, los filtros vegetales instalados actúan como barreras biofiltrantes reduciendo alrededor del 60 % de los nitratos, el 50% de los fosfatos, el 20% del carbono orgánico y casi el 50% de la DBO5 y DQO de las aguas de escorrentía que los atraviesan, reteniendo estos nutrientes y evitando la contaminación de las aguas superficiales receptoras.

 

 

 

Un dato muy interesante ha sido la disminución en la concentración de nitratos que se ha observado en el arroyo Juncarón, al que vierten las aguas de escorrentía de las dos laderas tratadas.

 

 

Los análisis de suelo realizados incluyeron el estudio textural y la cuantificación de las concentraciones de fósforo asimilable, materia orgánica oxidable, nitrógeno total, pH y potasio asimilable. De los resultados obtenidos resalta la inexistencia de diferencias destacables entre las parcelas tratadas y control, lo cual indica que la presencia de biorrollos no modifica ni afecta de ninguna manera a la riqueza mineral y la estructura de los suelos. Resulta evidente que en las zonas tratadas se está desarrollando una cubierta edáfica de características estables y las ligeras modificaciones observadas en algunas de ellas no suponen ninguna alteración negativa del hábitat. De forma paralela se ha estudiado la actividad desnitrificante del suelo. Se ha deducido que tanto en parcelas tratadas como en el control existe una elevada actividad biológica que produce una alta capacidad de desnitrificación. Igualmente, no parece que la instalación de los sistemas modifique de forma significativa la actividad biológica.

 

 

- Reducción de la pérdida de suelo fértil.

El seguimiento de la erosión del suelo ha sido complicado y no todas las picas han aportado información. De los datos obtenidos se deduce que la pérdida de suelo sobre las parcelas control está en 33,3 cm3/m2, mientras que la ganancia de suelo sobre las parcelas tratadas da una media de 458,3 cm3/m2, lo que supone una eficiencia sobre las pérdidas medias de la testigo del 1.475 %. Si se consideran únicamente las lecturas de las picas de mayor fiabilidad, el porcentaje baja hasta el 150% de reducción de la pérdida de suelo en las parcelas tratadas respecto a las de control, un valor que sigue siendo muy significativo.

 

- Incremento de la producción de biomasa.

La producción de biomasa vegetal espontánea ha presentado diferencias importantes entre un año y otro, que han coincidido con la sucesión de un año lluvioso y otro seco. Según se observa en la tabla, la suma de la biomasa generada más la introducida con los biorrollos a lo largo del proyecto ha llegado casi a las 5 toneladas por hectárea que se habían marcado como objetivo, lo que progresivamente incidirá en una reducción de contaminantes y de sedimentos que puedan ir a los cauces.

 

 

APORTES DE LA INVESTIGACION A LA TOMA DE DECISIONES

De los resultados obtenidos después de dos años y medio de instalación de los sistemas de filtros vegetales, parecen sugerir que:

·         Retienen una buena parte de los nutrientes arrastrados en las aguas de escorrentía, reduciendo por tanto la contaminación de las aguas superficiales.

·         En concreto, los análisis de los contaminantes presentes en las aguas de escorrentía y en particular el nitrato, muestran cómo la presencia de los biorrollos determina una retención de las concentraciones de este compuesto si se comparan las cárcavas tratadas con el control. En algunos casos esta disminución en nitrato por escorrentía puede llegar hasta un 70%.

·         Las medidas correctoras no provocan cambios significativos en la fertilidad de los suelos y en sus características físico-químicas, observándose un elevado índice de semejanza entre suelos tratados y suelos control.

·         Por otro lado, el estudio de la actividad microbiana del suelo muestra una elevada capacidad desnitrificante en la zona de actuación en general. Los filtros no actúan modificando la actividad biológica sino más bien reteniendo los nutrientes contaminantes presentes en el agua. Aun así, su instalación podría ayudar en el proceso de asimilación de los nitratos por parte de las plantas evitando su pérdida mediante desnitrificación.

·         Los sistemas ensayados presentan hasta un 150% de reducción de la pérdida de suelo en las parcelas tratadas respecto a las control, lo que induce a una reducción efectiva de la escorrentía, una mayor infiltración y consecuentemente un menor riesgo de inundación de las cuencas en las que se utilicen los modelos de EUTROMED

·         Incremento en la producción de biomasa vegetal espontánea en entorno a 5 Tm/ Ha, lo que progresivamente incidirá en una reducción de contaminantes y de sedimentos que puedan ir a los cauces.

·         Generación de beneficios económicos y sociales tal como menor gasto en la aplicación de fertilizantes, puesta en valor de productos procedentes de fibras locales con la fabricación de biorrollos y mantas orgánicas, mejora de la sensibilización de los agricultores entorno a los problemas ambientales con establecimiento de nuevas prácticas agrarias de conservación, y fomento del empleo.

 

Por lo tanto, se puede concluir que los filtros vegetales producen una reducción significativa de la contaminación ambiental por nitrato de origen agrario sin comprometer las características principales de los suelos que se someten a tratamiento.

 

APORTES DE LA INVESTIGACIÓN A LOS TEMAS DE LA REGIÓN

 

Beneficios e impactos a largo plazo.

- Ambientales

Prevención de la contaminación por nitratos. Los análisis realizados a lo largo del proyecto han demostrado que los sistemas instalados retienen una buena parte de los nutrientes disueltos en el agua de escorrentía, de manera que el arrastre de nutrientes hasta las masas de agua superficial es mucho menor, llegando hasta el 70 % menos en el caso de los nitratos. La extensión de esta tecnología a lo largo del territorio, junto con la aplicación de buenas prácticas en la fertilización nitrogenada, tendría un impacto positivo y tangible en la mejora de la calidad de las aguas superficiales.

 

 

Control de la pérdida de suelo fértil. Los biorrollos, mantas y empalizadas actúan también como freno a la pérdida de suelo fértil. Las cárcavas formadas en suelos sin cubierta vegetal de zonas semiáridas suelen evolucionar hacia cárcavas más profundas si no se aplica ninguna medida. Los biorrollos y los pequeños diques que forman las empalizadas van reteniendo las partículas de suelo arrastradas, moldeando las cárcavas hacia formas aterrazadas, disminuyendo su profundidad por la retención de suelo y minimizando el poder erosivo del agua.

 

 

 

Fomento del desarrollo de la cubierta vegetal.

 

 

En estos territorios tan áridos, las semillas y raíces encuentran en biorrollos y mantas un soporte y un substrato adecuado para facilitar su desarrollo. Se fijan entre sus intersticios, lo que les permite su crecimiento en suelos pobres y con graves problemas de erosión. El desarrollo de esta vegetación protege al suelo del impacto de las gotas de lluvia, limitando su poder erosivo y favoreciendo su infiltración en el suelo; su desarrollo radicular ayuda en la retención de partículas de suelo, en la mejora de su estructura y en el aumento del contenido en materia orgánica. En definitiva, los biorrollos y las mantas facilitan la implantación inicial de vegetación para fomentar el desarrollo de la cubierta vegetal en ámbitos tan áridos como los que nos encontramos. Posteriormente, el adecuado manejo de la misma es el que asegura su mantenimiento en condiciones de no competencia para el cultivo.

 

Disminución de riesgos de inundaciones. Derivado de todo lo anterior, las cuencas tratadas con los modelos EUTROMED, al controlarse la erosión y promover la implantación vegetal, se disminuyen las escorrentías superficiales y se aumentan sus capacidades de infiltración del agua hacia el subsuelo con lo que se disminuyen los riesgos de inundación por tormentas y aguaceros.

 

 

- Económicos.

Menor gasto en la aplicación de fertilizantes. La aplicación de las recomendaciones dadas por la aplicación informática ha supuesto la reducción en más de un 30% de las cantidades de abonos nitrogenados aplicados al cultivo. La aplicación de una menor cantidad supone también un menor gasto económico y no por ello se obtiene menor rendimiento del cultivo, puesto que se ha demostrado que buena parte del exceso de nitratos aplicados se pierde disuelto en el agua de escorrentía sin que pueda ser aprovechado por la planta.

 

Puesta en valor de productos locales. Los biorrollos y las mantas están fabricados a partir de fibras vegetales de esparto o paja principalmente. Se trata de recursos locales, con potencial de desarrollo en el territorio, que pueden ser aprovechados y puestos en valor para la fabricación de estos sistemas. Los biorrollos van asociados a la instalación de gaviones de piedra y plantas autóctonas con buena capacidad de fijación de nutrientes. Todo ello genera negocio a nivel local ligado al desarrollo sostenible y a la restauración y conservación del entorno natural.

 

- Sociales

 

Implicación de los agricultores. La metodología de trabajo desarrollada en la implementación del proyecto ha favorecido la implicación de los agricultores. El proyecto se ha presentado como algo voluntario, no obligatorio, al que los agricultores podían adherirse libremente. En todo momento se ha informado de las fases del proyecto, de los problemas ambientales sobre los que se está actuando, sus soluciones, los compromisos adquiridos por las partes, sus beneficios, etc. Por un lado, se ha prestado asesoramiento individualizado, tratando de manera personalizada los problemas particulares de cada explotación y sus necesidades y, por otro lado, se han organizado seminarios y jornadas conjuntas que invitan al debate, al intercambio de experiencias y a la aclaración de dudas por parte de expertos en la materia. Todo ello ha contribuido a crear interés entre los agricultores, lo que ha favorecido su implicación.

 

Creación de empleo.

 

 

 

La extensión espacial y temporal de esta tecnología y las buenas prácticas agrícolas relacionadas, lleva asociada la creación de empleo basada principalmente en la producción, fabricación, instalación y mantenimiento de los biorrollos. La materia prima de la tecnología está basada en productos vegetales y geológicos locales cuyo aprovechamiento favorece el desarrollo sostenible de las zonas rurales. Posteriormente, la fabricación, transporte, instalación y mantenimiento de las estructuras necesita de mucha mano de obra. En el marco del proyecto EUTROMED, que ha supuesto el tratamiento de un área de 276 hectáreas, se ha generado 25131 horas de empleo directo en 40 meses de proyecto. La ampliación de esta alternativa a otros territorios incrementaría proporcionalmente estas cifras. Por otro lado, las acciones de asesoramiento, formación y divulgación también han supuesto la creación de empleo cualificado.

 

Mejora de la sensibilización de los agricultores. Las temáticas desarrolladas en los seminarios formativos, la visita a otras experiencias similares en otras explotaciones, la respuesta a los problemas graves que preocupan a los agricultores en sus parcelas, el asesoramiento individualizado, la incidencia en la necesidad de aplicar buenas prácticas agrícolas, etc., han permitido que todos los mensajes hayan ido calando en los agricultores. El proyecto EUTROMED ha trabajado con los agricultores en todo momento porque entiende que el éxito ambiental de todo el proyecto pasa por un cambio en las prácticas y en el hacer de los agricultores, de manera que el proyecto no acabe con su fecha de fin, sino que se mantenga en el tiempo y suponga el germen de la adopción de nuevas prácticas agrícolas compatibles con la conservación del suelo y con la prevención de la contaminación por nitratos.

 

 

 

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Blanco-Canqui H, Gantzer, CJ and Anderson SH (2006) Performance of Grass

Fundamentos para recurperar el suelo

Publicado en Noticias

Cinco Fundamentos Para Recuperación de la tierra de Manera Exitosa

Dr. Michael D. Robeson, PE, CPESC, CPSWQ, CESSWI

Gerente de Desarrollo Técnico Profile Products

 

Resumen de las Cinco Fundamentos

·         Entienda su sustrato

·         Selección de las plantas

·         Seleccione el material adecuado para controlar la erosión

·         Garantice una instalación apropiada

·         Realice la inspección y actividades de mantenimiento

Un Historia de caso éxito

 

¿CUÁL ES LA FORMA MÁS ECONÓMICA PARA CONTROLAR LA EROSIÓN?

¡Vegetación sostenible!

 

FUNDAMENTO # 1: ¡COMIENCE CON UN ANÁLISIS DE SUELO!

      Analice la fertilidad del suelo

      Provea una base para modificaciones y recomendaciones

      Ayude a garantizar la selección adecuada de especies vegetales

      Pronostique la probabilidad de un resultado deseado – un crecimiento vegetativo más rápido y sostenido

 

MODIFICACIONES AGRONÓMICAS

Fertilizantes

  • Liberación rápida o controlada de fórmulas sintéticas
  • Liberación más lenta de fórmulas orgánicas/naturales

Neutralizantes de suelo

  • PH del sustrato alto o bajo
  • Lima, azufre o acidulantes

Materia orgánica

  • Abono, fertilizante, turba o fibras naturales como la madera o la paja
  • Suelos bióticos

 

Estimuladores y potenciadores de crecimiento

§  Obtener una germinación y asentamiento más rápidos

§  Vitalidad de la planta sostenible a largo plazo

 

Los ingredientes típicos incluyen:

§  Cerámicas porosas

§  Ácidos húmicos y fúlvicos

§  Culturas microbianas o bacterianas

§  Endomicorrizas

§  Extractos de algas/citoquininas

 

 

 

FUNDAMENTO # 2 – SELECCIÓN DE LA PLANTA

§  ¿Dónde se localiza el proyecto?

§  ¿Características del suelo?

§  ¿Vegetación temporal o permanente?

§  ¿Cuándo se realizará la instalación? ¿En cuál estación?

§  Materiales deseados para las plantas

§  Naturales, implantados, tolerantes a la sequía, gusto al paladar, de estación cálida o fría, legumbres, flores silvestres, arbustos, árboles, etc.

  • ¿Cuál es la aplicación requerida?
  • Pendiente, canal, fluvial, costa, dique, sistema de cubierta, etc.
  • Características del lugar, por ejemplo, elevación, topografía, aspecto, condiciones climáticas
  • Actividades de mantenimiento, ¿irrigación, siega, modificaciones complementarias o pastoreo?

 

FUNDAMENTO # 3: – SELECCIÓN DEL CONTROL DE LA EROSIÓN

 

Establecimiento de vegetación requiere equilibrio de:

Variables Naturales y Atributos Del Producto para crear el mejor ambiente para el crecimiento y establecimiento

 

SELECCIÓN DEL CONTROL DE LA EROSIÓN – TALUDES

Ecuación universal de pérdida de suelos revisada (The Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE)

A = R x K x LS x C x P

Donde:

A = pérdida de suelo calculada/unidad de área/unidad de tiempo

R = factor de precipitación

K = factor de erodabilidad del suelo

L = factor de longitud de la pendiente

S = factor de inclinación

C = factor de cubierta, de una prueba de productos

P = factor de práctica de control de la erosión

 

FUNDAMENTO # 4: INSTALACIÓN APROPIADA

Especificaciones de construcción detalladas y generales con esquemas/dibujos

Lineamientos de la instalación completa

Herramientas o calculadoras para facilitar la mezcla de proporciones y/o tasas de aplicación

Experiencia... ¡Preferiblemente la experiencia específica del lugar!

 

 

 

 

 

 

 

FUNDAMENTO # 5 – INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO

      Inspección realizada por profesionales calificados

      Inspecciones iniciales para garantizar que las instalaciones se realizan de acuerdo con los esquemas/especificaciones, cantidades de material y actividades completamente documentadas

 

      Inspecciones subsiguientes conducidas en intervalos de tiempo predeterminados y actividades de mantenimiento conducidas después de cada precipitación significativa u otro evento climático con daños potenciales

 

Paso a paso:

entienda su sustrato

Seleccione las plantas

Seleccione el material apropiado para controlar la erosión

Realice instalación apropiada

Realice inspecciones y haga actividades de mantenimiento.

 

Un caso exitoso

antes:

Situación , Condiciones del suelo, Análisis.

Aplicación de cuestionario para elegir la mejor semilla: necesidad de plantas permanentes o temporales, objetivo de la siembra, clima y otros factores en el momento de la siembra,  uso del suelo previo, tratamiento, ph, problemas o aspectos del suelo que se deban considerar, características del mantenimiento del suelo , características de la siembra a considerar, tanto de las plantas como del suelo.

 

Busque el producto apropiado, acorde con las necesidades del suelo y las características de los productos

 

 

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