Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL Curso
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Curso de restauración ambiental de áreas degradadas Burgos , 3-14 mayo 2010 Bioingeniería en ámbito fluvial Paola Sangalli –Biólogo y paisajista-Presidente AEIP Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 1 Contenido Restauración Conceptos Caracterización de los ríos Presiones e impactos en los ríos Actuaciones para la mejora y la restauración Análisis y valoración ambiental de los ríos .Indicadores e índices Bioingeniería y restauración fluvial Principales técnicas de Bioingeniería en la restauración fluvial Criterios para seleccionar las técnicas de Bioingeniería en ámbito fluvial Proyectos de restauración y Ejemplos Bibliografía Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 2 1 INTRODUCCIÓN .DEFINICIONES. AMBITOS DE ACTUACIÓN RESTAURACIÓN FLUVIAL CONCEPTOS El río como sistema complejo La actividad humana genera en el medio natural una serie de efectos a nivel ambiental, como la aparición de fenómenos de erosión e inestabilidad, la alteración de las características del suelo , la contaminación del agua , tierra y atmósfera, la alteración de la cubierta vegetal , el deterioro de la calidad o carácter del paisaje , la destrucción de los hábitats...En concreto , los ríos, han sufrido en las últimas décadas, especialmente en nuestro país, los efectos de nuestro crecimiento económico y demográfico , perdiendo su espacio de movilidad y sinuosidad y con ello, de manera irreversible en muchos casos, una parte importante del patrimonio natural y paisajístico. Hace tan solo algunas décadas, cuando el urbanismo era más compacto y la agricultura estaba menos intensificada, los ríos disponían de amplios espacios en los que erosionaban las orillas, redistribuían los sedimentos durante las crecidas y formaban amplias playas de arenas y gravas cuando disminuían los caudales durante los meses más cálidos. Este funcionamiento , de erosión , transporte y sedimentación, resulta vital porque los medios acuáticos albergan sistemas vivientes, complejos, en evolución permanente, en los que todos los componentes, tanto los físicos ( morfología) biológicos (fauna y flora) y químicos ( calidad del agua) dependen los unos de los otros. Cualquier modificación en uno de estos parámetros, por ejemplo en su morfología, es susceptible de provocar, por mecanismos y procesos complejos de interacciones y retroacciones una mutación de todo o parte del sistema. Las posibilidades que existen para la mejora ambiental de los ríos degradados son muy amplias : Restauración ecológica, rehabilitación, mitigación o mejora estética representan actuaciones distintas, cada una de ellas con diferentes objetivos y aplicaciones según las condiciones de cada tramo fluvial, pero siempre positivas para los ríos y sus riberas. Restauración , rehabilitación , regeneración , mejora De acuerdo con la RAE ,se entiende por restauración , la acción o efecto de de restaurar, esto es reucperar , recobrar , reparar, renovar o volver a poner algo en el estado o estimación que tenía antes. La palabra restauración , por tanto , alude a la reparación de algo que está dañado o deteriorado. Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 3 Sin embargo , en ecología, los términos adquieren un significado más preciso que es necesario conocer , con objeto de encuadrar bien el análisis y las acciones a llevar a cabo, especialmente en ámbito fluvial. La restauración ecológica de los ríos y sus riberas se refiere al conjunto de actividades enfocadas a devolver a los ríos su estructura y funcionamiento como ecosistemas, de acuerdo a las pautas naturales que tenían antes de su degradación. El objetivo general de la restauración ecológica de los ríos es lograr , por tanto el retorno del funcionamiento de estos ecosistemas a un estado natural o equivalente al que tenían antes de su deterioro. La Sociedad para la Restauración Ecológica (SER) define esta actividad como el proceso encaminado a la recuperación de la integridad ecológica del medio, sobre la base de la variabilidad propia de estas zonas, en términos de biodiversidad y procesos y funciones ecológicas, en un contexto regional histórico, en el que se tengan en cuenta también los usos tradicionales sostenibles. La Restauración es, por tanto, un proceso complejo que debe iniciarse con el reconocimiento de los factores de alteración naturales o de origen humano, responsables de la degradación de la estructura y funciones del ecosistema fluvial, o del deterioro en su capacidad de recuperación (Pacific Rivers Council, 1996). Requiere por tanto de un buen conocimiento y comprensión de dichas funciones, y de los procesos físicos, químicos y biológicos que les dan forma (Dunster & Dunster, 1996). La restauración incluye un amplio conjunto de medidas diseñadas para permitir la recuperación natural del equilibrio dinámico y las funciones de los ecosistemas de ribera . Junto a este concepto de restauración, existen otros términos, como rehabilitación, recuperación, mitigación o acondicionamiento, que poco tienen que ver con el objetivo y metodología de la restauración, pero que aún se usan de manera generalizada para designar distintas actuaciones realizadas en los cauces o en su entorno. La rehabilitación no comprende necesariamente el reestablecimiento de las condiciones anteriores a la degradación, sino que se dirige más bien al establecimiento de escenarios capaces de albergar los sistemas ecológicos naturales. Se recupera un funcionamiento más natural compaible con llos usos actuales de la llanura de inundación , con una tendencia a conseguir que el río rehabilitado se vaya haciendo más parecido al original, reconociendo , sin embargo, ciertas limitaciones impuestas por las presiones existentes Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 4 La remediación es otro tipo de intervención que significa la eliminación de una perturbación puntual , o la aplicación de un remedio para la mejora de la condición actual. La mejora normalmente colleva un aumento del valor del río pero no encaminado a la recuperación de su funcionamiento ecológico sino más bien encaminado a la mejora de su apecto estético, incremento de su estructura o diversidad física De esta forma, la restauración difiere de estas otras actuaciones en incluir un proceso holístico, que no se alcanza mediante el manejo individual de los distintos elementos que componen el sistema, sino conduciendo el proceso hacia la obtención de condiciones naturales originales en el ecosistema. No se puede hablar por tanto de restauración en aquellos casos en los que la actuación vaya encaminada a generar usos distintos, con un objetivo básicamente antrópico. Objetivos y escala de la restauración Los cursos de agua constituyen ecosistemas complejos y los factores que los regulan son todos también complejos y variados. De forma general, para que la calidad y valor de un curso fluvial sean buenos, hace falta que el funcionamiento conjunto de los tres parámetros siguientes sea óptimo:(Figura 4) - calidad del agua - cantidad de agua - morfología. . Figura 1-Factores generales de influencia en la biocenosis acuática y en la calidad ecológica general del curso fluvial. Bernard Lachat Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 5 Junto con el objetivo general de la restauración , de lograr el retorno del funcionamiento de los ecosistemas a un estado equivalente al que tenían antes de su deterioro, existen otro objeticos particulares de la restauración . 1. Recuperar los procesos fluviales con los que el río puede recuperar su dinámica y un funcionamiento más próximo al natural o de referencia 2. Lograr que un río aumente su resilencia frente a las perturabaciones naturales o antrópicas. La resilencia es la capacidad que tiene un ecosistema para recuperar su estado de referencia dinámico después de una perturbación temporal 3. Fomentar la creación de una estructura sostenible y compatible con los usos del territorio y los recursos fluviales acordados por la sociedad 4. Recuperar desde el punto de vista paisajístico, la belleza y capacidad de evocación de los ríos y sus riberas 5. Cumplir con los requisitos de la Directiva Marco del Agua , alcanzando por tanto el buen estado ecológico de las masas de agua, Cómo se relacionan los parámetros hidrológicos, con los morfológicos y bióticos Los ríos se configuran a partir de un funcionamiento hidrológico de su cuenca vertiente, donde intervienen los usos del suelo y la gestión de los recursos hídricos. Dicho funcionamiento hidrológico determina el régimen de caudales y la cantidad de sedimentos que circulan por los cauces fluviales, y éstos a su vez son los que establecen las dimensiones de su morfología longitudinal y transversal así como su conexión con los flujos subsuperficiales . A partir de las características morfológicas de los ríos, y de los flujos de agua y de los sedimentos que por ellos circulan, se crean los hábitats fluviales sobre los que se asientan las diferentes comunidades acuáticas y de ribera. Estrategias para la restauración Dentro de las posibles actuaciones encaminadas hacia la restauración, La primera de ellas, y posiblemente la más importante, es la eliminación de las actividades causantes de la degradación. En algunas ocasiones, será suficiente con detener estas actividades para recuperar la situación original por ejemplo, la eliminación de motas con objeto de recuperar el espacio fluvial . Este enfoque paisivo tiene, día a día, un mayo número de defensores. Sin embargo en muchas situaciones, p será necesario llevar a cabo una restauración activa, que incluya la aplicación de de Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 6 medidas capaces de reparar los daños generados sobre la estructura y dinámica de los corredores fluviales. La restauración , por tanto, puede comprender, a la vista de lo anterior, tres niveles de intervención. Por una parte, la no intervención, en aquellas ocasiones en que la simple eliminación de las causas de degradación son suficientes para conseguir una rápida recuperación de las condiciones originales del medio fluvial, y en las que una mayor intervención en el cauce puede ser incluso negativa para la evolución del sistema. Este planteamiento es, a menudo, el más difícil de aceptar social y políticamente, y es tarea de técnicos e investigadores plantear sus ventajas e inconvenientes, desde un punto de vista, social, económico y ambiental. La segunda posibilidad es la intervención parcial, como asistencia a la recuperación de las funciones y estructura del ecosistema. Este enfoque es especialmente oportuno en aquellos casos en que el corredor fluvial muestre signos de recuperación, pero que lo haga de forma tan lenta o incierta que un cierto grado de intervención pueda servir para mejorar o acelerar este proceso. Finalmente, la última opción es el manejo completo del sistema, actuando de forma sustancial, en los casos en los que la capacidad de auto-recuperación del ecosistema no es suficiente para alcanzar la estructura y dinámica naturales. En cualquier caso, es preciso definir con claridad los objetivos específicos de toda restauración, y no tratar de establecer, en un escenario estático, las condiciones originales del ecosistema. Es preciso dotar al medio fluvial de las condiciones necesarias para que él mismo alcance y mantenga las condiciones dinámicas naturales. Resulta particularmente interesante conseguir, en este sentido, que el ecosistema restaurado tenga una resiliencia suficiente para soportar las alteraciones periódicas naturales, que sirven en último término para mantener la integridad del ecosistema La restauración de ríos y riberas debe partir, en primer lugar, de una planificación a escala de cuenca, de la que emanen medidas más específicas que tengan en cuenta las condiciones concretas del tramo que es objeto de la actuación. La influencia preponderante de los caudales líquidos y sólidos en la evolución de la intervención hace que este concepto de planificación a escala de cuenca deba ser tenido en cuenta en toda su extensión a la hora de acometer una restauración BREVE CARACTERIZACIÓN DE LOS CURSOS FLUVIALES. MORFOLOGÍA FLUVIAL Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 7 Existe una jerarquía entre los distintos cursos y ámbitos fluviales que afecta a su funcionamiento y determinana su composición y estructura , de mayor a menor : Región biogeográrica, cuenca vertiente, segemento fluvial, mesohábitat y microhábitat. La morfología fluvial y su dinámica depende tanto de las características biogeográficas e hidromorfológicas de su cuenca vertiene clima, vegetación , usos del suelo, régimen de caudales, geología, naturaleza del suelo, caudales sólidos . El funcionamiento responde siempre a unos mismos principios de continuidad de los flujos y conectividad de los hábitats en sus tres dimensiones espaciales : longitudinal, transversal y vertical y la cuarta dimensión , la dimensión espacial. Cada tramo de río es un sector más de todo un sistema único de drenaje de la cuenca, que depende del régimen de caudales circulante y que los problemas que se manifiestan en un tramo , por ejemplo, erosión en sus orillas , inundaciones, etc. Proceden cn mucha frecuencia de intervenciones realizadas en otros tramos aguas arriba o aguas abajo, cuyo efecto se ha ido trasmitiendo con el tiempo a toda la red fluvial ( Thorne et al. 1996) Dimensión Longitudinal : A escala de la cuenca vertiente, la dimensión longitudinal es la de mayor importancia . Es el eje central que mantiene la continuidad de los flujos y se transfiere materia ( agua, sedimentos, nutrientes y materia orgánica ) y energía a las partes más bajas Son muchas las variables morfológicas e hidráulicas que tienen que ver con el perfil longitudinal : pendiente,velocidad, energía hidráulica, que condicionan la anchura del cauce, el tamaño de siedimentos , Se distinguen tres tramos del río en un perfil longitudinal Tramo alto : caracterizado por la erosión . aguas frías, elevada pendiente, elevada velocidad, gran grandes bloques en el lecho Tramo medio : caracterizado por el transporte. Aguas más templadas, valles más anchos, pendiente menor, menor velocidad ,gravas en el lecho Tramo bajo : caracterizado por la sedimentación . Aguas cálidas, pendiente baja, cauce sinuoso ( menadros ) , velocidad lenta y arenas y gravillas en el lecho , formando depósitos e islas. Dimensión transversal La dimensión transversal de los ríos surge en los tramos en que el valle se ensancha . La dimensión transversal del ecosistema fluvial se puede representar a través de la sección transversal del valle, diferenciándose entre cauce, riberas y llanura de inundación . Dimensión vertical La dimensión vertical de los sistemas fluviales tiene lugar en el substrato situado por debajo del lecho del cauce, conocido como medio hiporréico. A través de él se producen una serie de Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 8 mecanismos de filtración de aguas , nutrientes y organimos, muy importntes para el funcionamiento ecológico de los cauces y sus riberas. Dimensión temporal El funcionamiento de un río va modificándose en función de los caudales, los cuales dependen , entre otros factores, de las precipitaciones . Es el concepto de período de retorno, es el número de años en que se espera que mediamente se repita un cierto caudal, o un caudal mayor BIOINGENIERÍA Y RESTAURACIÓN FLUVIAL La Ingeniería Biológica o Bioingeniería comprende una serie de técnicas que utilizan material vegetal vivo como elemento de construcción, solo o combinado con materiales inertes, dentro del campo de la restauración ambiental. La ingeniería biológica o bioingeniería se utiliza en todos los ámbitos de obra civil, especialmente en el ámbito de consolidación de taludes, riberas y para el control de la erosión. El nombre proviene del término alemán ‘Ingenieurbiologie’ y en castellano se traduce como Ingeniería Biológica, Bioingeniería o Ingeniería del Paisaje De manera más concreta y de acuerdo con la definición del profesor austriaco H. M. Schiechteln, considerado el padre de esta disciplina, se entiende por Ingeniería Biológica, bioingeniería o Ingeniería del Paisaje, a la disciplina constructiva que persigue objetivos técnicos, ecológicos, estéticos y económicos, utilizando sobre todo materiales vivos como semillas, plantas, partes de plantas y comunidades vegetales solos o en combinación con materiales inertes como piedra, tierra, madera, hierro o acero como elementos constructivos. Estos objetivos se consiguen aprovechando los múltiples rendimientos de las plantas y utilizando técnicas constructivas de bajo impacto ambiental. La Ingeniería Biológica tiene su origen en la conjunción de técnicas forestales con técnicas de ingeniería tradicional; ha sido desarrollada principalmente en Centro Europa: Austria, Suiza, Alemania y en menor medida Italia y Francia, países que formando parte del Arco Alpino, tienen una tradicional sensibilidad por el mantenimiento del entorno natural y tratan de regenerar los impactos producidos por Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 9 sus grandes obras, mediante técnicas que activen o potencien la regeneración natural. No se trata de una disciplina que sustituya a la ingeniería clásica, pero, sin embargo, hay que entenderlo como un elemento necesario y complementario en las obras de ingeniería convencional Las intervenciones de restauración hidráulica con técnicas de Ingeniería Biológica o Bioingeniería, se conciben como una actuación a nivel de cuenca hidrográfica en el ámbito de la restauración de ríos, comprendiendo no solo intervenciones de control de erosión con técnicas vivas sino también intervenciones de diversificación morfológica en el trazado o en la sección del cauce con objeto de aumentar la biodiversidad y la interconexión de las redes ecológicas La Bioingeniería ha abierto sobre todo la puerta a una nueva aproximación al modo de tratar los cursos fluviales. Inicialmente, ha forzado a reflexionar acerca de cuál era la mejor solución para un curso de agua, además de dar solución a un problema concreto (erosión, inundación, etc.). En segundo lugar, ha llevado a no intervenir de manera sistemática, a respetar en mayor medida el curso del río, a tener más en cuenta su propio funcionamiento. Es así que la Bioingeniería ha puesto básicamente en cuestión la aproximación simplista de otro tiempo, que quería que el curso del río no fuera tratado más que desde el ángulo hidráulico con respuestas de canalización puramente físicas. Tener en cuenta factores tales como la biología de las especies acuáticas de la fauna y flora, la morfodinámica, la ecología de los medios fluviales y las necesidades de especies que la ocupen ha cambiado radicalmente, si no el curso de los ríos, si al menos el modo de querer rehabilitarlos. Es el nacimiento de una nueva lógica de aproximación. 1. ¿Hace realmente falta intervenir? Sí, si se trata de revitalizar el curso del agua. (evaluar las consecuencias de una no-intervención /variante 0) 2. Evaluar si una gestión determinada de la vegetación existente o de los obstáculos puede resolver los problemas (mantenimiento) 3. Establecer si la creación de un espacio de libertad es posible y juicioso para resolver los problemas. 4. Evaluar si las técnicas vegetales de estabilización de Bioingeniería satisfacer la resolución de los problemas. pueden 5. Establecer si las técnicas mixtas pueden paliar los problemas. 6. Aplicar, sólo en esta fase, una técnica habitual de ingeniería civil razonable y proporcionada. Tabla I. Tratamiento lógico de las intervenciones en área fluvial. B. Lachat Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 10 Intervenciones en el trazado Las intervenciones en el trazado del río se deben proyectar según el principio de que la diversidad morfológica se traduce en biodiversidad, incrementando las superficies que pertenecen al río y rechazando la rectificación y a la cementación del cauce. Desde este punto de vista, la vegetación hidrófila no se considera un obstáculo al flujo de las aguas sino que como un recurso para la protección flexible de las márgenes. El análisis de las distintas componentes ambientales y de las características hidráulicas se deberá valorar aguas arriba, empleando criterios y técnicas de Ingeniería biológica allí y donde se puedan realizar: • Intervenciones de protección contra la erosión de las márgenes para permitir el aumento del tiempo de concentración de las aguas y la disminución del transporte sólido aguas abajo. • Realización de llanuras de inundación junto al cauce, ampliando la sección hidráulica con la creación de un cauce a nivel de estiaje y otro a nivel de máxima crecida que se inundará periódicamente. • Intervenciones en río tendentes a disminuir la energía cinética mediante la disminución de la pendiente .En lugar de azudes en cemento, en muchos casos se pueden utilizar azudes de madera o piedra combinadas con elementos vivos como estacas de sauce. Donde las características morfológicas del cauce lo permitan y con objeto de garantizar la continuidad biológica a la fauna íctica, se pueden realizar rampas de peces para facilitar los movimientos piscícolas. • Intervenciones en la parte alta del cauce con la realización de tramos con piedras alternando con pozas para aumentar la variabilidad morfológica y por tanto la biodiversidad • Intervenciones de control de erosión y de estabilización en el cauce concebidas de tal manera que inviertan la tendencia a la reducción de las áreas pertenecientes al río • Intervenciones tendentes a eliminar los tramos rectificados del cauce que pueden comportar un aumento de la erosión aguas arriba y el depósito aguas abajo, con el consiguiente peligro de inundación y que comportan la pérdida de los habitas y la reducción de la biodiversidad. Favorecer la aparición de meandros en los tramo compatibles, con la consiguiente asimetría de la sección hidráulica implica reproducir la morfología natural y aumentar la capacidad depurativa de los cursos de agua . • Eliminación de los tramos cementados con objeto de eliminar el aislamiento entre el agua y el substrato del cauce, reconstruyendo la relación con la capa freática y permitiendo la revitalización del río. • Realización , donde sea posible, de áreas húmedas en correspondencia con las salidas de los canales de drenaje o de los fosos • En aguas de llanura y de agricultura intensiva, realización de franjas tampón de cerca de 10 m. a cada lado de la orilla para interceptar los nutrientes que percolan desde las zonas agrícolas Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 11 • Realización de bosquetes , incluso más allá del nivel del cauce en máxima crecida , con objeto de mejorar el aspecto natural y paisajístico del río , reconstruyendo elementos de la red ecológica • Planificación de las intervenciones de mantenimiento ,no considerando a la vegetación hidrófila como un obstáculo al rápido flujo de las aguas, sino como un recursos no solo biológico sino también de interés hidráulico para la protección flexible contra la erosión Foto 1: Ejemplo de mantenimiento hidráulico efectuado según el DPR del 14 abril 1993 en el Rio Inferno (FR) cuatro meses tras la intervención (mayo 20000) – Foto P. Cornelini En la tabla 2 se muestran como ejemplo, los beneficios en términos de biodiversidad derivados de una gestión de los cursos de agua de acuerdo con el punto de vista de Ingeniería biológica a la hora de proyectar Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 12 Tabla 2 :Efectos ecológicos de las intervenciones hidráulico-biológicas (Cornelini e Sauli in Manuale sistemazioni idrauliche Regione Lazio) Beneficios Tipología intervenciones Acciones ecológicos en términos de biodiversidad y nuevas unidades de ecosistema Demolición tramos con cemento Revitalización del cauce con potencialidad para corredores ecológicos y hábitas acuáticos y terrestres Aumento de la sinuosidad con meandros Hábitat para macrobenthos , fauna íctica ,avifauna y fitocenosis hidrófilas Realización de islas Estadios de vegetación hidrófila y terrestre y avifauna Alargamiento de la sección con realización Repoblación con helofitas, de golenas y tramos menor batiente hídrico hábitat para anfibios Realización de cauce de estiaje para el Ictiofauna y macrobenthos caudal mínimo Realización secciones asimétricas Estadios de vegetación hidrófila y repoblación hábitat terrestre, de para helofitas anfibios y avifauna Realización llanuras de expansión Estadios de vegetación hidrófila y repoblación helofitas,hábitat terrestre, para anfibios y avifauna Realización orillas con varias pendientes Estadios de vegetación Modificaciones morfológicas en el cauce hidrófila y terrestre Realización orillas con pendiente Habitat para avifauna Realización de rampas de piedra en piedra Continuidad y madera biológica para fauna piscícola Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 13 Realización llanuras de expansión o Stepping stones, estadios laminación de vegetación hidrófila y terrestre hidrófila ,repoblación y terrestre , repoblaciones con helofitas , hábitat para fauna íctica , Modificaciones morfológicas fuera del cauce anfibios y avifauna Realización pequeñas áreas húmedas Stepping stones, estadios de vegetación hidrófila y terrestre hidrófila ,repoblación y terrestre repoblaciones helofitas anfibios y avifauna Realización de ecosistemas filtro para Stepping stones, estadios la fitodepuración de vegetación hidrófila terrestre hidrófila y ,repoblación y terrestre repoblaciones heliofitas , , hábitat para fauna íctica , anfibios y avifauna Técnicas de control erosión , hábitat para fauna íctica, Utilización de técnicas de Ingeniería Corredores de , y biológica ecológicos ,bosque de ribera, hidrófila , arbustos hidrófilos, matas de termófilas estabilización de las , prados húmedos orillas Hábitat para avifauna y micromamíferos Realización de bandas de bosque de Corredores rivera en el límite de las márgenes bosquete Recalificación ambiente fluvial fuera del cauce incluyendo los terrenos ecológicos, de ribera hidrófila, arbustos hidrófila , prados húmedos Hábitat para avifauna y micro mamíferos Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 14 Ficha de valoración de calidad ambiental de un río En los proyectos de restauración hidráulica es necesario, además de describir el medio físico y el ambiente circundante, una valoración sobre la calidad ambiental con objeto de orientar mejor las elecciones de proyecto. Si por ejemplo el individuar tramos con presencia de vegetación de ribera pone el problema de su salvaguarda y conservación y por el contrario, la individuación de tramos con fuerte presión antrópica pone el problema de su recalificación ambiental La valoración de la calidad ambiental de un curso de agua , da lugar, en los raros casos en los que se toma en consideración , a análisis de vegetación que a partir del análisis de algunos parámetros, (rareza, naturalidad, estructura , composición florística, ) se traducen en valoraciones jerárquicas y en cartografías de la calidad ambiental muy útiles para proyectar las intervenciones de Ingeniería biológica La ficha (Cornelini e Sauli en el Manuale sistemazioni idrauliche Regione Lazio, 2002) se propone como un aporte ulterior a la valoración de la calidad ambiental de un curso de agua , esta ficha , que recoge anteriores propuestas (Petersen, 1987, Siligardi e Maiolini, 1993, Indice di Funzionalità Fluviale o Índice de Funcionalidad Fluvial del A.N.P.A., 2001),) propone un estudio simplificado y rápido para valorar el ámbito de intervención de Ingeniería biológica. Foto 3: Realización de un tramo artificial de cauce con entramados de ribera, escollera revegetada, fajinas vivas y piedra . Rio Inferno (FR) (maggio 2000) – Foto P. Cornelini Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 15 Foto 4: foto anterior a distancia de u año foto (abril 2001) – Foto P. Cornelini PRINCIPALES TÉCNICAS DE BIOINGENIERÍA APLICADAS A A LA RESTAURACIÓN FLUVIAL Las técnicas se dividen en 4 grandes grupos: 1.- Técnicas de recubrimiento 2.- Técnicas de estabilización 3.- Técnicas mixtas 4.- Técnicas complementarias Técnicas de recubrimiento Son técnicas destinadas a evitar la erosión superficial Dentro de este grupo se distinguen: - Siembras de diversos tipos, con o sin acolchados - hidrosiembras tanto de especies herbáceas como especies leñosas. - Empleo de mantas orgánicas en las siembras - Recubrimiento con varas de salicáceas - Trasplante de rizomas de plantas helófitas Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 16 Técnicas de estabilización Estas Técnicas permiten estabilizar el terreno hasta 2 MT. de profundidad y se basan en la disposición de plantas leñosas obtenidas por reproducción vegetativa y colocada en filas horizontales. Las plantas tienen que tener la capacidad de emitir raíces adventicias de manera que formen un entramado que permita la sujeción del terreno. Dentro de estas técnicas se encuentran: - Estaquillados de sauces - Lechos de ramaje - Sucesión de estacas y fajinas - Trenzados de mimbre - Fajinas de ribera - Esteras de ramas Técnicas mixtas Estas técnicas, a diferencia de las comentadas anteriormente conjugan la utilización de elementos vegetales con los materiales tales como: madera, acero galvanizado, piedra, hormigón... En estas técnicas, el material inerte actúa como estabilizador hasta que las plantas sean capaces de realizar esta función Dentro de estas técnicas se encuentran: - Entramados de madera simple y doble de ribera - Peldaños de leña - Tierras reforzadas o muros verdes - Mallas tridimensionales, geoceldas etc. - Gaviones revegetados - Escollera revegetada Técnicas complementarias Junto con las técnicas constructivas propiamente dichas, se deben utilizar otras técnicas que completan y complementan las anteriores pero que no cumplen una finalidad de estabilización o protección frente a la erosión, son por ejemplo la plantación de especies leñosas con el fin de acelerar el desarrollo de la vegetación, la creación de barreras antirruido, los drenajes, las rampas para peces, etc. La combinación de unas o más técnicas permite la obtención de resultados que combinan los aspectos técnicos de estabilización con los paisajísticos y ecológicos Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 17 Algunas de las técnicas más empleadas Estaquillado directo sobre taludes Esta técnica consiste en la introducción de estaquillas o esquejes no ramificados, sobre los taludes, con objeto de que su desarrollo radical los estabilice y los proteja frente la erosión. Son esquejes de diferentes especies que tienen la capacidad de desarrollarse a partir de ramas o trozos de ellas : brotes no ramificados, lignificados, de dos o más años, con una longitud de 40-80 cm y un diámetro de 3 a 10 cm. Con ellas se pueden realizar muchas tipologías de estabilización de taludes. Y permiten un recubrimiento rápido del talud con arbustos adaptados a la dinámica fluvial , una estabilización del talud y una protección frente a la erosión . En este trabajo se plantea la plantación de estaquillas de 50-60 cm de longitud, con un diámetro de 8 a 10 cm y con una densidad de 1 estaquilla por m2 La medida es la unidad Materiales • Estaquilla de . Salíx purpúrea, atrocinerea, alba o fragilis de 60-80 cm de longitud y de 5 a 8 cm. de diámetro • Ejecución • Recogida de material La época de poda o corte y el uso de estacas esta unida al periodo de reposo vegetativo de las diferentes especies. En general el periodo de otoño-primavera; todas las estacas deben de tener yemas laterales para desarrollarse. En el caso de que las estacas sean recogidas mucho tiempo antes de su plantación , se conservarán en cámara frigorífica a 4º y a 95 %de humedad , debiéndose utilizar durante el periodo de recuperación vegetativa Se considerarán normales una marras de un 30% en el arraigo Dibujo:P.Sangalli Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 18 TRENZADO DE MIMBRE (- según Besser) MATERIALES 1- Piquetes o estacas de alerce o castaño: longitud =1 m. diámetro = 3 -10 cm. 2- Esquejes o ramas muy finas de sauce. 3- Alambre zincado: diámetro = 3 mm. MODO DE EJECUCIÓN: 1- Clavar en el terreno los piquetes ( castaño o alerce) a una distancia entre ellos de 50 -100 cm; la estructura será hincada de estacas más cortas cada 30 cm. 2- Entre los piquetes principales y los intermedios se entrelazan estrechamente ramas de sauce dispuestas longitudinalmente, atadas con alambre formando enterrada. La parte del trenzado haces de 3-8 ramas, cuya parte posterior queda que sobresale de la tierra tiene que ser pequeña 15-30 cm, para permitir un mínimo de estabilidad física a la pendiente, de manera inmediata y mientras tanto posibilitar el enraizamiento posterior de los esquejes longitudinales. La distancia entre las hileras de trenzados puede oscilar entre 1.2 - 2 m. Fuente: Florin Florineth Boku Vienna Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 19 . Fuente: Florin Florineth Boku Vienna Fajinas vivas Comporta la confección de manojos de ramas vivas cortadas de plantas leñosas, atados formando estructuras cilíndricas (fajinas). Los esquejes vivos se implantarán en terrazas superficiales, siguiendo las curvas de nivel en el caso de pendientes secas, y formando ángulo en pendientes húmedas para favorecer el drenaje y reducir la erosión superficial. Se pueden combinar con las técnicas de empalizadas trenzadas o con la plantación de plantas enraizadas. Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 20 ESTERA DE RAMAJE Descripción : Recubrimiento de la superficie de la margen del río con estacas y varas de especies vegetales con capacidad de reproducción vegetativa . Utilización: Técnica empleada como protección eficaz de la superficie de las márgenes del río frente a la erosión provocada bien por la corriente de agua como por las olas o la lluvia . Constituye una protección continua y elástica de la orilla y mejora el balance hídrico y térmico , favoreciendo el desarrollo de la vegetación en el terreno y en estrato arbóreo Ejecución : Se realiza un recubrimiento de la margen del río, previamente remodelada, de varas vivas de especies vegetales con capacidad de reproducción vegetativa (Salix, Tamarix...) Las varas se colocan perpendicularmente a la dirección de la corriente de agua y se fijan al terreno mediante alambre tensado entre pilotes metálicos o piquetas vivas o muertas .El ramaje se cubre con un estrato fino de terreno. Fuente : Florin Florineth ENTRAMADO DE MADERA Hay dos tipos: Simple y doble Descripción : Muro de gravedad formado por una estructura celular de troncos de madera junto con estacas vivas Utilización : Estabilización y reconstrucción de riberas fluviales sometidas a erosión de cursos de agua con caudales y velocidades medio altas e incluso con transporte sólido de tipo medio Existen dos variantes , a pared simple y a doble pared La pared simple es idónea en situaciones de espacio y Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 21 posibilidades de excavación limitadas MATERIALES: 1- Piquetes de alerce o de castaño: longitud = 1.3 m. diámetro = 10-25 cm. 2- Esquejes de sauce: longitud 30-40 cm. salientes de la profundidad de la excavación, diámetro 3-10 cm. 3- Ramajes de sauce: longitud 30-40 cm salientes de la profundidad de la excavación. 4- Plantones enraizados. 5- Alambre zincado: diámetro = 3 mm. 6- Grapas metálicas o clavos. MODO DE EJECUCIÓN 1- Realización de la base de apoyo de la empalizada en leña con una contrapendiente de 10-15%. 2- Colocación de troncos descortezados de conífera o castaño y realización de pequeños ensamblajes en los piquetes con el fin de conseguir una mayor estabilidad de la estructura es importante fijar los troncos con clavos o grapas metálicas 3- En fase de construcción, tras la colocación de cada tronco longitudinal y tras el relleno del terreno, se colocarán los ramajes o esquejes de sauce con una densidad aproximada de 5-10 esquejes/ m. de modo que sobresalgan 15-20 cm y que estén en contacto con el terreno (enterrados 15-20 cm.); al mismo tiempo se pueden también colocar plantones enraizados de especies pioneras (fresno o aliso etc.) En las defensas de orillas fluviales también se puede realizar una estructura en leña y piedra con esquejes, protegida en su base por gruesas rocas atadas entre sí y ancladas a piquetes de leña hincados en el suelo, mediante sirga de acero.A nivel económico los entramados de madera vivos son competitivos respecto a las tradicionales obras duras en hormigón. Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 22 Escollera revegetada MATERIALES: 1- Estaquilla de sauce: longitud = 80 cm. diámetro = 1-5 cm. MODO DE EJECUCIÓN: 1- Apertura de una agujero mediante una punta de hierro entre las juntas de las defensas de orillas hechas en aparejo de piedra. 2- Introducción de las estaquillas: deben salir al exterior como máximo en ¼ de su longitud total y deben están en contacto con el terreno por debajo de los bloques de piedra. 3- Relleno de los espacios vacíos con tierra y posterior consolidación de la misma. Notas: 1- La densidad de plantación es de 2-10 estaquillas / m2 en relación con las necesidades a las que esté sujeta la estructura y a sus características constructivas ( el uso de piedras de dimensiones pequeñas en las defensas de orillas implica la utilización de un mayor número de estaquillas). 2- Es oportuno prever un porcentaje de marras de enraizamiento del 30-40% y un período de 1-2 años antes de un resultado aparente. 3- Para facilitar la introducción en el terreno de las estaquillas habrá que afilar las puntas de las mismas; para clavarlas se utilizará una maza, preferiblemente de madera, o forrada de madera, para evitar dañar la estaquilla. 4- Tanto por motivos estéticos como funcionales la disposición de las estaquillas deberá ser irregular. 5- La plantación de arbustos en las juntas implica además una mejora de la estabilidad de la estructura debida al crecimiento de las raíces en profundidad y al aumento del espesor de las estaquillas que hace más compacto y resistente el aparejo de piedra. 6- Se aconseja no descender por debajo del nivel medio del caudal del cauce porque los sauces no soportan períodos prolongados (6-7 semanas) de inmersión. 7- En suma se trata de un sistema de revegetación muy conveniente desde el punto de vista económico tanto por le material de propagación utilizado como por la relativa simplicidad de la ejecución. Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 23 Elección de la técnica de intervención Las actuaciones en un río pueden subdividirse de manera sintética en intervenciones de regulación del caudal y del régimen hídrico e intervenciones de regeneración Las primeros tienden a modificar el régimen de los caudales y comprenden la intervención de remodelado del cauce, diques, láminas de expansión ,….Los segundos tienden a modificar y/o consolidad el cauce para obtener una base estable desde el punto de vista altimétrico mediante obras de defensa de las márgenes y estabilización del cauce, el rediseñado de las secciones , el reperfilado del trazado planimétrico. Las obras de defensa se subdividen en obras de defensa longitudinal dispuestas en dirección de la corriente con interferencia mínima en las condiciones del flujo y obras de defensa transversal ( o deflectores ) que pueden modificar sustancialmente las condiciones de flujo (Preti, in “Manuale delle sistemazioni idrauliche della Regione Lazio”). La elección y la colocación de las intervenciones es función de varios parámetros entre los cuales, los principales son la velocidad del flujo (correlacionada con la pendiente del fondo)y el diámetro del transporte sólido . Existen de todas maneras, límites a la utilización de técnicas de Ingeniería biológica, se muestran diversas posibilidades para la elección de intervenciones con Ingeniería biológica basadas en valores indicativos de la velocidad de la corriente y el diámetro del transporte sólido . En las zonas aguas arriba del cauce, sonde se puede intervenir solo con obras rígidas o con bloques de piedra, mientras que en las márgenes inestables se puede intervenir de estabilización: lechos de ramaje, fajinas, o bien técnicas mixtas: entramados de madera, enrejado vivo , etc. que aumentan el tiempo de concentración y reducen el transporte sólido. En el tramo medio e inferior del curso del río, con la disminución de la velocidad y del transporte sólido, aumenta progresivamente la gama de las técnicas de Ingeniería biológica a utilizar, siempre siguiendo el principio de la técnica de menor empeño técnico a igual resultado Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 24 Tabla 3: Indicadores para la elección de técnicas de Bioingeniería Velocidad de la corriente > 6 m/s de 3 hasta 6 < 3 m/s m/s Diámetro medio trasporto solido Tipo del fondo del cauce Estabilización laderas Todos los diametros desde > 20 cm 5 piedra 1 hasta hasta 20 cm Grava, bolos, Grava De < 1 cm 5 cm y Arena Limo, bolos grava arena C E A Revestimiento / estabilización B D orillas Modalidad de intervención Modificaciones F morfológicas río G H Renaturalización , reconstrucción Parcial Buena Optima biotopos húmedos Mejoras para la fauna L M M Fonte: Da Chieu - Sauli "Piano stralcio per il bacino del F. Toce 1993 (modificato)” A: lecho de ramaje, fajinas, gaviones, geo celdas a nido de abeja, enrejado en talud, colchón verde, plantación de arbustos, estacas, muro celular verde, entramado vivo, enrejado, revestimiento con rede metálica y manta orgánica, siembra, siembra potenciada, mantas orgánicas en ladera, trenzado de sauces B: bloques encadenados, muros de piedra revegetados, muro celular revegetado, obras rígidas en hormigón, gaviones revegetados C: B + Rampa de piedras ; D: gaviones , colchón revegetado, muro celular revegetado , entramados de ribera , deflectores vivos , E: manta orgánica, fieltros, bloques encadenados, estera de ramaje, fajinada, gaviones revegetados, mallas tridimensionales, geotextiles sintéticos embreados, geotextil Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 25 tridimensional sintética, lechos de ramaje, enrejado vivo , colchón revegetado, colchón revegetado, estaquillado de leñosas, muro de piedra revegetado, muro celular revegetado, entramado vivo , deflector vivo, plantación de arbustos, rampa de piedra, biorrollos , siembra, hidrosiembra, siembra con mulch , muros verdes, trasplanto de rizomas , trenzado vivo; F: ampliación de la sección, balsa de laminación G: F + recuperación viejos meandros; H: G + creación de pantanos L: rampa de piedras M: L + escalas Foto 5:Trabajos aumento biodiversidad en el cauce del Rio Fontanelle (FR) (ottobre 2001) Foto 6: Intervento foto en septiembre 2002 – Foto P. Cornelini Aumento de la rugosidad debida a las plantas Foto 7: Rio Anonimo (Tarvisio), post operam 2002: briglie vive e tierras verdes reforzadas Foto 8: Rio Anonimo, resistenza de las obras post aluvión 29 agosto 2003 – Foto G. Sauli Mayo 2010 Paola Sangalli [email protected] [email protected] Bioingeniería en ámbito fluvial - Paola Sangalli AEIP SCIA SL 26 Bibliografía Recomendada y utilizada Bibliografía en castellano: • ACA 2008 Gestió y recuperación de la vegetación de ribera Guia técnica para la restauración de riberas • Ediciones de Horticultura : Cuadernos del Paisaje nº 8- Bioingeniería • Ministerio de Medio Ambiente Restauración de ríos. Guía metodológica para la elaboración de proyectos Ambiente Año 2008 • MAGDALENO MAS, F. Manual de técnicas de restauración fluvial. 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