NTJ 12S parte 5. Obras de bioingeniería

En 1998 salía a la luz la primera Norma Tecnológica de Jardinería y Paisajismo (NTJ) de bioingeniería la ‘NTJ 12S Parte 2 Obras de bioingeniería: técnicas de estabilización de taludes,’ después le siguieron la ‘Parte 1 y 3’. La Fundació de l’Enginyeria Agrícola Catalana (FEAC) publicó recientemente la ‘NTJ 12S Parte 5 Obras de bioingeniería: técnicas de recubrimiento y de estabilización aplicables en ámbitos fluviales’.

Joaquim Bosch i Xavier Argimon, FEAC – Normas Tecnológicas de Jardinería y Paisajismo – NTJ

Queremos agradecer que hayamos vuelto a contar en esta nueva NTJ con la colaboración técnica de las asociaciones profesionales y expertos de bioingeniería y de ríos con la supervisión de la Asociación Española de Ingeniería del Paisaje (AEIP) y en especial con su presidenta Paola Sangalli.

Esta Norma Tecnológica es válida para las técnicas de bioingeniería de recubrimiento y de estabilización en obras de restauración en su sentido más amplio realizadas en ámbitos fluviales.

La bioingeniería (o bioingeniería del suelo; it. ingegneria naturalistica; pt. engenharia natural; ingl. soil bioengineering; al. Ingenieurbiologie) es una disciplina específica de la ingeniería que estudia las propiedades técnicas y biológicas de las plantas vivas y de fragmentos vivos de especies autóctonas, y su utilización, de manera aislada o en combinación con materiales inertes como son la piedra, la madera o el acero, como elementos de construcción en las obras de recuperación del entorno ambiental con finalidad antierosiva o de estabilización.

El código deontológico de la bioingeniería plasma gráficamente los principios básicos de esta disciplina. Entre ellos, el de adoptar siempre la tecnología menos compleja a igual resultado, considerando siempre la hipótesis de no intervención. Se entiende por solución menos compleja la que requiera menor nivel de energía, esto es menor complejidad, más sostenible.

Figura1. Código deontológico de la bioingeniería. Fuente: adaptada de Sauli, G., 2003

Principios para las intervenciones en ámbitos fluviales

La bioingeniería en las intervenciones de mejoras ambientales en ámbitos fluviales promueve que se deberá examinar el río en su conjunto, aunque se vaya a actuar a nivel local y los dos principios esenciales de la intervención mínima y del área mínima.

Los bosques de ribera son un elemento clave en las zonas de ribera que tiene numerosas funciones, como:

•La vegetación regula el microclima de los cursos de agua.
•La vegetación asegura la estabilidad de las orillas.
•La vegetación de ribera ofrece hábitat terrestre.
•La vegetación es una fuente de alimento para la vida acuática y terrestre.

Aspectos de hidráulica fluvial en la restauración de ríos

En este apartado se detallan aquellos puntos de hidráulica fluvial necesarios para comprender y poder aplicar correctamente las técnicas de bioingeniería en ríos.

Para la aplicación de la bioingeniería en el ámbito fluvial es indispensable contar con buenos estudios hidráulicos y geomorfológicos.

Las técnicas de bioingeniería tienen limitaciones desde el punto de vista hidráulico en cuanto a la resistencia a ciertos parámetros de diseño a tener en cuenta:

•Velocidad de la corriente en m/sg
•Tensión o resistencia al corte τ (N/m2)
•Nivel medio o altura media de las aguas en condiciones ordinarias
Con la intención de simplificar los parámetros de diseño y eventualmente cuantificar los efectos en el medio fluvial (escorrentía y/o morfología), parece evidente y oportuno la consideración de la vegetación como un elemento más del contorno de las secciones de flujo, y que ejerce una función resistiva al paso de los caudales circulantes.

La presencia de sistemas vegetales, es fácilmente asociable, en función de ciertos parámetros geométricos, a los coeficientes de resistencia y de pérfida de energía del flujo. Uno de los factores frecuentemente utilizados en hidráulica es el coeficiente de Manning, que se asocia a las pérdidas de carga en un flujo con superficie libre.

Materiales de bioingeniería

Las técnicas de bioingeniería resultan de la aplicación en obra de los materiales (materiales vegetales vivos, materiales vegetales muertos, materiales naturales inertes y materiales artificiales manufacturados) y de los elementos compuestos que sus combinaciones permiten.

Los sauces (Salix spp.) son probablemente el género de plantas leñosas más utilizadas junto con los tamarices (Tamarix spp.) y las adelfas (Nerium oleander) para las actuaciones de bioingeniería. Existen en la Península Ibérica y Balerares especies herbáceas con propiedades que las hacen idóneas para su aplicación en la bioingeniería fluvial, como son el lirio amarillo (Iris pseudacorus), el carrizo (Phragmites australis), el junco boval (Scirpoides holoshoenus), el junco (Juncus acutus), los carex (Carex pendula, Carex cuprina), las espadañas (Typha spp.), etc.

En este apartado se tratan los temas siguientes:

•Elección correcta del material vegetal vivo
•Obtención del material vegetal vivo
•Transporte del material vegetal vivo
•Acopio del material vegetal vivo en vivero de obra
•Preparación de las estacas, varas, ramas y fajinas vivas
•Material vegetal vivo de viveros especializados

Aplicación de las técnicas de bioingeniería en ámbitos fluviales

Las técnicas de bioingeniería se diferencian en tres grandes grupos:

•Las técnicas vegetales en las que son las plantas vivas las que resuelven satisfactoriamente las fuerzas desestabilizadoras del suelo.
•Las técnicas mixtas en las que intervienen materiales inertes como piedra, madera, geoproductos o acero, además de las plantas vivas.
•Las técnicas complementarias cumplen otras funciones, como pueden ser ecológicas o paisajísticas y que no son la protección superficial o la estabilización.
Esta ‘NTJ 12S Parte 5’ normaliza las técnicas vegetales de bioingeniería en ámbito fluvial comprendidas dentro de las técnicas de recubrimiento (cobertura con tierra vegetal, siembras, implantaciones de fragmentos de plantas y plantación de especies herbáceas) y de las técnicas de estabilización (plantaciones, fajinas, esteras, estratos de ramas, empalizadas, etc.). Tienen su máxima aplicabilidad en los tramos medio y bajo del río. Allí, en los suelos ribereños y sus márgenes, es en donde encontramos de forma natural la vegetación riparia que permiten estas técnicas.

La aplicación de las técnicas de bioingeniería tiene unos condicionantes generales de las técnicas de bioingeniería y particulares o específicos de los ámbitos fluviales que se deberán conocer y valorar a la hora de proyectar y decidir su aplicación, entre ellos destacamos:

•Material vegetal adecuado: Se requiere una gran cantidad de material vegetal para la realización de las obras, que no siempre está disponible en la zona de intervención o en su proximidad.
•Personal cualificado y entrenado: La mano de obra incide de manera notable en el coste de las obras y en el éxito de las mismas, por lo que resulta necesario tener personal formado para la ejecución de las mismas.
•Condicionantes hidráulicos: Las técnicas de bioingeniería tienen limitaciones desde el punto de vista hidráulico por lo que hace a la resistencia a ciertos parámetros: Velocidad de la corriente, la tensión o el nivel medio de las aguas en condiciones ordinarias.

Técnicas de recubrimiento y estabilización en ámbitos fluviales

En este apartado se recogen las técnicas de recubrimiento y de estabilización de aplicación en ámbitos fluviales siguientes:

Técnicas de recubrimiento

•Decapados y coberturas con tierra vegetal
•Siembras
•Hidrosiembras e hidromanta
•Plantaciones de especies herbáceas
•Implantaciones de fragmentos de plantas
•Trasplante de tepes
•Plantación de herbazales estructurados

Técnicas de estabilización

•Plantaciones de árboles y arbustos
•Estaquillados de ribera
•Construcción de cepillos vivos
•Construcción de peines vivos
•Fajinas
•Trenzados vivos
•Estratos vivos de ramas y piedras
•Lechos vivos
•Empalizada viva filtrante
•Esteras vivas

Ejemplos de técnicas de recubrimiento y estabilización en ámbitos fluviales

El cepillo vivo (it. spazzola viva; pt. esporão; ingl. living brush) es una estructura vegetal formada por un conjunto de ramas y varas vivas y muertas entrelazadas y mezcladas con tierra y grava, que se coloca en sentido longitudinal a la corriente con objeto de filtrar los elementos en suspensión y recoger los sólidos depositados para reducir la velocidad de la corriente de agua que la atraviesa y favorecer la recuperación de la orilla.

Figura 2. Construcción de cepillos vivos.

El trenzado vivo de ramas (o empalizada trenzada; fr. tressage; it. viminata; pt. entrançado vivo; ingl. wattle fence; al. Flechtzaun) es un conjunto de ramas vivas flexibles de especies leñosas con capacidad de reproducción vegetativa que se disponen formando una trenza alrededor de piquetas de acero o de madera ancladas al terreno y que se utilizan en la técnica de estabilización de taludes o de márgenes fluviales.

Figura 3. Trenzado vivo en ramas

La empalizada viva filtrante (fr. palissade filtrante; it. frangiflutto vegetato; pt. entrançado vivo; ingl. double-row palisade; al. Lahnung) es una estructura formada por dos estacadas de madera que se hunden hasta la mitad de su longitud en el lecho de un río, entre las que se colocan de manera alterna fajinas longitudinales y transversales, y que se utiliza en la técnica de estabilización de márgenes fluviales para disipar energía hidráulica en lagos o en tramos lentos de cursos de agua.

Figura 4. Empalizada viva filtrante

La estera de carrizos (o lecho de carrizos; fr. tapis de roseaux à rejets; it. copertura diffusa con culmi di canna; pt. esteira de caniço vivo; ingl. brush mattress construction with reeds; al. Röhricht-Spreitlagenbau) es un conjunto de tallos vivos de carrizos u otras plantas similares, de tallos con capacidad de enraizamiento, que se colocan recubriendo los márgenes fluviales con la finalidad de estabilizarlos y protegerlos contra la erosión. Las especies vegetales más utilizadas en la construcción de este tipo de estera son el carrizo (Phragmites australis) y la hierba cinta (Phalaris arundinacea).

Figura 5. Estera de carrizos

Técnicas mixtas de estabilización y complementarias

Las técnicas mixtas y las técnicas complementarias de bioingeniería en ámbito fluvial se describirán en la ‘NTJ 12S Parte 6: Obras de bioingeniería: Técnicas mixtas y complementarias aplicables en ámbitos fluviales (en preparación)’. En las técnicas mixtas se distinguen las de revestimiento (geomallas, mantas orgánicas, geoesteras, mallas y redes metálicas, etc.) y las técnicas mixtas de estabilización (entramados, biorrollos vegetalizados, deflectores, rampas, escolleras, etc.) son de aplicación en los casos que las técnicas vegetales aisladas no son suficientes por una mala calidad de los suelos, contaminación, régimen torrencial, falta de luz, falta de espacio, etc. Estas técnicas mixtas deberán integrar perfectamente las aportaciones constructivas y de estabilización de los materiales y técnicas vegetales y de materiales inertes y técnicas de obra civil. En las técnicas complementarias se contemplan los umbrales, diques o azudes, rampas de peces, refugios para peces, pasos, perturbaciones, entre otras.

Los materiales muertos o inertes y los elementos compuestos utilizados en estas técnicas mixtas aportan un efecto inmediato de control de la erosión y de estabilización del suelo; si bien, es la vegetación, cuando sus raíces invaden y penetran a través del suelo, que le confiere una masa unificada y sólida a la técnica de bioingeniería.