Erosion En Corrientes De Agua

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4.3 EROSIÓN EN CORRIENTES DE AGUA La erosión que tiene lugar en y a través de las corrientes de agua -dígase río, quebrada u otra de sus formas– ha sido quizás una de las mayormente atendidas en el marco del control de la erosión dadas las serias consecuencias que de ella pueden derivarse sobre el hombre, y en general, sobre el funcionamiento del sistema socio-económico. Entre otras, cabe mencionar las pérdidas de tierra por la divagación de la corriente, las cuales son generalmente las más ricas por su aplicación a los cultivos; el riesgo a inundaciones y pérdidas de vidas humanas y viviendas, en algunos casos producto de tiempos de concentración bajos que caracterizan la fenomenología torrencial (a su vez estrechamente relacionada con los procesos de deforestación en las partes altas de las microcuencas y los tipos de utilización de las tierras); y el desprendimiento y transporte de cantidades apreciables de sedimentos que contaminan aguas de consumo doméstico y que a su vez disminuyen la vida útil de medianos y grandes proyectos, caso de los embalses para la producción de agua y generación de energía. El movimiento del agua que circula por el cauce de una corriente de agua produce el desprendimiento y posterior transporte de los materiales que conforman su perímetro mojado, el cual puede ser definido como aquella porción de la sección transversal que queda en contacto con el agua. De forma general, en una cañada o río pueden tenerse dos tipos de erosión, una lateral que amplía su ancho y una vertical que produce la profundización del cauce (Suárez, 1992). El control de la erosión en corrientes de agua atiende entonces en forma directa ambas situaciones, a efectos de lo cual opta o bien por la desviación de los flujos sobre las áreas más vulnerables, o bien por favorecer las características de resistencia del perímetro mojado a la acción del agua. La desviación de las aguas exige en términos generales un mayor esfuerzo económico dado que la conformación de estructuras de alta resistencia –como lo deben ser a los propósitos de defensa de orillas- implica asimismo un mayor costo derivado de los materiales que deben ser incluidos en ellas; dentro de este tipo de estructuras se destacan los espigones o espolones construidos en gaviones metálicos, dado que además de las características de resistencia que ofrece dicha técnica, se tiene una deseable flexibilidad de la obra, lo cual se destacará más adelante. Por otra parte, el revestimiento de canales, en especial de sus taludes, ha sido una práctica ampliamente utilizada, la cual ha acudido a técnicas de relativa sencillez –artesanales si se quiere- con un éxito importante; se destacan en este grupo la técnica de enllantados y los recubrimientos con diversos tipos de materiales. A continuación se describen diferentes técnicas propias tanto a la desviación de aguas de las orillas como al revestimiento de canales, las cuales hacen de hilo conductor de este apartado relacionado con el control de la erosión en corrientes de agua; sin embargo, debe dejarse dicho que tal control no puede circunscribirse única y exclusivamente a la gestión de la corriente de agua como tal, sino por el contrario, muchos otros factores –dentro de los cuales se destacan el uso de la tierra y los sistemas de manejo tecnológico asociados- deben ser atendidos. Desde tal perspectiva, un programa de control de este carácter debe atacar

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los agentes propios al fenómeno no sólo al interior de la corriente de agua, sino además en su entorno, siendo por tanto las obras que allí se dispongan complementarias de las gestiones que se hagan en la cuenca objeto de trabajo. Previa exposición de las estrategias de control de la erosión en corrientes de agua, se desarrollan brevemente algunos elementos conceptuales relativos a éstas, considerados de oportuna inclusión a manera introductoria. 4.3.1 Resistencia a la erosión. Características propias del material y cubrimiento permiten grados diferenciales de respuesta a la acción erosiva del agua en los canales; así, la erosión en ellos depende de las características geotécnicas de los materiales del fondo y los taludes, de su geometría, pendiente y características del flujo de agua (Suárez, 1992). Por la vía del ejemplo, terrenos aledaños a corrientes de agua de naturaleza arenosa o con proporciones grandes de materiales gruesos como grava y cascajo, ofrecen poca resistencia a la capacidad abrasiva y de arrastre de la corriente, situación agravada cuando la presencia de vegetación es escasa (Suárez, 1980); de acuerdo con esto, para cada tipo de suelo se tienen diferentes velocidades a las cuales se produce arrastre, lo cual puede apreciarse en la Tabla 19. Con respecto al movimiento del agua en los canales y su comportamiento en términos erosivos frente a las características de resistencia impartidas por los materiales que conforman su sección, el modelo de degradación de un canal desarrollado por Thorne ilustra bien el fenómeno; en él se demuestra cómo al colocarse una limitante lateral -muro de ribera- el agua tiende a profundizar el cauce, y por el contrario, al ser controlado el fondo, tiende ésta a ampliarse lateralmente afectando las orillas.

Tabla 19. Velocidades a las cuales se produce erosión (Suárez, 1992) Tipo de material

Velocidad agua limpia (m seg-1)

Velocidad agua con sedimentos (m seg-1)

Arena fina Suelo arenoso Limo aluvial Ceniza volcánica Arcilla dura Lutitas Grava fina Grava gruesa Cantos

0,45 0,53 0,60 0,76 1,14 1,82 0,76 1,22 1,52

0,76 0,76 1,06 1,06 1,52 1,82 1,52 1,82 1,67

4.3.2 Etapas de las corrientes de agua. Para comprender y evaluar adecuadamente la capacidad erosiva de las corrientes de agua, es asimismo necesario conocer la dinámica propia de las mismas, desde el momento en que se originan o nacen, hasta que mueren al desembocar en otras corrientes o cuerpos de agua; para estos efectos han sido desarrolladas

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clasificaciones de morfología fluvial que describen en forma genérica el comportamiento de las corrientes según éstas se localicen en su recorrido. Pueden ser diferenciadas a efectos interpretativos cuatro etapas o edades básicas (Suárez, 1992): Niñez, Juventud, Madurez y Vejez; se destaca la primera etapa o Niñez, la cual se considera básica en el estudio del fenómeno erosivo en países tropicales de alta montaña, afirmándose que el modelo de ríos iniciando en su juventud no es aplicable a las corrientes de tales regiones; la descripción de estas cuatro etapas se presenta a continuación. 4.3.2.1 Etapa de Formación o Niñez. Cada corriente en zonas de alta montaña posee una cuenca de drenaje en forma de embudo, con laderas de fuerte pendiente (>6%); dicha cuenca, en la cual se está formando la corriente principal de agua, se encuentra conformada por varias corrientes bien sean de flujo continuo o intermitente. La erosión que se produce es de tipo laminar, en surcos y en cárcavas, siendo el área que mayor aporte de sedimentos hace por concepto de erosión (Suárez, 1992). Son característicos además pequeños cauces semirectos con cambios bruscos de pendiente y dirección, así como cauces en “V” con fuertes taludes laterales. Villota (1991) expone que en esta fase de denudación se presenta una fuerte meteorización de las rocas, las corrientes de agua profundizan intensamente sus valles y posteriormente ganan anchura gracias a la incidencia erosiva de los tributarios y al desplome gravitacional de sus paredes; de esta forma, las áreas interfluviales se estrechan progresivamente y los sistemas de drenaje aumentan sus ramificaciones, perdiendo así identidad las geoformas iniciales (pliegues, volcanes, etc.). 4.3.2.2 Etapa de Juventud. Las principales características de las corrientes de agua en esta etapa tienen que ver con las pendientes moderadas y grandes velocidades del agua; se presenta el fenómeno conocido como “corrasión” o profundización del fondo del cauce, proceso que se acelera al ser transportadas por las aguas partículas de gran tamaño como arena, gravas y cantos, pudiéndose desarrollar “gargantas angostas” o cañones de taludes semiverticales y trayendo consigo deslizamientos (inestabilidad lateral). En este sector suelen encontrarse acumulaciones de materiales provenientes de la zona de Formación o Niñez (Suárez, 1992). 4.3.2.3 Etapa de Madurez. Dados los menores valores de pendiente, el proceso que caracteriza esta zona es de tipo cíclico: socavación, transporte y nuevamente sedimentación; esto es, la erosión que se produce en el lecho es sólo momentánea, ya que al disminuirse la velocidad del agua, se produce sedimentación. En esta etapa se comienzan a presentar divagaciones del cauce, que permiten el desarrollo de meandros, lo cual se explica por la búsqueda de canales que hace el agua cuando tienen lugar avenidas así como en la ocupación de cauces antiguos (madres muertas), produciéndose en ambos profundización de abajo hacia arriba (Suárez, 1992). 4.3.2.4 Etapa de senectud o vejez. Corresponde a sectores caracterizados por bajos valores de pendiente, prácticamente del 0%, previa entrega de caudales de las corrientes al mar, formándose deltas al dividirse en cauces menores. Aunque no se presenta erosión

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vertical, tienen lugar movimientos laterales de los cauces; el proceso de mayor importancia es el de sedimentación (Suárez, 1992). Villota (1991) describe esta etapa como la reducción del paisaje -luego de un tiempo prolongado- pasando de superficies colinadas a onduladas, con algunos relieves residuales de poca extensión, y más frecuentemente, con algunos montes aislados constituidos por materiales altamente resistentes a la meteorización y erosión. 4.3.3 Tipos de cauce. Tres patrones de cauce pueden ser diferenciados con base en su forma (Suárez, 1992): semirectos, trenzados y meándricos, los cuales pueden caracterizar una misma corriente en diferentes sectores de ella, así como también pueden estar ellos determinados por cambios de caudal en diferentes épocas del año; a continuación se describe cada uno de ellos (Figura 35). 4.3.3.1 Cauces semirectos. Corresponden a cauces con fondos sinuosos con algunas depresiones y con cambios de pendiente relativamente bruscos; a pesar de que la corriente trata de divagar, las pendientes altas y los controles geológicos y topográficos condicionan a mantener un cauce relativamente recto; a ambos lados de la corriente de agua se producen sedimentaciones en forma de playones y barras (Suárez, 1992). En general los ríos rara vez son rectos por tramos superiores a unas diez veces la amplitud de su canal (Villota, 1991). 4.3.3.2 Cauces trenzados. Estos son patrones de canales que dan origen a la geoforma aluvial conocida como llanura aluvial de río trenzado; un río trenzado es (Villota, 1991) “aquel cuyo lecho mayor se divide en varios canales menores que sucesivamente se bifurcan y reúnen aguas abajo, separados por numerosos islotes y playones llamados en conjunto barras de cauce”. Estas barras son acumulaciones producto del mismo río, las cuales se componen principalmente de sedimentos de lecho: gravas, arenas y cantos que sólo a trechos se mueven en razón de su peso, volumen y tamaño cuando tienen lugar crecidas; las barras son inestables y cambian de tamaño, forma y posición luego de cada crecida. Los ríos trenzados se caracterizan por presentar un lecho de amplitud variada durante todo el curso, con estrechamientos y ensanchamientos sucesivos; este patrón tiene lugar en sistemas fluviales caracterizados por (Villota, 1991): Pendiente longitudinal entre 1 y 3% que permita comunicarle a la corriente la velocidad suficiente para transportar a intervalos su pesada carga; sobreprovisión de carga de lecho y en suspensión aportada principalmente por concepto de erosión; caudal con fluctuaciones extremas, determinadas bien sea por factores climáticos o por represamientos de tipo temporal; y márgenes fácilmente erosionables y susceptibles a desplomes.

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Figura 35. Tipos de cauce Fuente: Adaptado de Suárez (1992)

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4.3.3.3 Cauces meándricos. De conformidad con lo expuesto por Villota (1991) a efectos de la clasificación de su patrón de drenaje, se ha recurrido entre otras, a relaciones entre la longitud del canal (AB) y la longitud del valle (CD) medidas entre dos puntos, relación conocida como sinuosidad, la cual varía entre 1 y 4 o más; ríos con sinuosidad mayor de 1,5 son denominados meándricos; los que se encuentren por debajo de este valor hasta 1,0 se denominan sinuosos y relaciones inferiores a 1,0 determinan ríos rectos (Figura 36a); asimismo, los ríos meándricos deben tener además cierto grado de simetría en su curvatura. En el sistema de ríos meándricos, el tamaño de los meandros es directamente proporcional al tamaño de la corriente, y la amplitud del cinturón de ellos es equivalente a unas 15-20 veces el ancho promedio de la corriente que los origina; dentro de las posibles explicaciones al serpenteo de la corriente, pueden ser mencionadas las siguientes (Villota, 1991): presencia de obstáculos duros y resistentes a lo largo de las orillas de la corriente caso de afloramientos rocosos- los cuales pueden actuar como agentes que reflejan el flujo del agua originando irregularidades en su dirección rectilínea; desviaciones del curso que tienen origen en la llegada de tributarios laterales a la corriente principal; efectos que puede producir la rotación de la tierra desviando el flujo de las corrientes; y disminución de la pendiente que aminora a su vez la velocidad de la corriente favoreciéndose desbordamientos y migraciones laterales. En los ríos meándricos se desarrolla principalmente un proceso de erosión y sedimentación de manera simultánea en sus propias orillas, produciéndose erosión en la externa y sedimentación en la interna, teniéndose tentativamente un equilibrio (Figura 36b). Suárez (1992) advierte la existencia de dos tipos de direcciones del movimiento del agua en estas curvas, una hacia afuera de ellas y otra del meandro en la dirección general del río, siendo la erosión máxima en la salida de la parte curva del meandro. Por su parte Villota (1991) anota que una corriente se mueve en todo meandro en un patrón de flujo helicoidal con una considerable elevación de la superficie del agua contra la orilla externa o cóncava determinada por la fuerza centrífuga; de esta forma, en cada curva se originan dos componentes de la corriente, uno de velocidad aguas abajo que arremete con fuerza contra la orilla externa, y otro más débil que se dirige hacia la interna. El movimiento así descrito genera la socavación, desplome y erosión de la parte exterior del meandro y la deposición en la parte interior, deposición que tendrá lugar en la orilla interna del siguiente meandro (Villota, 1991). Este proceso al afectar curvas sucesivas puede ir haciendo más pronunciados los meandros hasta que, durante las crecidas, la corriente puede acortar camino por una parte cóncava de los orillares (originados en la banca interna), dejando abandonado un meandro abierto o puede recortar por el cuello muy estrecho del meandro.

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Figura 36. Aspectos relativos a los meandros de un río (a) Determinación de la sinuosidad (b) Procesos de erosión y sedimentación Fuente: Adaptado de Villota (1991)

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4.3.4 Control horizontal y rectificación del eje hidráulico. El control de la erosión en corrientes de agua está orientado hacia la búsqueda de un estado suficientemente estable de éstas, propiciando un equilibrio entre las fuerzas de erosión y las que imparten resistencia a la misma; para tal efecto se construyen obras longitudinales, nombre que reciben en razón de su posición con relación al eje del cauce. Con este tipo de obras puede lograrse básicamente, en términos de beneficios relativos al control de la erosión (Tragsa-Tragsatec, 1998) el control horizontal de la tensión tractiva sobre las márgenes (muros, revestimientos, recubrimientos vegetales, espigones) y la rectificación del eje de la corriente y de la sección de flujo (encauzamiento). Sin embargo, es importante advertir acerca de las consecuencias que pueden derivarse de la modificación de las características hidraúlicas propias de las corrientes de agua; así, en el caso de la colocación de espigones transversales a la corriente, se menciona la tendencia a erosionarse el centro del cauce por reducción de la sección de flujo del cauce útil y los efectos de torbellino que se forman junto a las cabezas de los espigones, para lo cual deben ser tomadas medidas preventivas y ser seguidos diseños adecuados. En lo que respecta a obras de rectificación del eje hidraúlico, se destaca por su parte el riesgo de forzar al río a trazos diferentes a los que él tiende a forjarse. 4.3.4.1 Clasificación de las obras longitudinales. Con base en su morfología, las obras longitudinales pueden separarse en los siguientes tipos (Martínez, 1989, citado por TragsaTragsatec, 1998):

-

Continuas: obras aplicadas en tramos relativamente extensos, pudiendo ser de tipo revestimiento o de tipo estructural; es el caso de muros de encauzamiento, recubrimientos de talud, etc.

-

Discretas: elementos individualizados bien definidos y convenientemente espaciados en tramos relativamente extensos; es el caso de espigones.

-

Mixtas: incorpora las dos anteriores.

-

Singulares: dispuestas en sitios concretos para corregir problemáticas claramente identificadas y que requieren de un tratamiento especial; es el caso de protecciones en curvas, pudiendo ser continuas o discretas.

Por otra parte, con relación a su propia conformación o estructura, el mismo autor propone la siguiente clasificación:

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Rígidas: estructuras de tipo monolítico incapaces de absorber deformaciones; es el caso de muros.

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-

Flexibles: estructuras que se adaptan a los cambios o deformaciones del terreno; es el caso del tapiz de escollera.

-

Semiflexibles: estructuras de tipo intermedio entre las dos anteriores, caso de los gaviones metálicos.

El diseño de gran número de estas obras obedece a cálculos matemáticos complejos para cuyo conocimiento se debe remitir a literatura especializada; las estructuras y tratamientos diseñados para controlar la erosión en las corrientes de agua siguen dos líneas orientadoras, una primera es aquella que busca ofrecer una mayor resistencia a las márgenes, bien sea mediante la superposición o colocación de recubrimientos en forma directa, o bien mediante la implementación de algún tipo de estructura que impida la llegada y roce del agua con las mismas; en este primer grupo se encuentran las máscaras superficiales, las repoblaciones vegetales y los muros, entre otros. De otro lado, conformando el segundo grupo, se tienen las obras que actúan sobre el comportamiento de las aguas, desviándolas y/o dirigiéndolas a conveniencia; en este grupo se encuentran entre otros, los espigones y los encauzamientos. A continuación se describen algunas técnicas pertenecientes a ambos grupos, siendo necesario remitir a la literatura especializada, cuando se trate de grandes y/o complejas obras, como es el caso de espigones u otras grandes estructuras que vayan a ser dispuestas en ríos caudalosos o de carácter torrencial. 4.3.4.2 Técnicas para la desviación de aguas. A este grupo pertenecen los espigones o espolones, los cuales corresponden a una técnica de tipo discreta, ampliamente utilizada en la protección de márgenes y orillas de corrientes de agua, cuando la fuerza de la corriente es significativa y puedan resultar insuficientes las técnicas de recubrimiento; asimismo, se tienen dentro de este grupo obras de menor resistencia, como lo son los machos de madera y las tranqueras. A continuación se procede a su descripción. 4.3.4.2.1 Espigones. Son estructuras alargadas relativamente sólidas que se colocan para desviar la corriente de agua o controlar el arrastre de materiales del fondo; para su construcción pueden ser utilizados diferentes materiales, siendo comunes los espigones de enrocados de sección trapezoidal (Suarez, 1992). Son de gran utilidad para restablecer el ancho normal de un canal o alejar las aguas de una orilla al promover la sedimentación del material de arrastre del río en el lugar donde se instalan (Departamento de Antioquia, s.f.p.). En la Figura 37a pueden apreciarse algunos elementos de diseño de espigones. Los espigones construidos en gaviones metálicos presentan grandes ventajas en razón de su flexibilidad; esta construcción consta de dos partes o cuerpos principales: la losa o plancha de fundación cuya altura no supera los 50 cm, pero cuya longitud es superior a la de los demás gaviones, y el cuerpo superior formado por gaviones de mayor sección dispuestos en forma transversal a la base. Todos los elementos que conforman la estructura se encuentran fuertemente unidos entre sí mediante amarres con alambre, adquiriendo gran solidez y la

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ventaja inicialmente expuesta de su flexibilidad natural, que permite nuevos acomodos de la losa conforme se produce socavación del lecho (Figura 37b). Como reglas generales a seguirse en la construcción de los espigones, se plantean dos de primera importancia (Departamento de Antioquia, s.f.p.): el espigón no debe ocasionar cambios bruscos en la corriente, sino dirigir ésta suavemente hacia el lugar deseado; y los espigones se deben empezar a colocar antes del sitio donde la corriente empieza a desviarse del cauce deseado. Esta última recomendación es de gran importancia, ya que si el primer espigón se coloca aguas abajo del sitio donde comienza la socavación, es dable que la corriente haga un camino por el extremo de éste y lo destruya. Como recomendaciones adicionales se señala que debe evitarse la colocación de un solo espigón dado que puede promover la formación de remolinos, y que el sistema más pequeño y efectivo está constituido por tres elementos; asimismo, se recomienda que el extremo exterior del espigón se localice a la altura del nivel más bajo del agua y que sea biselado, en tanto que el extremo interior –orilla- quede 30 cm por encima del nivel más alto del agua y que quede bien anclado o empotrado en la orilla. Con respecto a la forma de colocación de los espigones en corrientes de agua, dos de ellas se exponen a continuación conforme lo hace Departamento de Antioquia (s.f.p.): -

El primer espigón se coloca formando con la orilla un ángulo de 70° en dirección aguas arriba, siendo colocados los restantes perpendiculares a ella o formando ángulos entre 70 y 90° dependiendo de la velocidad de la corriente, ya que a medida que el ángulo es menor, asimismo es la fuerza que actúa sobre el espigón. La longitud del espigón es la necesaria para obtener a la altura del borde exterior la orilla deseada, y el espaciamiento entre espigones es de 3 a 5 veces la longitud de los mismos (Figura 38a).

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El primer espigón se coloca en el sitio de intersección de la línea de flujo con la orilla erosionada (punto A en Figura 38b); para la localización del segundo espigón se traza la línea HB paralela a la línea de flujo, y que pasa por el borde exterior del espigón A. La distancia AC es dos veces AB. El tercer espigón se coloca en el sitio donde la línea que pasa por el borde exterior de los dos primeros espigones toca la orilla (punto D). Los demás espigones se colocan siguiendo el mismo procedimiento del espigón D. Se acostumbra colocar un espigón a una distancia AC del primero (punto K); la longitud de todos los espigones está determinada por el sitio donde se desea la nueva orilla.

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Figura 37. Aspectos relativos a los espigones en un río (a) Elementos de diseño (b) Acomodo frente a la socavación Fuente: Departamento de Antioquia (s.f.p.)

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Figura 38. Formas de colocación de espigones en corrientes de agua Fuente: Departamento de Antioquia (s.f.p.)

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4.3.4.2.2 Machos de madera. Una forma de aislar del contacto directo con el agua las márgenes de corrientes de poco caudal, es mediante el empleo de machos de madera; se trata de una técnica de carácter artesanal de un relativo bajo costo pero asimismo de una corta durabilidad. Están conformados (Suárez, 1980) por estacas entre 3 y 5 m de largo amarradas con alambre grueso; los machos se disponen en hileras continuas a lo largo del banco que se desea proteger con espaciamientos que no superen su anchura. Se sostienen en el sitio mediante rocas pesadas amarradas a sus bases y un cable de 1/2 a 3/4 pulg que pasa por el centro de todos los machos, y cuyos extremos van asegurados a pilotes de madera o estacas de anclaje de diámetro entre 20 y 30 cm enterradas a profundidades no inferiores a 1 m (Figura 39). 4.3.4.2.3 Tranquera o empalizada. Es un sistema de control de la erosión en las orillas, el cual consta de una serie de redes permeables (Figura 40), orientadas en forma aproximadamente perpendicular a los sitios que se desea proteger, de tal manera que se propicia una zona de control de más lento movimiento del agua (Bailey et al, 1986). Este sistema emplea una serie de paneles permeables (50%) de alta resistencia soportados en postes, usualmente tres. Su disposición en la corriente sigue en general las pautas mencionadas para el sistema de espigones, ya que en principio su fundamentación es la misma: el agua se desliza suavemente de estructura en estructura, alejándose de la orilla y conduciéndose hacia el sector central de la corriente, favoreciéndose, además, un proceso de sedimentación entre los paneles, producto de la reducción de la velocidad de la corriente y, por tanto, disminución de su capacidad de carga. 4.3.4.3 Técnicas de recubrimiento. El mayor número de tratamientos y obras de común utilización para la protección de los taludes y áreas ribereñas en corrientes de agua se localiza en la categoría de obras continuas; entre ellas se destacan los revestimientos, protecciones con enrocados y muros construidos en diferentes tipos de materiales; algunos de ellos se describen a continuación. 4.3.4.3.1 Pantallas de protección. Esta técnica de recubrimiento consiste en conformar capas o pantallas de protección de porciones de canales contra el flujo; dentro de los principales problemas que debe superar se tienen en esencia dos (Tragsa-Tragsatec, 1998): encontrar un material resistente a la velocidad de arrastre y conseguir un enlace satisfactorio entre la pantalla y el lecho sin que se produzca socavación de la parte más baja y su posterior desplome. Algunos tipos de pantallas se describen a continuación:

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Con arcilla: empleado en taludes de arena, gravas o limos limpios con riesgo a erosión aun a bajas velocidades de corriente; se protege con capas de arcilla de espesor hasta 30 cm, capa sobre la cual se siembran pastos o arbustos (Suárez, 1992).

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Fuente: Suárez (1980) Figura 39. Machos de madera

Figura 40. Tranquera o empalizada Fuente: Bailey et al (1986)

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Con suelos estabilizados: los informes de estabilización indican el empleo de cemento y de cal hidratada. El empleo de cemento es efectivo en caso de tenerse suelos arenosos, contrario a cuando se utiliza en suelos arcillosos, donde no alcanza a producirse cementación en forma adecuada. Por otra parte, se emplea cal hidratada (Ca(OH)2 ) para el aumento de la cohesión del suelo, transformando suelos erosionables en no erosionables; en este caso la cal reacciona con la arcilla formando silicato de calcio, el cual actúa como agente cementante, sin embargo su uso se limita a suelos arcillosos; en este último caso, la dosificación es de 3 a 6% de cal hidratada, la cual se mezcla con el material y se coloca formando pantallas de 30 a 60 cm de ancho compactadas con pisón en pequeñas capas, de máximo 15 cm (Suárez, 1992).

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Con bolsacreto: la técnica del bolsacreto ha tenido amplia utilización en programas de protección que impliquen contacto directo con el agua en razón de su resistencia y relativa durabilidad; la superficie del talud es cubierta con los sacos rellenos de suelo o mezclas de éste con cemento (Figura 41). Su empleo se limita usualmente a taludes 1:1; por debajo de los sacos se coloca geotextil para evitar la erosión del suelo de fundación, y la base inferior se profundiza como mínimo 1,5 m por debajo de la línea de agua. Para mejorar la unión entre sacos se pueden colocar anclajes de varillas de hierro semiverticales clavadas a mano uniendo las capas de sacos (Suárez, 1992).

Figura 41. Recubrimiento de talud con bolsacreto Fuente: Suárez (1992)

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Con colchacreto: son recubrimientos consistentes en dos capas de geotextil cosidas, en cuyo espacio interior se tiene concreto, mortero o lechada de cemento; su espesor varía entre 8 y 30 cm (Suárez, 1992).

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Con enrocado: consiste en cantos de roca colocados sobre el talud a lo largo de la orilla, especialmente utilizado cuando hay buena disponibilidad de rocas; se recomienda la conformación de mínimo dos capas y la colocación por debajo del enrocado de geotextil o una capa de grava. Como variaciones de este tipo de enrocado se tienen el enrocado anclado y los cajones de piedra y madera; el primero consiste en enrocados conforme al descrito, protegido en su parte superior por una malla de alambre anclada con pines de acero; por su parte, los cajones de piedra y madera son estructuras de madera rellenas de piedra, útiles en corrientes de baja fuerza de arrastre y donde la madera es de fácil consecución. Una forma de fácil utilización de la madera consiste en el hincado de postes y colocación en medio de ellos de madera rolliza formando una especie de muro de contención (Suárez, 1992).

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Con gaviones: consiste en el recubrimiento de los taludes de las orillas con losas de gaviones; el espesor de la capa de gaviones está en función de la pendiente, siendo utilizados espesores hasta de 30 cm para pendientes inferiores a 1: 1/2, y de 50 cm para pendientes hasta de 1:1 (Figura 42a). El material de lleno debe ser de tamaños entre 10 y 15 cm, y en la parte sumergida se coloca un gavión de apoyo de dimensiones 2x1x1 m, con el fin de controlar la socavación; el recubrimiento puede variar en espesor conforme se asciende en el talud.

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Con coraza metálica: es una práctica de fácil y rápida implementación que busca darle una mayor protección a las orillas, disminuyendo la tensión tractiva producida por las corrientes de agua en éstas. La estructura está conformada por dos telas metálicas que encierran entre sí grava o canto rodado de pequeñas dimensiones, formando una especie de cortina o “colchón metálico”; a la malla metálica van cosidas o sostenidas unas bolsas de tela recubriéndola por completo. La parte superior de las bolsas se cose una vez hecho el relleno, al colocar la coraza en obra; la tela metálica es normalmente de dos metros de ancho, y la altura de las bolsas de 0,85 a 1,0 m, con las cuales, una vez rellenas, se obtiene un espesor hasta de 15 cm (Departamento de Antioquia, s.f.p.). Para su colocación se recomienda clavar estacas cada cierta distancia, fijándola al terreno; las especificaciones de la malla deben seguir las orientaciones dadas para los gaviones metálicos así como también lo relacionado con las características del alambre (Figura 42b). Una variante para la estructura a fin de brindarle mayor durabilidad, consiste en utilizar en lugar de tela para la confección de las bolsas, geotextil cosido.

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Protección con enllantados: consiste en la disposición de un conjunto de llantas de desperdicio sobre los taludes de las corrientes, las cuales se rellenan con rocas y se amarran entre sí, conformando una estructura única y pesada difícilmente arrastrable por acción del agua (Figura 43a); suele amarrarse el conjunto a “polines” colocados en la parte superior del talud; se reporta como una técnica de bajo costo y alta efectividad en la protección de márgenes de corrientes de agua.

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Figura 42. Recubrimiento de talud (a) con gaviones (b) con coraza metálica Fuente: Departamento de Antioquia (s.f.p.)

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Figura 43. Técnicas de protección de riberas en Carolina del Príncipe, Antioquia (Colombia). (a) Enllantados (b) Espigones

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Gaviones cilíndricos: a pesar de no tratarse propiamente de un recubrimiento, se mencionan dados su utilidad y versatilidad para controles temporales y permanentes en corrientes de agua, y el complemento que ofrecen a la implementación de algunas de las técnicas ya descritas. En concreto, su utilidad se relaciona con el desvío y disminución de la velocidad del agua; defensa de puentes y otras obras civiles; escollera para protección de márgenes erosionadas; relleno de huecos en cauces, etc., siendo una de sus principales ventajas su fácil lanzamiento a las corrientes de agua por rodamiento (Suárez, 1992).

4.3.4.3.2 Recubrimiento vegetal. Las técnicas de recubrimiento vegetal representan de por sí los tratamientos menos costosos y biológicamente más deseables, sin embargo, su utilidad es limitada en el control de la erosión cuando tienen lugar grandes avenidas, restringiéndose su función protectora a las partes altas de los taludes especialmente, y siendo su papel de carácter complementario en los programas de protección y recuperación. El reconocimiento de la vegetación de ribera y la evaluación de su estructura y composición florística deben ser tareas primarias de cara a la selección de especies adecuadas en los programas a diseñar; un punto a favor de las técnicas de estabilización con material vegetal -de manera especial en áreas urbanas y semiurbanas- se relaciona con los efectos estéticos de dichas técnicas, a lo que anotan Kohnke y Boller (1989) que por ello, son con frecuencia más deseables que estructuras en roca y tratamientos en concreto. A continuación se describen algunas técnicas de fácil implementación que permiten la incorporación de material vegetal en márgenes de corrientes de agua.

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Esterillado: técnica conocida también como “emparrillado” (Suárez, 1980); consiste en la disposición sobre taludes suavizados de paquetes conformados por estacas de sauce (Salix alba) separadas 30-60 cm una de otra y recubiertas por capas de ramas que alcanzan espesores de 20-30 cm, para cuya sujeción se utiliza malla de alambre. Los extremos inferiores de las estacas son dejados en contacto con el agua, siendo clavadas en la parte superior del talud estacas cada 2.0-2.5 m, de las cuales se sujetan rocas de gran peso mediante alambre grueso, dejándolas caer al agua, permitiendo así la permanencia en el sitio de la estructura (Figura 44a).

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Diques de madera: son estructuras conformadas por postes de diámetro mayor de 20 cm clavados hasta una profundidad de 1,5 m en la parte superior del talud y a 3 m de su borde (Suárez, 1980); a uno de ellos se articulan dos estacas gruesas amarradas con alambre, en forma tal que puedan acomodarse a la pendiente del talud y que una de ellas quede sobre la corriente de agua; sobre esta última se amarran ramas de árboles mediante alambre grueso, y todo el conjunto se asegura al otro poste enterrado mediante cable de 3/8 pulg. Se recomienda a continuación del dique, en dirección aguas abajo, sembrar una doble hilera de estacas de sauce separadas 1 m, quedando sus extremos sumergidos en el agua, y en la parte superior sembrar alguna vegetación de crecimiento denso, protegiendo finalmente mediante aislamiento físico (Figura 44b).

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Figura 44. Técnicas de recubrimiento vegetal de orillas de ríos (a) Esterillado (b) Diques de madera Fuente: Suárez (1980)

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Cunas vivas8: técnica bioingenieril que consiste en la conformación de una especie de cuna o caja de madera rellena de rocas, tierra y esquejes vivos de plantas; las cajas se ensamblan con piezas de madera de 6x6 pulg unidas en cada intersección mediante bandas de acero de 12 pulg de longitud (Figura 45a); en el lecho se disponen rocas, a partir de las cuales se conforman capas sucesivas de tierra y esquejes, siendo cada capa compactada con el fin de remover bolsas de aire y asegurar buen contacto del material vegetal con el suelo (Kohnke y Boller, 1989). Gaviones blandos vivos9: estructuras tipo canasta en las cuales se tienen capas sucesivas de suelo y plantas, sostenidas mediante geotextil (Figura 45b); en su conformación es necesario excavar tanto el fondo como las orillas de la corriente. En el lecho se disponen rocas, por encima de las cuales se colocan esquejes vivos de plantas entre capas sucesivas de suelo, las cuales se sostienen a través del geotextil (Kohnke y Boller, 1989). Dentro de las ventajas que se apuntan para ésta y para la anterior técnica se destacan: capacidad de recuperación ante el daño físico; provisión inmediata de estabilidad al talud; disminución de excesos de humedad; y su aparente naturalidad como parte del todo ambiental.

Traslación al español del término “live cribwall” (Anexo 2) Traslación al español del término “live soft gabions” (Anexo 2)

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Figura 45. Técnicas de recubrimiento vegetal de orillas de ríos (a) Cunas vivas (b) Gaviones ligeros vivos Fuente: Kohnke y Boller (1989)