En lo que respecta a la ingeniería civil de las costas, la ingeniería blanda es una práctica de gestión de las costas que utiliza principios ecológicos sostenibles para restaurar la estabilización de las costas y proteger los hábitats ribereños. La ingeniería blanda de costas (SSE) utiliza la colocación estratégica de materiales orgánicos como vegetación, piedras, arena, escombros y otros materiales estructurales para reducir la erosión, mejorar la estética de las costas, suavizar la interfaz tierra-agua y reducir los costos de la restauración ecológica . [1]
Para diferenciar la ingeniería de costa blanda de la ingeniería de costa dura, la ingeniería de costa dura tiende a utilizar pilotes de chapa de acero o muros de contención de hormigón para prevenir el peligro y fortificar las costas. Por lo general, la ingeniería de costa dura se utiliza con fines industriales o de navegación. Por el contrario, la ingeniería de costa blanda hace hincapié en la aplicación de principios ecológicos en lugar de comprometer la integridad de la costa diseñada. [2] La alternativa opuesta es la ingeniería dura .
La ingeniería de costas duras es el uso de materiales de refuerzo no orgánicos, como hormigón, acero y plástico, para fortalecer las costas, detener la erosión y proteger el desarrollo urbano de las inundaciones. Sin embargo, a medida que el desarrollo de las costas entre las ciudades costeras aumentó drásticamente, los factores ecológicos perjudiciales se hicieron evidentes. La ingeniería de costas duras fue diseñada para dar cabida al desarrollo humano a lo largo de la costa, centrándose en aumentar la eficiencia en los sectores comercial, de navegación e industrial de la economía. En 2003, la población mundial que vivía a menos de 190 km de un océano era de 3 mil millones y se espera que se duplique para el año 2025. [3] Estos desarrollos tuvieron un alto costo, destruyendo comunidades biológicas, aislando hábitats ribereños, alterando el transporte natural de sedimentos al interrumpir la acción de las olas y las corrientes costeras. Muchas regiones costeras comenzaron a ver una degradación costera significativa debido al desarrollo humano, el río Detroit perdió hasta el 97% de sus hábitats de humedales costeros. [1] Singapur también documentó la desaparición de la mayoría de sus bosques de manglares, arrecifes costeros y regiones de marismas entre 1920 y 1990 debido al desarrollo de la costa. [3]
Hacia finales del siglo XX, las prácticas de ingeniería costera experimentaron una transición gradual hacia la incorporación del entorno natural en las consideraciones de planificación. En marcado contraste con la ingeniería dura, empleada con el único propósito de mejorar la navegación y los usos industriales y comerciales del río, la ingeniería blanda adopta un enfoque multifacético, desarrollando costas para una multitud de beneficios e incorporando la consideración del hábitat de los peces y la vida silvestre. [4] Encargado de la responsabilidad de construir y mantener proyectos de obras civiles costeras autorizados por el gobierno federal de los Estados Unidos, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos desempeña un papel importante en el desarrollo de los principios de la ingeniería costera tal como se practica en los Estados Unidos. En parte debido a la degradación de la costa en los Estados Unidos, el Cuerpo ha actualizado desde entonces sus prácticas de gestión costera con un mayor énfasis en el modelado basado en computadora, el mantenimiento del proyecto y la restauración ambiental. [5] Sin embargo, la ingeniería blanda y dura no son mutuamente excluyentes; se puede utilizar una combinación de las dos prácticas de gestión para diseñar frentes de agua, especialmente para cuerpos de agua de alto flujo. [2]
La forma más básica y fundamental de ingeniería de costas blandas es agregar vegetación nativa a las áreas de costa degradadas o dañadas para reforzar la integridad estructural del suelo. Las raíces profundas de la vegetación unen el suelo, fortaleciendo la integridad estructural del suelo y evitando que se agriete y se desmorone en el cuerpo de agua. Una capa adicional de vegetación también protege los terraplenes de fuerzas corrosivas como la lluvia y el viento. [7]
Los productos de control de erosión en rollo son mantas o redes creadas con materiales naturales y sintéticos que se utilizan para proteger la superficie del suelo de las fuerzas erosivas y promover el crecimiento de la vegetación. Los RECP se utilizan a menudo en lugares muy susceptibles a la erosión, como pendientes pronunciadas, canales y áreas donde la vegetación natural es escasa. Estos productos ayudan al crecimiento de la vegetación al proteger el suelo de las gotas de lluvia, mantener las semillas en su lugar y mantener los parámetros de humedad y temperatura consistentes con el crecimiento de las plantas. La composición típica de un RECP incluye semillas, fertilizantes, estacas degradables y un material aglutinante. Aunque el diseño varía según el fabricante, la mayoría de los RECP son biodegradables o fotodegradables y se descomponen después de una cantidad de tiempo determinada. [8]
Los troncos de fibra de coco para el control de la erosión son productos de fibra natural diseñados para estabilizar el suelo mediante el apoyo a las zonas propensas a la erosión, como las riberas de los ríos, las laderas, las colinas y los arroyos. La fibra de coco es fibra de coco extraída de la cáscara exterior de un coco y utilizada en productos como cuerdas, esteras y redes. Al igual que los RECP, los troncos de fibra de coco son naturales y biodegradables, y están compuestos principalmente de fibras de fibra de coco densamente compactadas unidas por una red tubular de hilo de fibra de coco. La fibra de coco es fuerte y resistente al agua, lo que la convierte en una barrera duradera contra las olas y las corrientes de los ríos. Se pueden unir varias secciones de troncos de fibra de coco mediante hilo para proporcionar control y prevención de la erosión en zonas vulnerables. [9] Los troncos de fibra de coco también se pueden vegetar y utilizar para establecer sistemas de raíces de plantas nativas a lo largo de los bordes de los humedales.
Las estacas vivas y las fascinas son especies específicas de árboles o arbustos que prosperan en condiciones de suelo húmedo y se pueden utilizar estratégicamente para estabilizar las orillas de los arroyos y las costas. Las estacas vivas son esquejes de madera dura a los que se les han quitado las ramas que, cuando se plantan en suelo húmedo, harán crecer nuevas plantas a partir de los tallos de las ramas cortadas. Se pueden utilizar solas, implantadas en agujeros piloto de 5 cm (2 pulgadas) en el suelo o como dispositivo para asegurar otros materiales de bioingeniería, como productos de control de erosión enrollados y troncos de fibra de coco. Las fascinas son ramas vivas similares unidas con correas y colocadas horizontalmente a lo largo de los contornos de las orillas de los arroyos para impedir o prevenir el flujo de agua y frenar la erosión. [10]
Los colchones de cepillos, también conocidos como esteras de cepillos vivos o esteras de cepillos, son una técnica que se utiliza para formar una cubierta protectora inmediata de la ribera de un río. Los colchones de cepillos son densas compilaciones de estacas vivas, fascines y esquejes de ramas sujetados con estacas adicionales para proteger el terraplén. El colchón de cepillos está destinado a que, con el tiempo, eche raíces y mejore las condiciones para la colonización de plantas nativas. Además de ayudar a la restauración de los hábitats ribereños, este producto intercepta los sedimentos que fluyen río abajo y proporciona una serie de beneficios para los peces y las especies acuáticas al ofrecer protección física contra los depredadores, regular la temperatura del agua y dar sombra al arroyo.
Los muros de contención vivos son estructuras que se asemejan a una cabaña de troncos de madera construida en la orilla de un arroyo y surcada con materiales naturales como tierra, recortes de madera latentes y rocas. El muro de contención vivo puede fortalecer las orillas de los arroyos con la combinación de la estructura de troncos resistente y la masa de raíces que brotará de los recortes de madera y se afianzará profundamente en la orilla, protegiéndola de la erosión. Aunque requieren mucha mano de obra, los muros de contención pueden durar décadas y proporcionar excelentes hábitats acuáticos debajo de la superficie del cuerpo de agua. Los muros de contención tienen la capacidad de prevenir la aparición de un canal dividido en un arroyo, pero no deben usarse en arroyos con cortes descendentes, ya que la base de la estructura se verá comprometida. [11]
Los elevadores de suelo encapsulados son una técnica que "encapsula" el suelo en una capa biodegradable y lo organiza en una pendiente de tal manera que crea la pendiente deseada en la ribera del río. Las capas de suelo, o elevadores, se utilizan para estabilizar las orillas de las costas de nivel de energía moderado a alto. Una vez construidos, los elevadores se plantan con semillas de flores, arbustos y pastos nativos. Además de reducir la erosión de la tierra en el cuerpo de agua, los elevadores de suelo protegen la calidad del agua y los hábitats ribereños circundantes. [12]
El enrocado vegetal es una técnica de ingeniería de costas blandas que es una alternativa al enrocado convencional para la protección contra la erosión. El enrocado convencional es una forma de armadura de roca, escombros u hormigón que se utiliza para fortalecer las estructuras de la costa contra las fuerzas de la erosión. El enrocado vegetal es una forma de protección de la costa más eficiente económicamente que mejora el hábitat de los peces y la vida silvestre, además de suavizar la apariencia y mejorar la estética del terraplén. El enrocado vegetal incorpora vegetación nativa junto con rocas para crear cortes vivos en la orilla. Esta técnica mejora el hábitat natural de las especies acuáticas además de blindar las orillas y redirigir los flujos de agua. [13]
Las bolsas geotérmicas o las bolsas/tubos de control de erosión actúan como filtros para eliminar sedimentos, protegiendo contra la erosión de la costa al atrapar partículas de lodo y arena y evitando que salgan de la zona costera. Las bolsas están diseñadas para permitir que el flujo natural del agua se filtre hacia adentro y hacia afuera sin inhibiciones, lo que limita la alteración de la costa. Estas bolsas o tubos geotérmicos están diseñados para lucir naturales en el entorno costero, a diferencia de las alternativas de hormigón, y están fabricados para soportar el aire libre. El material de las bolsas geotérmicas suele estar compuesto de tejido geotextil y puede diseñarse para diferentes especificaciones. [14]
Para incorporar los principios de la ingeniería blanda a la práctica, es necesario reurbanizar las costas para lograr múltiples objetivos. Por ejemplo, la ingeniería blanda de costas tiene la capacidad de reducir los costos, estabilizar las orillas, mejorar el valor estético, proteger los hábitats ribereños, ampliar el acceso público y sustentar una diversidad de vida silvestre. [2] Para lograr la meta de múltiples objetivos para el desarrollo y diseño de la zona costera, se debe formar un equipo multidisciplinario para integrar los principios ambientales, sociales y económicos.
El primer paso para implementar la ingeniería blanda es realizar una evaluación preliminar del sitio y determinar si la ingeniería blanda es aplicable y práctica. Una evaluación típica incluye identificar la extensión del área del proyecto, evaluar los usos existentes, documentar las comodidades y características como hábitats, especies, acceso público, desarrollo y considerar el impacto del uso futuro deseado. [2] Si el equipo decide que el sitio es adecuado para implementar la ingeniería blanda, se diseña un proceso complejo para lograr las metas predeterminadas del desarrollo y completarlo con objetivos. Luego se deben crear estándares y metas para medir el desarrollo y el progreso del proyecto. Se deben establecer asociaciones interdisciplinarias en una etapa temprana del proceso para asegurar la incorporación de valores ambientales, sociales y económicos, así como también objetivos específicos implementados para medir el progreso. Se establecen prioridades y alternativas, y el equipo trabaja en conjunto para decidir las mejores prácticas de gestión para lograr la máxima efectividad. Una vez que se han determinado e incorporado las mejores prácticas de gestión, el éxito del proyecto se basa en el cumplimiento de los objetivos y en esfuerzos efectivos de preservación y conservación. [2]
En 1998, el Presidente de los Estados Unidos creó la American Heritage River Initiative para restaurar y revitalizar ríos y zonas costeras mediante el uso de técnicas de ingeniería blanda recientemente introducidas. [4] Un informe de Schneider informó que el 47,2% del río Detroit de Estados Unidos y Canadá había sido fortificado con hormigón o acero, de acuerdo con las prácticas tradicionales de gestión de ingeniería dura. En 1999, una conferencia de EE. UU. y Canadá sobre SSE desarrolló las mejores prácticas de gestión para el uso de SSE, que se pusieron en práctica entre los 38 proyectos de SSE que se llevaron a cabo en la cuenca del río Detroit y el oeste del lago Erie. Se gastó un total de 17,3 millones de dólares en estos proyectos que apuntaban a mejorar el hábitat ribereño y acuático, restaurar la línea costera natural y tratar las aguas pluviales. El estudio concluyó que los beneficios económicos de la restauración ecológica son profundos y brindan evidencia convincente para una mayor investigación e inversión en procesos de rehabilitación de la línea costera. Los investigadores también descubrieron que la SSE no sólo mejoró el hábitat natural, sino que, desde una perspectiva social, los esfuerzos ayudaron a reconectar a las personas con la naturaleza, fomentando un sentido de apego humano al éxito y la salud de estas zonas costeras. [1]
Desde la llegada de los británicos a la colonia en 1819, la costa de Mississippi ha sufrido una larga historia de deterioro a causa de la alteración y la recuperación de tierras. Hilton y Manning descubrieron que, entre 1922 y 1993, la superficie de manglares, arrecifes de coral y marismas intermareales disminuyó drásticamente, y el porcentaje real de costa natural pasó del 96 al 40 %. [3] Para combatir estos efectos antropogénicos nocivos , el gobierno de Mississippi presentó un plan maestro en 2008 que incorporaba la modificación de las costas de acuerdo con los principios ecológicos de la ingeniería ecológica. Un estudio sobre el éxito de la ingeniería ecológica en Singapur concluyó que la forma más eficaz de introducir principios ecológicos en el diseño y la conservación de las costas es aplicar un enfoque de arriba hacia abajo que coordine y eduque a la multitud de agencias que participan en la gestión costera. La pérdida de costa natural de Mississippi es solo un ejemplo del detrimento inevitable del desarrollo humano intensivo, y las técnicas de ingeniería ecológica proporcionan una forma eficaz de equilibrar la conservación y la restauración de las costas con el desarrollo urbano que seguramente continuará. [3]
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