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Efecto de la vegetación arbórea y arbustiva en la estabilización de los suelos a la erosión y a los movimientos masales.

Horacio Rivera Posada.   Ph. D.

 

Según Yet Temple y Rapp (1972) citados por Morgan, 1986, menos del 1% de las cicatrices de deslizamientos se presentan en áreas boscosas, 47% están en terrenos cultivados y otro 47% en terrenos en barbecho.  La asociación de la erosión y los deslizamientos con la tala del bosque para la agricultura, queda así muy clara (Morgan, 1986).  La tala del bosque para pasturas, causa una declinación sobre la resistencia al cortante tangencial de los suelos en un período de 5 a 10 años, necesarios para la pudrición de las raíces.  Como resultado, los deslizamientos en suelos bajo pasturas en Nueva Zelanda, son activados por tormentas con períodos de retorno de 30 años, mientras que una tormenta con período de retorno de 100 años es requerida para producir deslizamientos en una zona boscosa (Rogers y Selby, 1980 citados por Morgan, 1986)

 

Ya que la resistencia al cortante tangencial afecta la resistencia del suelo al arranque por el impacto de la gota de lluvia (Cruse y Larson, 1977; Al – Durrah y Badford, 1982, citados por Morgan y Rickson, 1995) y la susceptibilidad de los suelos a la erosión en surcos (Laflen, 1987; Raws y Govers, 1988, citados por Morgan y Rickson, 1995), como también la probabilidad de fallar la masa de suelo, demuestra que los sistemas radicales pueden tener una influencia considerable sobre todos estos procesos. El efecto máximo sobre la resistencia al fallamiento de un suelo ocurre cuando la resistencia a la tensión de las raíces es movilizada completamente, y que bajo estrés, el comportamiento del suelo y las raíces es compatible.  El efecto de la tensión es limitado con vegetación de raíces superficiales, donde las raíces fallan al ser haladas, por ejemplo deslizamientos debido a pérdidas de ligamentos entre las raíces y el suelo, antes de la fuerza de tensión pico ser alcanzada (Waldron y Dakessian, 1981, citados por Morgan y Rickson, 1995).  El efecto de la tensión es más marcado con árboles donde las raíces penetran varios metros en el suelo y su camino tortuoso alrededor de las piedras y otras raíces proveen buen anclaje.  El fallamiento de las raíces puede ocurrir por ruptura, como por ejemplo cuando su fuerza de tensión es excedida.  El efecto de refuerzo de las raíces, pueden también ser minimizados cuando el suelo es sostenido en compresión en lugar de tensión, ejemplo, en la pata del talud (Morgan y Rickson, 1995).

 

La vegetación arbórea y arbustiva permite que se presenten sistemas radicales de anclaje mayor en lo profundo y hacia los lados en el perfil del suelo, aumentando su resistencia a la ruptura, fracturación o fallamiento y con ello la estabilidad del terreno a los movimientos masales.

 

Esto ha sido corroborado por trabajos reportados por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), realizados por Florez (1986) en el área comprendida entre Manizales y Chinchiná, mediante seguimiento aerofotográfico y comprobaciones de campo, de zonas con sistemas agroforestales (cultivos y árboles) que pasaron a monocultivos, en suelos inestables pedregosos, de pendientes fuertes y longitudes largas.  Se comprobó que después de dos a seis años de transformado el sistema agroforestal, con eliminación de las especies forestales arbóreas, se presentaron en épocas lluviosas ocho derrumbes por km2, debido a la pérdida de estabilidad de los suelos como consecuencia de la suspensión del anclaje y amarre ejercido por los sistemas radicales de los árboles forestales, ya que al cortarlos se inicia un proceso de pudrición de las raíces. 

 

Lo anterior es confirmado por varios autores quienes aseveran que un tiempo después de remover la vegetación en zonas montañosas, aumenta la frecuencia y la cantidad de deslizamientos y derrumbes (Waldron, 1977; Ziemer, 1981; O’Loughlin y Ziemer, 1982;  Abe y Ziemer, 1991a; Abe y Ziemer, 1991b; Watson et al, 1999).

 

Las raíces de las plantas aumentan la resistencia a la ruptura del suelo, en forma directa por reforzamiento mecánico e indirectamente por la extracción del agua del suelo por transpiración (Waldron, 1977), haciendo que este permanezca en condición de campo, es decir con un contenido de humedad que permita el desarrollo normal de las plantas.  El refuerzo mecánico se manifiesta en un aumento considerable en la componente cohesiva, debido al peso de la vegetación y a la interacción entre el suelo y las raíces (O’Loughlin y Ziemer, 1982).  De ahí, que la vegetación al remover cantidades considerables de agua del suelo por evapotranspiración, disminuye su presión de poros.  Por consiguiente cuando se remueve la vegetación se acelera la ocurrencia de deslizamientos, debido a que se aumentan las presiones intersticiales que disminuyen la resistencia a la ruptura del suelo en un 60% (Swanston, 1969; citado por Ziemer, 1981).

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En el fondo: Bioingeniería vs no intervención. La zona desprotegida no se intervino por no permiso.

Suárez, 1998 afirma que en lo referente a control de erosión se ha encontrado que donde hay árboles altos la erosión es menor que en el caso de arbustos. Además, se ha descubierto que las hierbas o malezas protegen generalmente mejor contra la erosión que los pastos. Resultados similares son reportados por Nordin (1994) citado por Suárez, 1998, quién afirma que en Malasia, la mejor protección contra la erosión y los deslizamientos, se obtiene estableciendo conjuntamente todos los sistemas de vegetación, incluyendo los musgos y demás variedades. No hay mejor evidencia que mirar la naturaleza y observar como se conserva y protege ella misma”

 

El efecto protector de la vegetación maderable en la estabilidad de laderas ha sido un tema muy debatido y estudiado en los últimos años y ha ganado un reconocimiento considerable, especialmente en el reforzamiento dado por las raíces de los árboles a la resistencia a la ruptura del suelo (Abe y Ziemer, 1991b; Coppin y Richards, 1990; citados por Gray y Sotir, 1996; Suárez, 1998; O’Loughlin y Ziemer, 1982). La mayoría de estudios relacionados con el tema, se han desarrollado en Austria, Canadá, Estados Unidos, Nueva Zelanda, Japón, Nepal y Alemania (Coker y Flores, 2000) y Ahora último por Rivera (1999c) y Barrera (2003) en la Zona Cafetera Colombiana.

 

Los movimientos masales se han constituido en uno de los fenómenos naturales más destructivos que afectan a los humanos en el mundo, causando grandes catástrofes, víctimas humanas y pérdidas por miles de millones de dólares cada año tanto en zonas urbanas como rurales (Blume, et al, 1998, citado por Suárez, 1998).

 

Se estima que las pérdidas causadas por este tipo de proceso degradativo, constituyen una cuarta parte de las totales ocasionadas por desastres naturales (Van Westen, 1994), ya que se causan daños grandes a instalaciones, propiedades y vías de transporte y se pierden áreas extensas de suelos agrícolas y forestales (Gray y Sotir, 1996).

 

La tala completa de la vegetación arbórea para el establecimiento de pastos y cultivos genera una inestabilidad de las formaciones superficiales expresada por una gran cantidad de movimientos en masa. En pendientes fuertes, parte de la estabilidad se debe al enraizamiento (Rice, 1977 citado por Florez, 1986), tanto por el anclaje vertical como por el horizontal (Gray, 1971, Dyrnes, 1967, citados por Florez, 1986).

 

En la mayoría de regiones de Colombia, y especialmente en la ciudad de Manizales Caldas Colombia (georeferencia: 5º 4’ 5,3’’ N, 75º 31’ 29,2’’ W), desde los dos últimos años a partir del 2005, se viene haciendo caso omiso a toda la investigación que se tiene a nivel nacional e internacional sobre la importancia de la vegetación en la estabilidad natural de las laderas contra la erosión y los deslizamientos, y como consecuencia de ello, se ha venido propiciando por parte de la Corporación Autónoma Regional de Caldas (Corpocaldas) y el Municipio de Manizales, una gran deforestación de las laderas (Figuras 2 y 3), con el fin de establecer gran cantidad de obras de concreto costosas y perecederas, tales como muros, pantallas, terrazas cubiertas con pastos, y canales, las cuales no reemplazan en estabilidad la vegetación natural preexistente, ya que cuando aparecen los períodos de retorno de las lluvias mayores de 30 años, con Intensidades máximas que superan los 100 mm por hora, la capacidad de las obras son superadas por los grandes caudales de aguas de escorrentía, propiciando su desbordamiento, aumentando además las aguas subsuperficiales. Esta situación causa el colapso de las mismas, casos como: Barrios Nogales, La Sultana, Villa Luz, Balcones de Chipre, Colombia, Peralonso, Avenida Kevin Ángel, Taludes por debajo del Teatro Fundadores, Avenida Centenario (donde cada año se destruyen y se reconstruyen las mismas obras de concreto) y Autopista del Café entre otros. En la Figura 4, se pueden observar algunas obras colapsadas, muchas de las cuales al destruirse, han causado victimas fatales y daños a la infraestructura de la población civil.  

 

Contrario a este tipo de tratamientos, está la bioingeniería (Rivera y Sinisterra, 2006), que se refiere a la prevención y control de erosión y problemas de movimientos masales (deslizamientos), mediante la determinación de la relación Causa - Efecto de los procesos degradativos, efectuando la disturbación mínima del terreno, es decir, conservando en el sitio la vegetación protectora, y cuando sea estrictamente necesario, se recomienda la construcción de estructuras totalmente vivas, usando diferentes partes de las plantas, tales como: raíces fustes y ramas principalmente.  Por tanto, la bioingeniería es considerada como algo único en el sentido que las mismas partes de las plantas sirven como elementos mecánicos a la estructura principal en los sistemas de protección de laderas y con el tiempo las raíces de las plantas incrementan el refuerzo mecánico por la mayor cohesión del suelo, disminuyen la presión de poros mediante la evapotranspiración, e incrementan la resistencia de éste al cortante tangencial y con ello, la estabilidad del terreno. Estas estructuras a través del tiempo, se convierten en refuerzo mecánico, drenaje hidráulico y barreras para prevenir y contener la erosión y los movimientos masales.

Según Hudson (1982), en el control de la erosión por cárcavas, es más eficaz un bulto de fertilizante que un bulto de cemento, ya que aunque las obras de concreto son a veces necesarias, es preferible restaurar las cárcavas mediante el uso de la vegetación. Las estructuras ya sean de hormigón, concreto, madera o cualquier otro tipo de material de construcción, se deterioran y socavan con el tiempo, lo que las hace menos eficaces. La vegetación por el contrario, al multiplicarse, prospera y mejora a través de los años.

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