Ingeniería de costas + biología = Bioingeniería de costas

La erosión costera es el resultado de que se remuevan más sedimentos de los que recibe un ecosistema en un determinado período. Puede ser generada de forma natural, tanto por el agua como por el viento; o como consecuencia directa de intervenciones humanas.

La velocidad de erosión en las costas depende de:

• La resistencia de los materiales que componen el suelo 

• La energía del oleaje o corriente 

• La orientación de la costa

Además, periodos de humedad, filtración o desecación  generan más vulnerabilidad a los procesos erosivos. 

La erosión costera tiene una serie de impactos negativos, tanto ambientales como socioeconómicos:

• Aumenta la vulnerabilidad de las costas a inundaciones, especialmente durante tormentas, huracanes y marejadas.

• En climáticos extremos, la erosión costera pone en riesgo de supervivencia a todas las casas, negocios, e infraestructuras costeras.

• En caso de sobrevivir a eventos climáticos, las reparaciones de casas y negocios pueden ser muy costosas para las personas y para el estado.

• El arrastre de sedimentos causado por la erosión puede afectar económicamente a las industrias que dependen de las costas, como la pesca y el turismo.

• La erosión costera elimina las playas y dunas, que son hábitats esenciales para muchas especies de plantas y animales.

• Puede afectar al paisaje, generando grandes bajas de turismo y por ende pérdidas económicas. 

• En general aumenta la turbidez del agua, lo que dificulta el ingreso de luz a niveles profundos del agua y por ende la supervivencia de los organismos acuáticos.

• Pérdida de patrimonio cultural: La erosión puede amenazar sitios arqueológicos, culturales e históricos ubicados en zonas costeras, lo que resulta en la pérdida irreparable de patrimonio cultural y conocimiento ancestral.

• El arrastre de sedimentos puede generar una degradación de la calidad del agua, lo que afecta la claridad y calidad del agua, así como la salud de los arrecifes de coral y otros ecosistemas marinos.

• La productividad de las zonas costeras utilizadas para la agricultura, la acuicultura y la pesca se puede ver muy afectada por la erosión costera, lo que a su vez puede tener un impacto en la seguridad alimentaria de las comunidades

• La erosión costera puede generar la pérdida de hábitats críticos para muchas especies marinas y terrestres, lo que afecta la biodiversidad y la salud de los ecosistemas costeros.

Para evitar todas estas consecuencias negativas, ya hace años distintos países, y proyectos trabajan en estrategias de protección de costas.

La protección de costas es el conjunto de prácticas y técnicas diseñadas para recuperar, regenerar y proteger los ecosistemas costeros y/o prevenir su degradación. 

Estas intervenciones buscan, por un lado, reconstruir las características físicas de las costas, como playas, dunas y humedales. Por otro lado, también se enfocan en poder recuperar procesos ecológicos y bioquímicos que sucedían dentro de estos ecosistemas acuáticos antes de sufrir una degradación.

Una de las estrategias de protección de costas es la bioingeniería de costas.

La bioingeniería de costas es una rama de la ingeniería de costas que usa técnicas creadas a partir del conocimiento de los procesos físicos, biológicos, y químicos del suelo y su naturaleza. El principal objetivo es devolver al ecosistema a su naturaleza original. 

Algunas de las técnicas de bioingeniería que pueden aplicarse a ecosistemas de costas para prevenir la erosión costera son:

El elemento central de las técnicas de bioingeniería es la vegetación. En ingeniería de costas, la vegetación puede generar una protección efectiva contra la erosión hídrica al frenar las corrientes naturales de agua.

La hidrosiembra proyecta una mezcla de semillas, mulch y otros materiales sobre el terreno. En general es la técnica utilizada para revegetar las zonas costeras. Además de la hidrosiembra, también se puede incorporar plantas con raíces largas como el pasto Vetiver, que actúa como una red de protección natural y ayuda a estabilizar el suelo.

Además de proteger contra la erosión, la revegetación:

• Brinda refugio y alimento a una variedad de animales y microorganismos

• Ayuda a mitigar el impacto de las inundaciones

• Amortiza la energía del oleaje y las corrientes

• Aumenta la biodiversidad del ecosistema.

• Favorece la infiltración del agua

• Mejora de la calidad del agua 

Algo a tener en cuenta es que, en zonas de mucha corriente como ríos caudalosos o costas con fuerte oleaje, la revegetación puede no ser suficiente para prevenir la erosión. En estos casos, se recomienda combinarla con otras medidas, como por ejemplo la instalación de biomantas o biorrollos.

Los biorrollos son estructuras cilíndricas compuestas de material biodegradable, como yute, coco o bambú, rellenas con una mezcla de tierra, semillas y, a veces, fertilizante. Los biorrollos en general se colocan de forma estratégica en costas para frenar las corrientes de agua de alta velocidad y así reducir la erosión. 

Los biorrollos:

• Poseen fibras que se entrelazan con las partículas del suelo, evitando su arrastre por la acción del agua.

• Crea una barrera que atrapa los sedimentos en suspensión, favoreciendo la formación de nuevas playas y dunas.

• Absorbe una parte de la energía del oleaje y la ribera de los ríos, disminuyendo su impacto sobre la costa.

• Poseen dentro una mezcla de tierra y semillas que proporciona un sustrato favorable para el crecimiento de vegetación.

Las biomantas son mantos compuestos por fibras biodegradables, como yute, coco o paja. Al aplicarse sobre el suelo, la biomanta crea inmediatamente un microambiente favorable para el crecimiento de la vegetación. Esto se debe a que reducen el flujo de agua y crean una protección instantánea contra la erosión en los suelos.

Al igual que los biorrollos, las biomantas ayudan a la protección de las costas por su capacidad para:

• Degradarse una vez que la vegetación cubre completamente al suelo

• Facilitar el crecimiento de vegetación

• Amortizar la energía de la corriente. 

• Promover la adición de sedimentos 

• Estabilizar el suelo

Las biomantas son una herramienta versátil y efectiva para la protección de costas. Se pueden utilizar en una variedad de ambientes y condiciones climáticas, y son relativamente fáciles de instalar y mantener.

La capacidad de las biomantas para descomponerse con el tiempo hace que sean ideales para proyectos donde crezca vegetación y la manta pase a ser prescindible al cabo de un tiempo. 

Si querés conocer más sobre biomantas y cómo funciona esta técnica de bioingeniería, podés leer nuestro artículo del blog “Geomantas: una respuesta al control de la erosión”.

Propex Geosolution ha diseñado el sistema SCOURLOK® para la protección de costas ya que puede resistir fuertes corrientes de agua. Este sistema se basa en una estructura de geotextiles rellenos con sustrato, lo que permite el flujo de agua a través de su estructura y promueve el crecimiento vegetal de forma natural. 

A diferencia de los gaviones de roca tradicionales, esta solución presenta la ventaja ambiental de no extraer recursos minerales como rocas, lo que reduce el impacto en el ecosistema y reduce la huella de carbono del proyecto. 

Además, las rocas pueden obstaculizar el flujo natural y aumentar la temperatura del agua, lo que impacta directamente en los ecosistemas acuáticos. 

En los proyectos de bioingeniería de costas, la vegetación es el componente más importante. Esto se debe a que, a diferencia del hormigón, las plantas tienen la capacidad de autorrepararse y requieren muy poco mantenimiento a largo plazo.

Por otro lado, al ser una solución viva, las estructuras de los proyectos de bioingeniería se vuelven más fuertes a medida que pasa el tiempo, mientras que los proyectos estáticos de ingeniería de costas convencional disminuyen de forma casi lineal la fuerza de su estructura con el tiempo (Imagen 1)

Además de cumplir funciones estructurales, las plantas cumplen las siguientes funciones biológicas:

• Conservan la biodiversidad del suelo y agua

• Influyen positivamente en la estructura del suelo

• Regulan el equilibrio hídrico del suelo

• Crean un hábitat para el ecosistema

• Reducen la erosión superficial

Otros beneficios de la restauración de costas:

1. La revegetación favorece la creación de hábitats con peces y vida silvestre.

2. Las propiedades en zonas costeras restauradas aumentan su valor de mercado.

3. La restauración biológica genera zonas de esparcimiento y disfrute para la comunidad.

4. En zonas restauradas se generan nuevas oportunidades recreativas como pesca, paseos en bote y observación de aves.

5. Aumentan la capacidad del ecosistema para absorber la energía de las olas, y prevenir grandes  inundaciones. 

6. La vegetación genera una herramienta efectiva de adaptación para el aumento del nivel del mar en los próximos años como consecuencia del cambio climático.

7. Costas sanas mejoran la calidad del agua al sedimentar o atrapar partículas del suelo.

Delaware Living Shorelines Committee es un grupo enfocado en promover e implementar medidas de protección costera en el estado de Delaware. En su plataforma comparten proyectos que ponen a las soluciones de bioingeniería en el centro de la estrategia. 

La Imagen 2 muestra la evolución de un proyecto de restauración de costas donde se usaron materiales sin componentes rocosos para estabilizar las orillas.

Los materiales utilizados fueron:

• Troncos de fibra de coco: estabilizan el borde de la marisma y atrapan nuevos sedimentos detrás de él para aumentar la elevación de la marisma

• Esteras de fibra de coco: mantienen los troncos de fibra de coco en su lugar en el pantano

• Estacas de madera: mantienen los troncos de fibra de coco en su lugar en el pantano

• Plantas nativas: atrapan y aseguran los sedimentos con tallos y raíces

Por otro lado, en la localidad de Tigre, en la Provincia de Buenos Aires, se llevó a cabo un proyecto de restauración de costas producto de una colaboración de Geo Soluciones y Coripa. 

Este proyecto combinó distintas técnicas para recuperar el área afectada y protegerla de la erosión. Las técnicas utilizadas en este proyecto fueron:

1. Hidrosiembra: Se aplicó una mezcla de semillas, mulch, microorganismos y agua a presión sobre el terreno para iniciar el crecimiento de vegetación nativa.

2. Biomanta de fibra de coco: Se colocó una manta biodegradable de fibra de coco sobre la hidrosiembra para proteger las semillas y el suelo de la erosión hídrica y eólica, manteniendo la humedad y favoreciendo la germinación.

3. Plantación de Vetiver: En dos líneas excavadas tipo canteros, se colocaron plantas de pasto Vetiver, una hierba conocida por su capacidad para estabilizar el suelo y prevenir la erosión.

4. Biorretenedores o Biorrollos: Se instalaron biorrollos en el hombro del talud para interceptar  el agua de escorrentía la parte superior del talud, y reducir su impacto erosivo.

Las costas son ecosistemas esenciales para el planeta y las comunidades que viven cerca de estos ecosistemas. Fenómenos como la erosión, intensificada por la actividad humana, amenazan su equilibrio. Así, la bioingeniería de costas surge como una alternativa sostenible a la ingeniería de costas, que puede brindar herramientas efectivas para su protección.

Tanto en el ámbito social como ambiental, la bioingeniería permite controlar la erosión, protegiendo a las costas de la pérdida de suelo y la degradación del ecosistema. La revegetación con plantas nativas incentiva la biodiversidad, mejora la calidad del agua, y crea hábitats naturales que proveen refugio y alimento para la flora y fauna. Además ofrece una alternativa ecológica más económica que agrega valor recreativo y paisajístico a la zona. 

En un contexto de cambio climático, la bioingeniería contribuye a la adaptación de las costas, aumentando su resiliencia ante el aumento del nivel del mar y eventos climáticos extremos. La bioingeniería no solo protege las costas, sino que también crea un futuro más sostenible y resiliente para las comunidades y el planeta.

• Mendoza, C. (2011). Alternativas para el control de la erosión mediante el uso de coberturas convencionales, no convencionales y revegetalización. Ing. Investig. vol.31 no.3 Bogotá. Scielo.

• SAGE. Natural and Structural Measures for Shoreline Stabilization. Coastal Restoration Toolkit. 

• Isla, F. & Lasta, C. (2006).Manual de manejo costera de la Provincia de Buenos Aires. Editorial de la Universidad Nacional de Mar del Plata. 

• Devkota, S. et al (2014) Community-based bio-engineering for eco-safe roadsides in Nepal. Lausanne: University of Lausanne, International Union for Conservation of Nature, Nepal and Department of Soil Conservation and Watershed Management, Government of Nepal.