Materiales para El Control de Erosión

 

MATERIALES PARA EL CONTROL DE EROSIÓN. GENERALIDADES. Últimamente se ha evidenciado cómo el recurso suelo en nuestro país ha sufrido un deterioro gradual, generado por fenómenos de erosión y de remoción de masas producidos por diversos factores, entre los cuales encontramos la erosión física y química, sumado a eventos negativos como el cambio climático y la sedimentación se dimentación de los ríos, lo cual ssupone upone un impacto negativo en el ambiente. La erosión comprende el desprendimiento, desprendimiento, transporte y pposterior osterior depósito de materiales de suelo o roca por acción de la fuerza de un fluido en movimiento; puede ser generada tanto por el agua como por el viento. La erosión del suelo es una forma severa de degradación física; se estima que cerca del 80% de la tierra agrícola en el mundo sufre erosión moderada a severa y el 10% erosión ligera a moderada.  moderada.   El 40% del territorio colombiano presenta erosión de ligera a severa y la zona andina es la más afectada, con el 88% del área en estado de erosión hídrica.

TIPOS DE MATERIALES. Entre los materiales utilizados para el control de erosión se encuentran los siguientes: s iguientes:  1.  Geosintéticos. Los geosintéticos son productos de ingeniería, enrollables, fabricados con polímeros como el  polipropileno, el poliéster, poliéster, el nylon y el polietileno. Los geosintéticos geosintéticos generalmente generalmente se coloca colocann en combinación con otros geosintéticos, o con otros productos como la vegetación. En ocasiones cumplen un objetivo específico como por ejemplo servir de separadores entre capas de materiales o proteger contra la erosión en forma temporal durante el período de construcción. 1.1.Geomembranas: Utilizados como impermeabilizante. 1.2.Geotextiles: Se les utiliza como separadores entre capas de suelo, como refuerzo o como filtro, entre estos encontramos los tejidos y los no tejidos. 1.3.Geomallas o geogrillas: Son utilizadas como refuerzo del suelo o separadores entre capas de material grueso, como canastas para gaviones gaviones o para mejorar las características de otro geosintético. 1.4.Geocompuestos: Son combinaciones de geotextiles y geomallas o de geomallas con geomembranas, o geotextiles, geomallas y geomembranas en cualquiera de las combinaciones. El geocompuesto conocidoenvuelto es el subdren s ubdren porcual un sistema interno conductor de aguamás (Geomalla), en unsintético geotextilcompuesto no tejido el actúa como filtro. 1.5.Mantos sintéticos para el control de erosión (SYNTHETIC EROSION CONTROL BLANKETS): Son textiles fabricados con fibras y filamentos sintéticos estabilizados contra la acción de los rayos ultravioleta. Los tejidos y el material de protección de la vegetación (Mulching) son cosidos para garantizar la integridad de las mantas. 1.6.Esterillas tridimensionales (TURF REINFORCEMENT MATS): Son esterillas de alta resistencia, flexibles, con una matriz tridimensional de Nylon, polietileno, polipropileno o PVC, a las cuales se les agrega estabilizadores de rayos ultravioleta (UV) para garantizar su durabilidad y facilitar el establecimiento permanente de vegetación.

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1.7.Matriz de hilos sintéticos continuos: Consisten en la colocación de un hilo continuo conjuntamente con arena formando un compuesto tridimensional de arena entremezclada con el hilo sintético fabricado a base de poliéster. El volumen se va formando por capas. Este sistema fue patentado con el nombre de “Texsol”. Un metro cúbico de compuesto

 puede tener hasta 2.500 kilómetros de hilo, y la proporción hilo/arena es de aproximadamentee 17%. El producto es un material de alta resistencia permeable y flexible aproximadament que se utiliza para construir muros de contención y revestimientos. 1.8.Fibras sintéticas sostenidas por un pegante: Se extiende una capa de fibras sintéticas (fibra de vidrio) colocadas con una pistola de aire comprimido c omprimido y después de extendidas se coloca una capa de pegante, usualmente emulsión asfáltica o estabilizadores no solubles en agua. Estas emulsiones son muy diferentes a las que se utilizan para la pavimentación de carreteras. El resultado es una capa de revestimiento permanente sobre la cual puede establecer vegetación. Se le utiliza para proteger las cunetas de las carreteras. 2.  Los textiles orgánicos. 2.1. Tejidos orgánicos.  2.1.1. Tejidos de Yute: Generalmente consisten en tejidos abiertos de fibra gruesa de Yute (3 a 6 mm de diámetro con aberturas de 10mm x 19 mm). Se pueden utilizar solos para  proteger las semillas s emillas y facilitar el establecimiento de la vegetación o se pueden colocar sobre una capa de Mulching. f ibra natural de origen tropical, de alta resistencia 2.1.2. Tejidos de Fique: El fique es una fibra a la tensión y gran capacidad de absorción de agua, con la cual se fabrican tejidos y sogas. Estas telas son muy utilizadas en Colombia para la protección de taludes contra la erosión. 2.1.3. Tejidos de fibra de coco (Coir fibers): La fibra de coco es de alta resistencia a la tensión y posee una buena durabilidad. Las telas de coco tienen una vida útil que varía de 5 a 10 años dependiendo de las condiciones de humedad. 2.2. Mantos orgánicos (BLANKETS): Son mantos delgados fabricados con máquina, utilizando compuestos orgánicos biodegradables como paja, viruta de madera (Excelsior), fibra de coco, fique, o una combinación de ellos, distribuidos en forma uniforme sobre o en medio de fibras tejidas de polipropileno biodegradable o fibras naturales biodegradables. Las fibras sintéticas tienen generalmente un sistema de protección contra la degradación por los rayos UV del sol. 3.  Fajinas prefabricadas.  Las fajinas prefabricadas son rollos o atados de fibras generalmente orgánica orgánicas, s, amarradas con fibras sintéticas u orgánicas. 3.1.Rollos de paja (Straw rolls): Los rollos de paja son fabricados con paja empacada en re redes des de tejidos generalmente de propósito color negro, formando un tubo similar sobre a las fajinas. Losplásticos, rollos de paja tienen como capturar y mantener losmuy sedimentos el talud y son útiles para la estabilización temporal, reduciendo la erosión laminar y en surcos, mientras la vegetación puede ser plenamente establecida. Los rollos de paja absorben una gran cantidad de humedad y se descomponen totalmente en uno o dos años. 4.  Barreras de sedimento s edimentos. s. 4.1.Bolsas de arena: Son bolsas de geotextil, que se rellenan de arena para su utilización en la construcción de barreras provisionales para la contención de agua o el control de sedimentos. 4.2.Barreras de geotextil (Silt Fences): Consiste en barreras temporales para sedimentos construidas con telas permeables, las cuales se colocan interceptando los flujos

 

concentrados efímeros de agua. Deben construirse a lo largo de líneas de nivel para evitar la creación de surcos y cárcavas.   4.3.Otras barreras prefabricadas: 4.3.1. Tubos sintéticos porosos para cubrir sumideros de agua. 4.3.2. Camisas porosas para sumideros de agua (las hay de diferentes formas y con diferentes sistemas de filtración). 4.3.3.  Bolsas de filtro para colocar dentro de los sumideros.  4.3.4. Tanques sedimentadores o filtrantes.  5.  Los geomoldes. 5.1.Colchonetas de geotextil rellenas de concreto: Son colchones fabricados con telas geotextil rellenos de concreto La colchoneta es una bolsa continua c ontinua de dos capas de geotextil cosidos, formando bolsillos o celdas. Se recomienda utilizar telas fabricadas con hilo que permite la salida del agua de exceso de la mezcla de concreto a través de la tela.  5.2.Tubos de geotextil rellenos: Son grandes tubos elaborados con geotextiles de alta resistencia como el poliéster, los cuales posees diámetros hasta de 2 metros y longitudes hasta de 100 metros. Estos tubos se rellenan con suelo. Estos tubos se utilizan para la  protección de playas playas contra el oleaje.  5.3.Bolsacreto: El bolsacreto generalmente se fabrica utilizando bolsas de geotextil, las cuales se rellenan de concreto. Al colocar las bolsas un sobre otras se acomodan a la superficie formando un conjunto muy resistente.  6.  Los prefabricados de concreto. 6.1.Muros de elementos prefabricados: Los muros de elementos prefabricados se construyen con bloques de concreto, los cuales c uales se colocan los unos encima de los otros, con el objetivo de sostener la superficie de un relleno de tierra reforzada.  6.2.Adoquines: Se denominan adoquines a bloques de concreto o mortero, los cuales se entrelazan entre sí formando una especie de rompecabezas (Puzzle). Los adoquines se utilizan como recubrimiento de la superficie de los taludes, riberas de corrientes de baja velocidad y como pavimentos para el paso de peatones o tránsito automotor.  6.3.Bloques individuales de concreto: Son bloques de concreto prefabricados y colocados unos sobre otros para conformar recubrimientos similares a los enrocados. Entre estos encontramos los tetrápodos, hexápodos, dolos, entre otros.   7.  Los filtros granulares. El material de filtro es un material natural o sintético que debe cumplir con la condición de  prevenir la migración de partículas de un suelo que se debe proteger y al mismo tiempo  permitir el paso del agua. agua.

8.  La Lospiedra enrocados (RIP-RAP) ha sido utilizada durante muchos años para la protección contra la erosión debida  principalmente, a que por su peso resisten fuerzas tractivas muy muy altas y además a que su costo  puede ser inferior al de los los productos de concreto. 8.1.Protección de taludes: Generalmente se coloca sobre el talud una capa de enrocado apoyada sobre un geotextil. Se debe diseñar el tamaño de las rocas, tanto su tamaño medio como su gradación y las tolerancias permitidas y el espesor de la capa total de revestimiento.  8.2.Espigones: Los espigones se utilizan a lo largo de la orilla de los ríos o de la costa marina  para desviar las corrientes y facilitar la depositaci depositación ón de arena. 

 

8.3.Diques de retención: Los diques de retención se diseñan para contener materiales y evitar la contaminación. Estos diques también se utilizan para control de fondo de cauces.  8.4.Rompeolas Los rompeolas son estructuras paralelas a la orilla del mar para disminuir la energía de las olas y facilitar la sedimentación de arena.  9.  Mulching y protectores de la vegetación. En el proceso de germinación de plantas se requiere colocar cubiertas protectoras. El “Mulching” es un material o capa de paja u otro material que se utiliza para proteger las

semillas o la vegetación durante el proceso de germinación, del efecto negativo de la energía de la lluvia, el viento, de los rayos ra yos del sol y de los depredadores. 9.1.Mulching de fibra de madera: Se fabrican de fibras de madera virgen, cosechados con el  propósito específico de elaboración de estos productos. productos. Pueden consistir de fibras curvas alargadas o trozos de madera. 9.2.Mulching de paja u otros residuos vegetales: Consisten en la colocación de una capa de  paja, tamo de arroz, tallos de caña de azúcar, pulpa de madera, o cualquier otro residuo vegetal o productos de reciclaje como papel periódico. Su objetivo principal es proteger el suelo y las semillas de la acción de la lluvia y mantener la humedad y temperatura adecuadas para la germinación y establecimiento e stablecimiento de la vegetación. 9.3.Mulching hidráulico: El Mulching hidráulico se coloca conjuntamente con las semillas en los procesos de hidrosembrado. Para la colocación deben seguirse las instrucciones del  proveedor. La idea es crear un slurry uniforme, eenn tal forma f orma que todos los materiales se mantengan en suspensión. La adición de pegantes aglomerantes o “Tackifiers” mejoran

las características del Mulching hidráulico y lo l o convierten en una matriz cementada. 9.4.Pegantes (tackifiers): Los pegantes y aglomerantes son productos de origen natural o sintético que se le introducen al “Mulching” con el objeto de formar un slurry s lurry con mejores  propiedades de adherencia, resistencia y absorción de humedad. Generalmente son  productos con un gran componente de sólidos. Los sólidos proveen la fuerza de pegante. Entre mayor sea el contenido de sólidos, el producto es más fuerte y durable. Buena parte de los productos que se utilizan. 10.  Controladores de polvo fugitivo. Los vehículos y aviones en las carreteras y pistas destapadas, y el viento producen cantidades altas de polvo, generando al mismo tiempo erosión. Uno de los casos más comunes es el de las carreteras destapadas. El polvo constituye un sistema de erosión del material de la vía, dificulta el tránsito, representa un riesgo para la salud de las personas y destruye la flora y la fauna al depositarse. 10.1.  Agua: Es la practica más comúnmente utilizada para combatir el polvo. Se evapora muy 2

rápidamente y se requiere colocar aproximadamente 6 litros/m , cada 6 horas, dependiendo del clima. La colocación del agua puede generar erosión.  10.2.  Emulsiones de acrílico de polivinilo (PBA): Este producto produce una película en la superficie del suelo, la cual retarda la formación del polvo. El PBA se obtiene en forma concentrada y debe ser diluido en agua, antes de su aplicación a relación de volúmenes que varían de 1: 1 a 1: 7 PBA-Agua. Posee una buena penetrabilidad y puede colocarse utilizando un tanque para agua o distribuidor de asfalto a ratas entre 2.0 y 3.0 litros/m2, puede durar varios años.  10.3.  Aceites de petróleos: Aglomeran las partículas pero tienen efectos ambientales delicados por la contaminación de agua y porque impiden la germinación de las plantas.  10.4.  Silicatos: Son efectivos pero son extremadamente costosos y solamente se consiguen en pequeñas cantidades, adicionalmente requieren varias aplicaciones sucesivas. 

 

10.5.  Adhesivos de spray: Son productos muy efectivos, costosos y los hay de diferentes productos químicos, orgánicos y sintéticos. Su efecto puede durar de tres a cuatro años. Son objeto de patentes de los productores. productores.  10.6.  Cloruro de sodio (NaCl): Es menos efectivo que los Cloruros de magnesio y de calcio y se requiere un rango de humedad. Igualmente es un material corrosivo y es disuelto y transportado por la escorrentía, generando contaminación.  10.7.  Residuos de aceites vegetales: Se utilizan residuos de la producción de aceite de soya, palma africana y otros aceites vegetales. Este producto forma una superficie resistente a la formación de polvo. Solamente se encuentra disponible en las zonas productoras de aceite. Para facilidad de aplicación y mejores resultados debe colocarse a temperaturas de más de 60º centígrados, con un distribuidor de asfalto. 

LIMITACIONES Y DESVENTAJAS. 

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  Algunas membranas son atacadas por ciertos líquidos líquidos y se debe tener cuidado al escoger

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el tipo, cuya utilización debe hacerse teniendo en cuenta el comportamiento específico de cada una.   Las geomembranas tienen baja resistencia a los aceites, hidrocarburos y disolventes. limitada resistencia a los hidrocarburos y al agua clorada; difieren   Los geotextiles tienen limitada unos de otros de acuerdo al material polimérico utilizad utilizadoo para su fabricación.

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s olar.   La mayoría de los geotextiles se descomponen por acción de la luz solar.   Las mallas de poliéster no deben colocarse en suelos calcáreos o suelo cemento.

  Las esterillas tridimensionales no resisten fuertes oleaje y se requiere utilizar productos más pesados

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  En las esterillas de mantos densos el crecimiento de las plantas es más lento debido a que

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años aproximadamente, aproximadamente,   Las telas de coco tiene un tiempo de durabilidad de diez años

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  Las fajinas prefabricadas tienen un tiempo de vida útil de uno a dos años debido a que

en el proceso estas se siembran por debajo de la malla.

limitando su uso.

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absorben gran cantidad de agua.   El tiempo de vida útil de las barreras de sedimentos es corto ya que su uso es temporal.   En el uso de bloques de roca en la producción de enroscado es que las mismas pueden laminarse debido a su estructura geológica.   En el proceso de enroscado las rocas pueden desintegrarse en pequeñas fracciones durante la explotación y el transporte.

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  En los materiales controladores de polvo fugitivo encontramos el cloruro de sodio el cual

es material corrosivo y es disuelto y transportado por la escorrentía, generando contaminación. s olo se consigue en pequeñas cantidades.   El uso de silicatos es costoso y solo delicadoss por la contaminación del   El uso de aceites de petróleo tiene efectos ambientales delicado agua y porque impiden la germinación de las plantas.   El uso de adhesivos de spray es muy costoso.

Commented [ADlHN5]: ¿Enroscado o enrocado?

 

EJEMPLOS DE IMPLEMENTACIÓN EN EL MUNDO Y COLOMBIA 

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la región andina riveras de Colombia se ha implementado un prácticas proyecto de de bioingeniería. prevención y   En control de erosionen de cauces naturales utilizando Se trata la problemática actual sobre los recursos suelo y agua en la región Andina de Colombia, y se presentan experiencias obtenidas desde la investigación en conservación de suelos y aguas por la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia en el tema de  bioingeniería del suelo enfocado a la protección y recuperación de riberas de cauces naturales. Se resalta la importancia y necesidad de la protección integral de las cuencas hidrográficas con prácticas de uso y manejo adecuado del suelo como componente  primordial en la protección protección de riberas y cauces naturales. naturales. La conservación de los drenajes naturales y la protección de la vegetación existente en cada finca son las prácticas más adecuadas para prevenir los deslizamientos y la erosión avanzada en regiones de topografía quebrada y clima húmedo. Se recomienda dejar como mínimo una franja de 10m sin cultivar a partir de la margen de los cauces para proteger la vegetación. Los corredores biológicos reducen la erosión superficial y facilitan los  procesos de infiltración y percolación, actúan como filtro al reducir la contaminación del cauce y facilitan el habitad y movimiento de la fauna silvestre. ehabilitación del talid, Ruta 119 Miaoli Taiwán. 2005-2009    R ehabilitación Este proyecto se realizó para rehabilitar una falla de declive para una sección de la ruta 119 en el condado de Miaoli. Las propiedades de ingeniería en el talud fueron pobres y lluvias torrenciales subsecuentes desencadenaron el deslizamiento de la tierra. El talud fue dañado gravemente, causando la perdida parcial del subrasante. Un carril tuvo que ser cerrado, y el tráfico local fue f ue impactado severamente. Dado que la arena es arcillosa en sitio, s itio, pudo haber sido utilizada para reducir el costo de la construcción, el Talud del Suelo Reforzado (RES) con ACEGrid fue adoptado para este  proyecto. Este fue de 10 metros de alto y 34 metros de largo, apoyado por hormigos reforzado de losa de cimentación con pilares de acero H en pie. El suelo reforzado fue construido en dos niveles con geomallas de acabado envuelto con un porcentaje de inclinación de 1:2 (HV). Bolsas con relleno fueron apiladas y ACEBag para hidrosiembra fueron usadas para protección del talud frontal e integración visual con el entorno ambiental. Para daños de talud debajo del RES, geomantos CEMat con alta resistencia fueron instalados y florecidos extendiendo 50 metros por debajo. Esto fue diseñado para  protección de erosión. Finalmente zanjas de intercepción y barandillas de New Jersey fueron instaladas para escorrentía superficial, drenaje y seguridad de tráfico. Este proyecto fue completado efectivamente dentro de un presupuesto horario limitad. El material in-situ fue compactado y envuelto en la estructura, contribuyendo a la resistencia del suelo. El crecimiento de la vegetación ha intensificado el rendimiento del control de erosión y la apariencia natural del sitio. Presentado por: Liangel ariza ceballos Kiara Chimá Delique

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