La bioenginyeria del paisatge és una disciplina cientificotècnica que utilitza les propietats biogèniques d’algunes espècies vegetals, es basa en la fusió pràctica de coneixements provinents de la ciència de la biologia i la pròpia enginyeria, i en l’ús divers de les plantes vives i materials derivats de les mateixes, aprofitant al màxim la topografia, el sòl i el microclima existents.
Parlem de bioenginyeria aplicada al paisatge per tal d’englobar totes les tècniques de bioenginyeria aplicades al medi amb motius estructurals i conseqüentment paisatgístics. Des d’un punt de vista dels materials, podem classificar-la en enginyeria naturalística (conjunt de tècniques que utilitzen material viu i matèries primeres com troncs, pedres, terra…) i enginyeria biofísica (conjunt de tècniques que utilitzen material viu i productes elaborats com mantes, geomalles, geosintètics, etc).
En aquestes tècniques els éssers vius que realitzen el treball fonamental són les plantes, per tant als objectius estructurals se’ls ha d’afegir els avantatges ambientals.
La norma principal és que sempre hem de treballar amb espècies autòctones per a millorar el bon estat ecològic dels espais en què actuem.
En la seva aplicació en rius i zones humides per a millorar la qualitat de l’aigua, es treballa amb hidròfits i macròfits que a la vegada proporcionen un hàbitat adequat per als bacteris que realitzen la descomposició de la matèria orgànica.
Una eina eficaç
La bioenginyeria del paisatge és una disciplina tècnica i una eina eficaç que permet aplicar els coneixements científics d’utilització de la matèria i de les fonts d’energia, mitjançant invencions i construccions partint de matèria viva. Aquesta disciplina tot i necessitar d’humitat pel desenvolupament del material viu, obté també bons resultats en talussos secs.
La tècnica més sofisticada és l’estructura de Krainer, desenvolupada al nord d’Itàlia i que consisteix en la construcció d’un esquelet amb troncs de fusta on després s’afegeixen altres materials. Es tracta doncs d’una millora de les tècniques més tradicionals obtenint majors nivells de resistència però segueix necessitant d’un clima amb una humitat constant.
Als anys 80, a Alemanya, van aparèixer noves tècniques que combinen materials inerts com la fibra de coco, amb material viu. Aquest material viu normalment són herbàcies, la gran varietat d’aquestes permet moltes possibilitats. Hi ha espècies herbàcies de ribera adaptades a condicions d’estrès com la falta d’aigua, l’impacte de l’aigua, els sòls pobres, etc.
Hi ha trams a més en què la disminució de la secció del riu fa que resulti inviable la plantació d’arbres que poden afectar la capacitat hidràulica. En aquests trams, sobretot urbans, l’ús de les herbàcies, en concret helòfits, pot resultar molt adequat. Moltes d’aquestes espècies estan específicament adaptades a les avingudes d’aigua, quan l’aigua circula, es pleguen sobre el terreny, tenen una gran elasticitat, pel que ofereixen una mínima resistència hidràulica i protegeixen el sòl.
Com en els casos anteriors la base de la tècnica és la utilització d’espècies autòctones i la preparació d’un substrat adient, alhora aquest té unes característiques físiques que els permet uns bons nivells de resistència hidràulica.
Una de les tècniques mes emprades és el rotllo estructurat en fibra vegetat. Consisteix en un cilindre de 30 centímetres de diàmetre de fibra de coco premsada estructurada en una xarxa no biodegradable. Aquest material inert, la fibra de coco, és un dels materials fibrosos naturals de degradació més lenta i és totalment innocu. De fet la fibra de coco s’obté de les closques del fruit, molt utilitzat per alimentació i per la indústria farmacèutica: la copra, per tant és un subproducte que fins ara tenia poca sortida comercial. Aquest material d’estructura homogènia en el rotllo estructurat en fibra presenta un grau de premsat avaluat per tal que hi hagi un equilibri entre la degradació de la fibra i l’ocupació d’aquests espais per les arrels de les plantes. D’aquesta manera aquest material no perd l’estructura al llarg del temps malgrat estar absolutament colmatada per la vegetació. I per accelerar al màxim el procés i possibilitar resistència a assecaments així com altres variables ambientals es pre-vegeten en viver.
S’aconsella recollir el material vegetal a la zona de la intervenció, produir-lo, introduir-lo a l’estructura, fer-lo créixer en viver i per últim instal·lar-ho en el medi.
Hi ha, de fet, un ampli ventall de productes i tècniques que tenen com a objectiu disposar de planta més madura alhora que de garantir el paper estructural d’aquesta, es basen també en la fibra de coco com els diferents formats d’herbassars pre-vegetats.
Als principis dels 90’s es va desenvolupar un tipus de gabió tubular flexible que, mitjançant una estructura de xarxa d’alta resistència, permetia reduir el tamany de la pedra de rebliment, sense perdre resistència però possibilitant així també la colonització per la planta. Després també es van anar desenvolupant altres productes com les geomalles i les mantes orgàniques, materials vegetables que presenten una gran resistència.
L’aplicació en la restauració d’espais fluvials
La bioenginyeria del paisatge requereix d’amplis estudis previs sobre l’ecosistema i la dinàmica fluvial perquè les plantes estiguin on han de ser i com han d’estar, garantint la seva supervivència i el seu desenvolupament.
La bioenginyeria del paisatge atén també a objectius estructurals, substituint altres tècniques usades fins ara per executar canalitzacions i obres de defensa com les esculleres i el formigó en molts casos i que poden acabar amb la dinàmica fluvial i tenir un fort impacte sobre els ecosistemes aquàtics, de la ribera i sobre el paisatge.
Les esmentades tècniques de bioenginyeria del paisatge són cada vegada més conegudes i utilitzades al nostre país i molt desenvolupades en altres països europeus com el Regne Unit, Alemanya, Itàlia o Suècia. I és d’esperar que s’emprin cada vegada amb més freqüència, substituint projectes de canalitzacions a base d’esculleres i formigó.
Des de Naturalea apostem des de fa ja molts anys pel desenvolupament d’aquestes tècniques a l’hora de restaurar i millorar els espais fluvials.
El treball de les plantes
En els rius i aiguamolls trobem plantes herbàcies amb unes propietats molt especials degut a la seva adaptació a una zona altament dinàmica: avingudes, sequeres, transport de sediments, etc. Clàssicament s’han utilitzat arbres i arbustos de ribera (salzes, verns, etc) per estabilitzar marges de rius però aquests, per ser efectius, necessiten uns requeriments mínims d’humitat difícils d’assolir en l’àmbit mediterrani.
Ens referim a les tècniques d’estabilització amb material viu o enginyeria naturalística que es basen en la utilització de material viu: estaques, plantacions, entramats, faixines, etc. A més de la humitat, un altre límit per a aquestes tècniques en zones d’alta pressió demogràfica és que el desenvolupament dels arbres en lleres, on s’ha reduït artificialment la secció, pot ser problemàtic en cas d’avingudes.
Per tant la bioenginyeria del paisatge, sense descartar el recurs de les plantacions d’arbres i arbustos en determinats casos i circumstàncies, opta prioritàriament per l’ús de les herbàcies com a manera més ràpida d’estabilització.
Una vegada que tenim l’escenari de la nostra restauració estabilitzat és possible plantejar les plantacions en funció de les característiques del medi, del projecte i de la viabilitat del seu manteniment.
La bioenginyeria del paisatge aplicada a rius ve introduint la utilització d’herbàcies des de finals del segle XX. Entre les plantes que es fan servir amb més freqüència es troben el lliri groc (Iris pseudacorus), el canyís (Phragmites australis), el jonc boval (Scirpus holoschoenus), resistent a sequeres però també a avingudes, el jonc (Juncus acutus), resistent a la salinitat, Carex vulpina, Carex pendula, Claudium mariscum, les bogues (Typha sp), etc. Existeixen a la península més de 30 espècies amb propietats d’interès aplicables a problemes ambientals i estructurals i en queden moltes amb què experimentar i treballar en el futur.
Aquestes plantes tenen propietats que les fan idònies per a treballar amb elles en àmbits fluvials. En el cas del lliri, per exemple, es clava literalment a terra amb una arrel pivotant que arriba a més de dos metres de llarg, i es plega completament al pas d’una avinguda perquè no pugui ser arrencada. El seu sistema d’implantació resulta molt interessant, doncs la introducció estratègica d’aquesta espècie pot resultar més rendible, en molts sentits, que una escullera. A més, aquesta planta no només pot aguantar el pas d’una avinguda sense ser afectada, sinó que també pot estructurar la base d’un marge fluvial impedint que l’aigua arrenqui altres espècies de caracter tapissant. D’altra banda, al tractar-se d’una espècie que en aigües eutròfiques, a les quals és molt resistent, pot arribar a crear unes fulles de gairebé dos metres, al doblegar-se protegeixen també el sòl.
Un altre exemple és el canyís (Phragmites australis). Es tracta d’una altra herbàcia interessant que actua de forma tapissant combinant una resistència acceptable juntament amb una gran capacitat indirecta per a la depuració d’aigües. L’associació dels bacteris que actuen en la descomposició orgànica, en simbiosi amb els seus rizomes, és un sistema natural molt efectiu. Els mateixos bacteris que utilitzem en les depuradores convencionals d’aigües per al tractament biològic, el que es coneix com una sopa de bacteris, viuen associats al canyís. Aquesta espècie protegeix els microorganismes dels canvis ambientals que poden ser letals i crea una estructura estable.
En unes basses de tractament terciari a Can Cabanyes, Granollers, només amb l’efecte del canyís i la boga es disminueixen el nitrogen amoniacal de 38,46 a menys de 1 mgN/l i la DBO5 de 43,66 a 7,75 mgO/l entre l’aigua de sortida i entrada. D’altra banda, cal destacar també que aquesta espècie pot resistir tant un intens estiatge a l’estiu com la vida submergida a mig metre de profunditat.
Planta estructurada, efectivitat immediata
En la bioenginyeria del paisatge la forma de presentació és molt important, i en les últimes dècades s’ha investigat força sobre això. Va ser un enginyer alemany, Lothar Bestmann, fa més de quaranta cinc anys, qui va començar a buscar solucions tècniques al problema de la implantació. Després de les seves primeres investigacions, la primera constatació va ser que les espècies herbàcies helofítiques no necessiten un sòl sinó que funcionen amb aigua, nutrients i un substrat on desenvolupar-se.
A nivell de substrat es van testar tot tipus de materials: palla, branques, fibres, etc., fins a donar amb un material excel·lent que a més era un subproducte: la fibra de coco. La primera idea, per tant, va ser conrear plantes en testos amb fibra de coco. El resultat és una unitat de planta estructurada en la fibra que ja presenta una important porció de rizomes i per tant, reserves per créixer, afrontar estiatges, avingudes, etc.
Donades les exigències de la bioenginyeria del paisatge moderna que pretén que les intervencions siguin el més efectives possible de forma pràcticament immediata (oferint garanties davant la incertesa i els riscos que implica la dinàmica fluvial), i assemblar-se al màxim a les solucions d’enginyeria convencional en aquest aspecte, es va continuar amb les investigacions i el desenvolupament de formes de presentació més complexes.
Es buscava doncs crear unitats encara més desenvolupades per accelerar la implantació i la seva resistència. Es van generar nous materials consistents en herbassars estructurats en fibra consolidats per una xarxa. Aquesta proporciona resistència tangencial gràcies a una xarxa doble confeccionada amb fibra de coco.
Aquest producte consisteix en unes mantes d’herbàcies ben estructurades i amb el sistema radicular molt desenvolupat que es prepararan en piscines de poca profunditat. Tenen diferents noms tècnics: herbassar estructurat en fibra, Plant Pallet, Plant Carpet, Coir pallet, etc. Aquestes catifes vegetades permeten la permanència de l’estructura en aigües amb velocitats ordinàries de menys de 1,5 m/s i la implantació en zones permanentment inundades.
Tot i així, en alguns casos seguia faltant estructura i per això es va seguir investigant fins que es va crear el veritable maó de l’enginyeria biològica: unes estructures cilíndriques de fibra de coco premsada i embotida en una malla permanent de polipropilè. La clau és que la degradació de la fibra sigui més lenta que el creixement radicular, de forma que les arrels van ocupant tota l’estructura tubular i es fixen a terra. Actualment, en zones fredes i d’aigües no gaire eutròfiques, es substitueix la xarxa de polipropilè per una xarxa de coco.
Aquest producte avui s’utilitza a tot el món amb diferents noms: Fiber Roll (el nom original), biorotllo, coir logs, etc. La clau, no ho hem d’oblidar, està en la vegetació, l’estructura és només un sistema per a la implantació eficaç d’aquestes plantes en zones especialment dinàmiques. Com que la clau segueix sent la planta, l’estructura s’instal·la ja vegetada i amb la planta desenvolupada. I sempre que sigui possible cal treballar amb varietats de la zona.
