1

RESTAURACIÓN ECOLÓGICA EN MINERÍA

Manejo experto de la escorrentía y procesos eco-hidrológicos

José Manuel Nicolau Ibarra

Profesor de Ecología

Universidad de Zaragoza

RESTAURACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD Y LOS

SERVICIOS ECOSISTÉMICOS

¿Cuáles son los conceptos básicos en que se ha de

fundamentar una restauración minera?

La práctica de la restauración presenta una casuística muy

variada según:

a) el tipo de explotación

b) las características del entorno

c) el uso final de la restauración

CANTERAS DE FRENTE ROCOSO

CANTERAS DE FRENTE ROCOSO CANTERAS DE FRENTE SOBRE MATERIALES BLANDOS

2

MINERÍA DE CONTORNO (EN LADERA) MINERÍA DE TRANSFERENCIA

Escombreraexterior

Hueco final

Auto-relleno

CANTERAS SUPERFICIALES CANTERAS EN ENTORNOS TURÍSTICOS

CANTERAS EN PARQUES NATURALES CANTERAS EN ZONAS PERIURBANAS

3

CANTERAS EN ZONAS PERIURBANAS Y OTROS TIPOS MÁS DE EXPLOTACIONES …

MODELADO TOPOGRÁFICO + Plan Control Erosión y Sedimentación

CREACIÓN DE SUELO (Manejo de la tierra vegetal)

REVEGETACIÓN (+ hábitats para la fauna)

Pero en la mayoría de los casos las actuaciones básicas son:

Suelo biológicamente funcional (Bradshaw, 1988) y estable(Whisenant, 2000)

Para crear ecosistemas funcionales y sostenibles la restauración ha de integrar los tres compartimentos : relieve, suelo y vegetación (Whitford & Elkins, 1986 )

Diseño de formas de relieve estables que favorezcan laestabilidad de los recursos edáficos (Evans, 2000)

Comunidades vegetales productivas con un ciclo denutrientes activo y auto-reemplazamiento de especies a lolargo del tiempo (Carpenter, 1998)

Restaurar es establecer ecosistemas funcionales que generen un flujo de servicios

Ecosistemas auto-mantenibles

e integrados con los del entorno, que nos

proporcionan servicios

Que funcionen los procesos

ecológicos

SUELO BIOLÓGICAMENTE FUNCIONAL

(Bradshaw, 1978)

ESTABILIZAR LOS RECURSOS DEL SUELO

(Whisenant, 2000)

PRODUCCIÓN BIOLÓGICADESCOMPOSICIÓN M. ORGÁNICACICLADO NUTRIENTESINTERACCIONES BIOLÓGICAS

El estudio de Moreno et al. (2009. Ecol. Engineering ) nos puede dar las principales

pistas

¿Y de qué depende en la práctica que la aplicación de este marco

conceptual tenga éxito?

4

Principales trayectorias de evolución y factores de control de laderas restauradas de la minería del carbón a cielo abiert o en Teruel, España

Edad: 14 años Nº spp: 0Cubierta vegetal: 0%

Los sustratos con condiciones químicas

o físicas extremas restringen

drásticamente la colonización vegetal

La distancia a la fuente de propágulos controla la colonización vegetal en condiciones climáticas y

edáficas no restrictivas

Edad 19 añosCubierta 25.3%Nº spp 15Erosión: 2.13 tn/ha/año

Edad 19 añosCubierta 34.54%Nº spp 25Erosión < 2 tn/ha/año

Edad 12 añosCubierta 38.21%Nº spp: 17Spp semb 71.42%Erosión: 3.10 tn/ha/año

Especies sembradas –como Medicago sativa

(alfalfa) - pueden inhibir el establecimiento de

otras especies, retrasando la evolución

de la comunidad

Algunas perturbaciones –pastoreo, ataques fúngicos- pueden hacer progresar la sucesión

Edad 25 añosCubierta < 10%Nº spp 5Spp semb 46.83% - 86.30%Erosión 35-70 tn/ha/año

La escorrentía superficial (concentrada en regueros) también es condicionante

Limita severamente la colonización vegetal

5

En intensidades medias de escorrentía se organiza u n patrón de vegetación en manchas exportadoras e

importadoras

La escorrentía superficial (en flujo laminar)también es condicionante

En intensidades bajas de escorrentía, ésta contribuye a la colonización vegetal

Genista scorpius : Isla de fertilidad, especie clave

La entrada de especies facilitadoras (islas de fertilidad) resulta determinante, cuando el suelo y la

escorrentía no son limitantes

Factores que condicionan la evolución de la restauración:

� Las características del sustrato (acidez, texturas extremas)

� La escorrentía – erosión superficial La estabilidad de los recursos del suelo (Whisenant, 2000)

En ausencia de limitaciones edáficas y/o erosivas:

� La distancia de las fuentes de propágulos y los dispersores de semillas

� El diseño de la revegetación (herbáceas competitiva s, arbustos facilitadores…)

� El régimen de perturbaciones (pastoreo, ataques de hongos)

La acción erosiva de la escorrentía superficial tiene efectos:

a) Sobre las zonas restauradas: limita el desarrollo del suelo y de la vegetación

b) Sobre los cauces naturales aguas abajo: impacto hidrológico

El modelo de explotación-restauración tradicional en talud-cuneta-berma favorece la escorrentía

descontrolada y la erosión, lo que reduce el éxito de las restauraciones a largo plazo

Características de muchas restauraciones mineras (modelo talud-berma-cuneta)

- Laderas de pendiente rectilínea

- Topografías geométricas (terrazas escalonadas)

- Estructuras rígidas (drenajes mediante cunetas …)

6

- Formas inestables y vulnerables ante la erosión híd rica(sobre todo en ambientes mediterráneos)

- Altos costes de mantenimiento (y de construcción)

Estabilidad geotécnica pero en muchos casos no hídrica ni ecológica

Principales debilidades e inconvenientes del modelo talud-cuneta-berma (1)

• Escasa capacidad de retención y suministro de agua a las plantas (la escorrentía se evacua, pero no se infiltra)

• Dificultad para el desarrollo de suelos y vegetación• Baja diversidad biológica y ecológica• Baja integración y calidad visual

• Posibilidades de uso posteriorreducidas (agrarios, naturales)

Principales debilidades e inconvenientes del modelo talud-cuneta-berma (2)

Erosión hídrica superficial intensa. Limitaciones p ara el desarrollo del suelo y la vegetación. Impacto

hidrológico

SÍNTESIS DE FALLOS Y FRACASOS EN MUCHAS RESTAURACIONES MINERAS

FALLOS Y FRACASOS EN LAS RESTAURACIONES

Limitaciones para el desarrollo del suelo y la vege tación por erosión hídrica superficial intensa. Impacto hidrológico.

Limitaciones para el establecimiento de la vegetaci ón a causa de la erosión hídrica, también en ambientes tropicales

Fotografía: Verónica de Lima

Limitaciones para el establecimiento de la vegetaci ón por erosión hídrica, también en ambientes tropicales.

Fotografía: Verónica de Lima

7

Limitaciones para el establecimiento de la vegetaci ón por erosión hídrica, también en ambientes tropicales.

La generación de escorrentía se ve favorecida por s ustratos impermeables

¡¡¡ Pedregosidad, pedregosidad, pedregosidad !!!

LA TOPOGRAFÍA EN “ESCOMBRERAS” TIENDE AL ACARCAVAMI ENTO A LARGO PLAZO

Contribución escorrentía en cabeceras

Mal funcionamiento / ruptura canales de guarda

(bermas, plataformas, pistas, etc.)

(Porta et al., 1989; Evans, 1997; Hanckock

y Willgoose, 2004)

Aportes de escorrentía desde la cabecera

de las laderas

Erosión en

regueros

La entrada de escorrentía por la cabecera de los ta ludes constituye un factor de inestabilidad

La generación de escorrentía se ve favorecida por “ cejas” abruptas en la cabecera de los taludes

LAS PISTAS Y CUNETAS SON FUENTES DE INESTABILIDAD D E LOS TALUDES

¡¡¡ Hay que estrechar las

pistas !!!

8

LAS BERMAS TIENDEN A EROSIONARSE A LARGO PLAZO LAS BERMAS TIENDEN A EROSIONARSE A LARGO PLAZO

El modelo talud-cuneta-berma produce impactos hidro lógicos sobre los sistemas acuáticos naturales

El modelo talud-cuneta-berma produce impactos hidro lógicos sobre los ecosistemas del entorno

EL MANEJO EXPERTO DE LA ESCORRENTÍA HA DE SER LA PIEDRA ANGULAR SOBRE LA

QUE SE CONSTRUYAN LAS RESTAURACIONES MINERAS

Al menos en los climas con precipitaciones energéti cas

EL MANEJO EXPERTO DE LA ESCORRENTÍA SE HA DE REALIZAR EN TODOS LOS PASOS DEL PROYECTO DE RESTAURACIÓN …

√ Formas de relieve que minimicen las tasas de escorrentíay la transporten de forma controlada.

√ Suelos con capacidad de infiltración y almacenamientosuficiente

√ Comunidades vegetales que intercepten los flujos de aguasuperficial, favoreciendo la infiltración del agua a escala deladera

√ Red de drenaje de cauces naturalizados con humedalesintercalados que regulen el flujo hídrico

… PERO ES EL DISEÑO GEOMORFOLÓGICO EL ELEMENTO CLAVE

9

¿Pero, cuáles son los efectos de la escorrentía superficial sobre el

suelo y la vegetación?

En el Área Experimental de El Moral (Utrillas, Teruel) se ha estudiado una secuencia de laderas

restauradas que “sólo” se diferencian por el volumen de escorrentía que circula por ellas

2 1

453

Ladera 1 Ladera 2

Ladera 3 Ladera 4 Ladera 5

Área Experimental de El Moral (Utrillas, Teruel)EL VOLUMEN DE ESCORRENTÍA QUE CIRCULA POR LA LADERA

DETERMINA TRES TIPOS DE COMUNIDADES VEGETALES

Moreno-de las Heras, Nicolau, J.M., Merino-Martín, L. & Wilcox, B.P. 2010. Scale dependency of slope runoff and erosion along a gradient of degradation. Water Resources Research, 46 DOI: 10.1029/2009WR007875.

¿Cómo funcionan las laderas con redes de regueros?

Los regueros afectan a la vegetación principalmente por que desecan la ladera e intensifican el déficit híd rico, no

porque reduzcan la fertilidad del suelo

EN LAS LADERAS CON MÁS REGUEROS SE PIERDE MÁS AGUA DE LLUVIA COMO ESCORRENTÍA

SUPERFICIAL: 20% vs 5%

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Tasa

de

esco

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tía a

nual

(%

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e es

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e)

Tasa de erosión en regueros de 1989 a 2006 (t/ha/añ os)

Coeficiente de escorrentía annual: Porcentaje de la ll uviaque sale de la ladera

10

Slope 2

Slope 3

Slope 5

Slope 1

Slope 4

EN LAS LADERAS CON MÁS REGUEROS HAY MENOS AGUA EN E L SUELO A DISPOSICIÓN DE LAS PLANTAS

Interrill

Rill Rill

InterrillRill Rill

Interrill

+

MO

IST

UR

E

-

-

LA RED DE REGUEROS TAMBIÉN DETERMINA LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA HUMEDAD EN EL SUELO

Los contenidos de humedad son más elevados en los r egueros que en los inter-regueros

SLOPE Spearman p-level Slope 1 -0,330722 0,000001 Slope 2 -0,324604 0,000028

Slope 3 -0,073094 0,271728

Slope 4 -0,100964 0,144814

Slope 5 -------------- -------------

LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LAS PLANTAS ESTÁ CONDICIONADA POR LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA

HUMEDAD EDÁFICA

Al aumentar la densidad de regueros, los individuos de Medicago sativa son más abundantes en las proximidades de los regueros y de saparecen de los inter-

regueros

InterrillRill Rill

Lateral

Central

El estrés hídrico es menor en las proximidades de l os regueros

LAS PLANTAS DE LAS LADERAS CON MÁS REGUEROS SUFREN UN MAYOR ESTRÉS HÍDRICO

Medidas de potencial hídrico

September 03 July 04October 03 May 04

Soil seed

bank

Emergence in the

field

Flowering Seed

production

Mortality in the field

Aegilops ovata

¿Cómo afecta la reguerización al establecimiento de las plantas por semilla?

Espigares, T., Moreno-de las Heras, M., Nicolau, J.M. 2011. Performance of vegetation in reclaimed slopes affected by soil erosion. Restoration Ecology. 19 (1): 35-44.

.

El desarrollo de redes de regueros afecta a la dinámica de la vegetación

La composición florística del banco de semillas es más pobre en los taludes con más regueros

La emergencia de semillas en otoño es menor en los taludes con más regueros

La supervivencia de las plántulas es menor en los taludes con más regueros

La producción de semillas de la especie Aegylopsovata es menor en los taludes con más regueros

11

Rill erosion rate (1989-2006; T ha-1 year-1) Rill erosion rate (1989-2006; T ha-1 year-1)

LA EROSIÓN POR REGUEROS REDUCE LA DIVERSIDAD Y LA PRODUCCIÓN PRIMARIA

M. Moreno-de las Heras, T. Espigares, L. Merino-Martín and J.M. Nicolau. 2011. Water-related ecological impacts of rill erosion processes in Mediterranean-dry reclaimed slopes. Catena, 84: 114-124.

LA EROSIÓN POR REGUEROS TAMBIÉN AFECTA NEGATIVAMENTE A LOS PROCESOS EDÁFICOS

Respiración basal

Estabilidad de

agregados

Actividad deshidrogenasa

Actividad fosfatasa

Actividad ureasaActividad glucosidasa

Moreno de las Heras, 2009. Geoderma, 149: 249-252.

¿DÓNDE ESTÁ EL UMBRAL DE EROSIÓN EN REGUEROS A PARTIR DEL CUAL LA COLONIZACIÓN

VEGETAL NO ES VIABLE (EN LAS CONDICIONES AMBIENTALES DE TERUEL)?

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1 2 3 4 5

Den

sida

d de

reg

uero

s (m

/m2)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5

Tasa

de

eros

ión

en

regu

eros

(t/h

a/añ

o)

√ 8-17 t/ha/año

√ 0,3-0,59 m/m2

Aproximación observacional

¿DÓNDE ESTÁ EL UMBRAL DE EROSIÓN EN REGUEROS A PART IR DEL CUAL LA COLONIZACIÓN VEGETAL NO ES VIABLE (EN LAS CONDICION ES AMBIENTALES DE

TERUEL)?

- La cobertura vegetal mínima para que los sistemasrestaurados sin regueros progresen con éxito es de 13·2% (Vi threshold).

- Por encima de 5·0 kg m–2 es inevitable la evolución ha ciaun sistema de barranqueras (Ec threshold).

- El estado de equilibrio del sistema (no aumenta la eros ión, no aumenta la cobertura) se alcanza con 50·0% de cobe rturavegetal y una erosión en torno a 5·0 kg m–2.

- Todas las trayectorias de los ecosistemas por debajo de l a separatriz les llevan al estado de equilibrio

- Todas las trayectorias por encima de la separatriz lleva n a la degradación, a la formación de un sistema de barranqu eras.

−⋅⋅⋅=

+⋅−⋅

c

EE

Eb

a

V

Vslk

dt

dEah

h

1,0max117.0

1Ecuación para la erosión

en regueros

⋅−⋅⋅⋅= ⋅−

⋅−a

a

EcEc

eB

BBek

dt

dB

max2 1

Moreno-de las Heras, M., Diaz-Siera, R, Nicolau, J.M., Zavala, M.A. 2011. Evaluating restoration of man-made slopes: a threshold approach balancing vegetation and rill erosion. Earth Surface Processes and Landforms, 36: 1367-1377

Ecuación para la biomasa vegetal

Aproximación mediante modelización

Separatriz

¿DÓNDE ESTÁ EL UMBRAL DE COBERTURA VEGETAL HERBÁCEA PARA CONTROLAR LA EROSIÓN?

Una cobertura de vegetación herbácea entre el 30-50% permite controlar los procesos

erosivos

Objetivo de la revegetación: 50%

cobertura herbáceas

Moreno-de las Heras, M., Merino-Martín, L., Nicolau, J.M. 2009. Effect of vegetation cover on the hydrology of reclaimed mining soils under Mediterranean-Continental

climate. Catena, 77: 39-47.

Se organiza un patrón de vegetación en manchas exportadoras ( Santolina sp.) e importadoras ( Lolium sp.,

Brachypodium sp.) de agua.

La vegetación se adapta a la escorrentía

¿Cómo funcionan las laderas con escorrentía laminar intensa, sin redes de regueros continuas?

12

G. scorpius (aliaga) es capaz de colonizar, y establece un patrón de manchas exportadoras e importadoras que va cerrándose. La a liaga controla el ciclo del agua. Sería una “isla de productividad biológica hidrológi camente activada” (Rango el al. 2006)

Genista scorpius : Isla de fertilidad, facilitadora, especie clave

¿Y cuando no hay entradas externas de escorrentía y su flujo es reducido?

Merino-Martín L, Breshears DD, Moreno-de las Heras M, Camilo Villegas J, Pérez-Domingo S, Espigares T, Nicolau JM. 2011. Ecohydrological Source-Sink Interrelationships between Vegetation Patches and Soil Hydrological Properties along a

Disturbance Gradient Reveal a Restoration Threshold. Restoration Ecology 19: doi: 10.1111/j.1526-100X.2011.00776.x.

La proporción de manchas y claros y elfuncionamiento hídrico dependen de lapluviometría, según Lavee et al . (1998)

En los ambientes mediterráneos secos la vegetación no alcan za un cubrimientocontinuo sino que presenta un mosaico en manchas y claros, as ociados a fuentes ysumideros de escorrentía

Las laderas restauradas constituirían una SITUACIÓN AZONAL donde también se daría este patrón a causa de:

� Impermeabilidad de los sustratos� Entradas exógenas de escorrentía

¿Cómo funcionan estas laderas con un sistema de vegetación en manchas, de claros y matas?

Siguen el modelo de Activación-Transferencia-Reserv a-Pulso postulado para ambientes semiáridos

(TTRP, Trigger-Transfer-Reserve-Pulse; Ludwig et al. 1997; 2005)

¿Cómo funcionan estas laderas con un sistema de vegetación en manchas, de claros y matas?

Las manchas de vegetación obstruyen el flujo de esc orrentía. El agua retenida incrementa el crecimiento de la mancha, lo que a su vez

retroalimenta el control de la escorrentía del sist ema

“Tiger bush ” de NigerStipa tenacissima , Almería

Lolium (L)

So

il de

pth

(cm

) 10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50

Medicago (M)

may jun jul ago sep oct nov dic

Soi

l dep

th (

cm) 10

20

30

40

50

Brachypodium (B)

Soi

l dep

th (

cm) 10

20

30

40

50

Genista (G)

Soi

l dep

th (

cm) 10

20

30

40

50Thymus (T)

So

il d

epth

(cm

) 10

20

30

40

50

Soil water content (%)Dactylis (D)

So

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epth

(cm

) 10

20

30

40

50

Santolina (S)

may jun jul ago sep oct nov dic

Soi

l dep

th (

cm) 10

20

30

40

50TimTimee

SpringSpring AutumnAutumnSummerSummer

Las manchas de vegetación interceptan la escorrentía y retienen la humedad

Hay manchas que almacenan más agua (sumideros) que otras (fuentes)

La humedad interceptada en las manchas produce un estímulo biológico (pulso)

G B L T D S1 S3 M

Den

sida

d se

mill

as

(se

mill

a m-2)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

aab

abc

ab

bcbcc

G B L T D S1 S3 M

Riq

ueza

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eci

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0

1

2

3

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G B L T D S1 S3 M

Div

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G B L T D S MRiq

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16

a

ab b

bcc c

c ab

ab

a

A mayor contenido en humedad aumenta la complejidad biológica de las manchas: la riqueza de especies y la diversidad

G B L T D S1 M0

1

2

3

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6a

ab

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ab

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G B L T D S1 M0

2

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a

ab ab abab bab

G B L T D S M0

20

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G B L T D S1 M0,0

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1,6

1,8

a

bcd

bc bcb

d Densidad aparente (g cm -3)

Dureza superficie del sueloSoil (kg)

Sinks Sources Sinks Sources

También se han identificado fenómenos de retroalime ntación positiva

Los sumideros muestran tasas de infiltración y cont enidos en materia orgánica más altos y menores densidades aparentes y dureza superf icial, lo que puede reforzar su

función de sumideros

La retroalimentación positiva de los sumideros ha l levado a hablar de islas de fertilidad (Cammeraat &Imeson, 1998; Puigdefábregas et al., 1999 ) y de islas de productividad

biológica hidrológicamente activada (Rango et al., 2006)

Tasa de infiltración final (mm h -1

Materia orgánica (%)

13

G B L T D S M0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

aab

abc

ab

bcbcc

G B L T D S M0

10

20

30

40

50

Los sumideros presentan índices de germinación más eleva dos a la vez queuna mayor densidad de semillas

Los sumideros presentan índices de germinación más eleva dos a la vez queuna mayor densidad de semillas

Non-parametric bi-factorial ANOVA F7,192=13.643, p<<<<0.001

Kruskal-Wallis testH=36.155, p<<<<0.01

Germination suitability index Seed density (seed m -2 )

Otro fenómeno de retroalimentación positiva se rela ciona con las mejores condiciones de germinación en los sumid eros

Las inter-relaciones entre los procesos hidrológico s y la vegetación son claves en la sucesión ecológica de l as laderas

restauradas

Merino-Martín L, Breshears DD, Moreno-de las Heras M, Camilo Villegas J, Pérez-Domingo S, Espigares T, Nicolau JM. 2011. Ecohydrological Source-Sink Interrelationships between Vegetation Patches and Soil Hydrological Properties along a

Disturbance Gradient Reveal a Restoration Threshold. Restoration Ecology 19: doi: 10.1111/j.1526-100X.2011.00776.x.

La intensidad de la interacción es mayor en laderas restauradas no intensidad de la interacción es mayor en laderas restauradas no reguerizadasreguerizadas

Los procesos eco-hidrológicos son muy influyentes en la

evolución de las restauraciones mineras (estabilidad recursos del

suelo)

Hay que conocerlos para manejar la evolución de las mismas

¿Cómo se aplica el concepto de “manejo experto de la

escorrentía” en la práctica de la restauración?

En cada tipo de explotación la aplicación del concepto puede dar lugar a distintas soluciones

prácticas

- Diseño y reconstrucción topográfica - Diseño y reconstrucción de la arquitectura del sustrato- Consideración y manejo de los procesos

geomorfológicos

Restauración geomorfológica de minas de fosfatos, U tah, Estados Unidos

INTRODUCIR CRITERIOS GEOMORFOLÓGICOS ES LA CLAVE

PARA EL MANEJO EXPERTO DE LA ESCORRENTÍA

14

Forma de relieve:

- Cóncavo

- Talud recto + berma

Sustrato:

- Coluvión

- Tierra Vegetal

- Estériles (control)

DISEÑO GEOMORFOLÓGICO

Un ejemplo de control de la escorrentía para evitar el impacto

hidrológico aguas abajo.

Minería de transferencia, MFUSA

LA RESTAURACIÓN EN CUENCAS DE MFUSA EN TERUEL FUE

UN INTENTO PIONERO PARA LA MINERÍA DE

TRANSFERENCIA

La cuenca hidrológica como

unidad de restitución del

relieve

El modelo “Cuencas” de la compañía Minas y Ferrocar ril de Utrillas S.A.

El relieve se organiza en cuencas hidrológicascompuestas por laderas y cauces y estructuras deseguridad para prevenir los efectos destructivos de loseventos extremos

La cuenca hidrológica como unidad topográfica y unidad de restauración

15

Manejo experto de la escorrentía en canteras

EL MODELO “FRENTE-SURCO-PEDIMENT” (Cantera “La Revilla, Segovia, España)

A) Topografía inicial de la ladera sobre la que se ubicó la cantera La Revilla; B) Topografía‘tipo’, posterior a la explotación; C) Reconstrucción topográfica realizada en la restauración;D) Hipótesis de evolución geomorfológica (los números indican unidades morfológicas, condistintos procesos geomorfológicos activos). (en Martín Duque et al., 1998).

• Acantilado (frente de explotación)

• Plaza

• Escombreras

16

• Acantilado

• Surco• Pediment

2 sectores y 2 funciones

Evolución paisajística del conjunto Evolución paisajística del conjunto

LA RESTAURACIÓN EN VAGUADAS COMO ALTERNATIVA PARA E SCOMBRERAS

PLATAFORMA-TALUD: EL CASO DE LA CANTERA DE LA HIGUE RA, SEGOVIA Cantera abandonada de La Higueraescombrera + ladera original

17

Diseño (modelo) hidro-geomorfológicoPequeñas cuencas hidrográficas en laderas

Vaguadas

Lomas

Balsas

Modelo dirigido, de manera prioritaria, a manejar y controlar la escorrentía, eliminando la erosión y la emisión de sedimentos fuera de la cantera

– Formas que copian el paisaje natural: laderas suaves y redondeadas, canales sinuosos…

– Manejo del agua: estructuras de control de la erosión y sedimentación

Estructuras de control de la sedimentación

Balsas de retención de agua y sedimentos (dimensionadas para las características de precipitación de la zona)

A partir de formas de relieve estables y garantizad a la estabilidad de los recursos edáficos, se acomete la

revegetación

Si el suelo presenta una cierta fertilidad para gar antizar la germinación de la flora espontánea, NO es necesario revegetar con herbáceas

(hidrosiembras) y se puede realizar directamente la plantación de árboles y arbustos

A escala de explotación la clave para el manejo experto de la

escorrentía es construir una red fluvial de drenaje, de canales,

estable

18

DISEÑO DE FORMAS DE RELIEVE MEDIANTE EL PROGRAMA INFORMÁTICO NATURAL

REGRADE module with GeoFluv TM (U.S. Patent )Nicholas Bugosh

Geofluv transforma los diseños plataforma-talud-cuneta tradicionales sin red de drenaje natural …

… En morfologías con red de drenaje capaces de evacuar la escorrentía y formas de ladera estables

El planteamiento es que el manejo de la escorrentía se ha de fundamentar en la construcción de una red flu vial

estable y funcional

El paisaje resultante está constituído por una red de cauces y lomas (laderas y divisorias)

El desarrollo del suelo y la vegetación no cuentan ya co n restricciones abióticas limitantes

Los diseños se realizan a partir de paisajes natura les que se toman como referencia

19

Paisaje de referencia para diseñar las formas de relieve

restauradasPaisaje construido a partir de las

características del paisaje de referencia

LA RECONSTRUCCIÓN GEOMORFOLÓGICA DE LA CANTERA DE SOMOLINOS (GUADALAJARA)

UN MODELO QUE COMBINA EL MODELO ESCARPE-SURCO-LADER A CÓNCAVA Y EL MODELO RED FLUVIAL MEDIANTE “GEO-FLUV

NATURAL REGRADE”.

J.F. Martín Duque (UCM), J.M. Nicolau Ibarra (UZAR) (dirs.)

Proyecto de Investigación CoordinadoCGL2010-21754-C02

Referente geomorfológico e inputs para Somolinos

PARÁMETROS PARA EL DISEÑO (INPUTS) Unidades Valor

Pendiente en la desembocadura del canal principal % 1

Coeficiente de escorrentía Tanto por uno 0,3

Precipitación producida por una lluviade 1 hora de duración y periodo de retorno de 2 año s

cm 1,84

Precipitación producida por una lluviade 6 horas de duración y periodo de retorno de 50

añoscm 8,52

Densidad de drenaje m/ha 80

Longitud de los tramos que forman el patrón de canales zig-zag

m 12,58

Referente geomorfológico e inputs para Somolinos

Diseño de la reconstrucción geomorfológicaEjecución de la reconstrucción geomorfológica

Apertura de canales principales (bulldozer)

Canal principal Divisoria

principal

20

Sub-divisoria

Sub-divisoria

Drenaje secundario

Divisoria principal

Construcción de sub-cuencas en las lomas principale s (bulldozer)

Ejecución de la reconstrucción geomorfológica

Extendido de formaciones superficiales coluvionares (bulldozer)

Estériles areno -arcillosos

Coluvión carbonático

Con coluvión

Sin coluvión

Ejecución de la reconstrucción geomorfológica

Antes de la restauración (Abril, 2011)

Restauración de la cantera de Somolinos, Guadalajar a

Después de la restauración (Julio, 2011)

La resconstrucción geomorfológica de Somolinos constituye el primer ejemplo en Europa que sigue el método GeoFluv y el software Natural Regrade, completado a su vez con el modelo ‘escarpe-surco’

1ha = 30.000 euros

3. Generar una mayor heterogeneidad de ambientes ecológicos que favorecerá la diversidad biológica

El procedimiento de reconstrucción geomorfológica p ara la restauración ecológica de la cantera de Somolinos h a conseguido:

1. Garantizar la estabilidad geomorfológica de la superficie restaurada (a falta de nuevos datos y seguimiento)

2. Reducir los costes de mantenimiento de la restauración

4. Sentar las bases para restaurar los servicios ecosistémicos perdidos como consecuencia de la actividad minera y una deficiente restauración

es preciso conocer los procesos ecohidrológicos

PARA FINALIZAR

Para conseguir ecosistemas funcionales (suelos biológicamente funcionales, con

sus recursos estabilizados)

a fin de construir la restauración minera

a partir de un manejo experto de la escorrentía

MUCHAS GRACIAS