Enfoque de bioingeniería para la evaluación de la relación suelo-planta en un contexto de cambio climático en el río Chancay-Lambayeque: Un caso particular en Perú
DOI:
https://doi.org/10.37787/gq9xs443Palabras clave:
Bioingeniería, caudal, cohesión, planta, ríoResumen
El cambio climático está modificando los patrones hidrológicos e hidráulicos en todo el mundo, en ese contexto, la bioingeniería se presenta como una estrategia innovadora para mitigar los efectos negativos del cambio climático, usando plantas locales, para estabilizar márgenes ribereñas. En ese sentido, el objetivo de esta investigación fue estudiar la relación suelo-planta bajo un enfoque de bioingeniería considerando el cambio climático a partir de un modelo global, aplicado en el río Chancay-Lambayeque, específicamente en las inmediaciones del puente Saltur, Región Lambayeque, Perú. Como primer objetivo específico, se tuvo la evaluación del caudal máximo del río Chancay-Lambayeque bajo un evento climático extremo. Mediante el segundo objetivo específico, se analizaron los parámetros hidráulicos del río mediante simulación hidráulica y con el tercer objetivo específico se evaluó el crecimiento de la especie vegetal mediante un modelo logístico que relacionó la materia seca, el período de desarrollo y las condiciones de estrés hídrico. La metodología fue tipo aplicada y diseño experimental, cuyos indicadores característicos del cambio climático fueron el caudal y precipitación. Los resultados permitieron establecer un caudal máximo de 798.23 m3/s, obtenido mediante el modelo climático global del Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas, usando su modelo hidrológico LISFLOOD y luego validado con un modelo precipitación-escorrentía para la cuenca Chancay-Lambayeque. Además, se determinaron las características hidráulicas del río, obteniéndose una velocidad de 3.50 m/s y tirante normal de 1.83 m, por lo que a esta altura se ubicó la especie vegetal para su desarrollo natural. Se observaron aumentos significativos en la cohesión (38.09%) y el ángulo de fricción interno del suelo (26.42%), para la altura de la planta requerida. Se concluye que, la técnica de bioingeniería aporta en gran medida al mejoramiento del suelo de la ribera del río estudiado, contribuyendo de esta manera a los Objetivos de Desarrollo Sostenible.
Referencias
Antônio, G., Holanda, F., Santos, L., Mendonça, B., de-Jesus, R., & Silva, P. (2021). Evaluation of efficiency of the implementation of soil bioengineering technique. Revista Brasileira de Geografia Fisica, 14(6), 3422-3436. doi:10.26848/RBGF.V14.6.P3417-3432
Arriola, G., Villegas, L., & Sotomayor, G. (2020). Análisis de las curvas de infiltración para determinar caudales máximos en zonas de escasa información ante eventos extremos. Revista Ingeniería: Ciencia, Tecnología e Innovación, 7(1). doi:10.26495/icti.v7i1.1352
Arriola, G., Villegas, L., Fernandez, J., Vallejos, J., & Idrogo, C. (2023). Assessment of parameters of the generalized extreme value distribution in rainfall of the Peruvian North. Revista Politecnica, 52(2), 99-112. doi:10.33333/rp.vol52n2.10
Arriola, G., Villegas, L., Marín, N., Idrogo, C., Piedra, J., & Arbulú, J. (2022). Assessment of climatic aggressiveness and precipitation concentration in the Chancay-Lambayeque basin, Peru. Revista Politecnica, 50(2), 15-22. doi:10.33333/rp.vol50n2.02
Caicedo, M., Villegas, L., Arriola, G. C., García, J., & Marín, N. (2024). Generation of flows applying a simple method of flood routing to monthly level in La Leche basin, Peru. Revista Politecnica, 53(1), 99-110. doi:10.33333/rp.vol53n1.09
Cao, L., Shi, P., Li, L., & Chen, G. (2019). A new flexible sigmoidal growth model. Symmetry, 11(2). doi:10.3390/sym11020204
Carrasco, G., Vargas, M., & Vargas, E. (2023). “¿Cómo la bioingeniería influye en la estabilización de laderas y en la mitigación de la erosión hídrica? Perfiles de Ingeniería, 19(20), 73-92. doi:10.31381/perfilesingenieria.v19i20.6313
Cui, P., Peng, J., Shi, P., Tang, H., Ouyang, C., Zou, Q., & Lei, Y. (2021). Scientific challenges of research on natural hazards and disaster risk. Geography and Sustainability, 2(3), 216-223. doi:10.1016/j.geosus.2021.09.001
Díaz, C., Padrón, E., & Alvarez, A. (2021). Micropropagation of arrow cane, Gynerium sagittatum (Aubl.) P. Beauv. Cv. Criolla, Criolla 1, and Martinera, in a double-phase medium. Ciencia Tecnologia Agropecuaria, 22(2). doi:10.21930/RCTA.VOL22_NUM2_ART:1821
Holanda, F., Filho, R., Pedrotti, A., Wilcox, B., Marino, R., & Santos, L. (2021). Soil bioengineering in northeastern Brazil: An overview. Revista Ambiente e Agua, 16(4). doi:10.4136/ambi-agua.2650
Karimzadeh, A., Leung, A., & Gao, Z. (2022). Shear strength anisotropy of rooted soils. Geotechnique, 74(10), 1033-1046. doi:10.1680/jgeot.22.00103
Keybondori, S., Abdi, E., Deljouei, A., Cislaghi, A., Shakeri, Z., & Etemad, V. (2025). Soil-bioengineering to stabilize gravel roadside slopes in the steep Hyrcanian Forests of Northern Iran. Ecological Engineering, 214. doi:10.1016/j.ecoleng.2025.107569
Lujano, E., Diaz, R., Lujano, R., Sanchez-Delgado, M., & Lujano, A. (2025). Hydrological performance of gridded meteorological products in Peruvian Altiplano basins. Revista Brasileira de Recursos Hidricos, 30. doi:10.1590/2318-0331.302520240068
Maffra, C., & Sutili, F. (2020). The use of soil bioengineering to overcome erosion problems in a pipeline river crossing in South America. Innovative Infrastructure Solutions, 5(1). doi:10.1007/s41062-020-0273-5
Mancilla-Morales, J., Tornero-Campante, M., & López-Cruz, I. (2019). Evaluation of a mathematical model to predict growth and nitrogen content in tomatoes (Solanum lycopersicum L.) under greenhouse conditions. Ingeniería agrícola y biosistemas, 11(2), 111-125. doi:10.5154/r.inagbi.2018.06.013
Maxwald, M., Crocetti, C., Ferrari, R., Petrone, A., Rauch, H., & Preti, F. (2020). Soil and water bioengineering applications in central and South America: A transferability analysis. Sustainability (Switzerland), 12(24), 1-31. doi:10.3390/su122410505
Mickovski, S. (2021). Re-thinking soil bioengineering to address climate change challenges. Sustainability (Switzerland), 13(6). doi:10.3390/su13063338
Ng, C., Zhang, Q., Zhou, C., & Ni, J. (2022). Eco-geotechnics for human sustainability. Science China Technological Sciences, 65(12), 2809-2845. doi:10.1007/s11431-022-2174-9
Ni, J., Xiao, Y., Shi, J., & He, J. (2024). Soil bioengineering using vegetation under climate change. Biogeotechnics, 2(1). doi:10.1016/j.bgtech.2023.100067
Onyutha, C. (2022). A hydrological model skill score and revised R-squared. Hydrology Research, 53(1), 51-64. doi:10.2166/NH.2021.071
Qin, M., Cui, P., Jiang, Y., Guo, J., Zhang, G., & Ramzan, M. (2022). Occurrence of shallow landslides triggered by increased hydraulic conductivity due to tree roots. Landslides, 19(11), 2593–2604. doi:10.1007/s10346-022-01921-8
Tardio, G., & Mickovski, S. (2023). A novel integrated design methodology for nature-based solutions and soil and water bioengineering interventions: The Tardio&Mickovski methodology. Sustainability (Switzerland), 15(4). doi:10.3390/su15043044
Vallarino, R., Mejía, G., Centella, D., & Grajales, F. (2021). Bioingeniería de taludes: Evaluación del uso de árboles y arbustos como posible mecanismo para incrementar el factor de seguridad. Revista de Iniciación Científica, 7(2), 26-38. doi:10.33412/rev-ric.v7.2.3336
Vásquez, A., Vasquez, A., Piedra, J., & Arriola, G. (2021). Evaluación de la ecuación general del USBR para el diseño de aliviaderos tipo Creager de descarga libre. Revista Ingeniería: Ciencia, Tecnología e Innovación, 8(1), 106-120. doi:10.26495/icti.v8i1.1542
Von-der-Thannen, M., Hoerbinger, S., Muellebner, C., Biber, H., & Rauch, H. (2021). Case study of a water bioengineering construction site in Austria. Ecological aspects and application of an environmental life cycle assessment model. International Journal of Energy and Environmental Engineering, 12(4), 599-609. doi:10.1007/s40095-021-00419-8
Yazdani, F., Sadeghi, H., AliPanahi, P., Gholami, M., & Leung, A. (2024). Evaluation of plant growth and spacing effects on bioengineered slopes subjected to rainfall. Biogeotechnics, 2(2). doi:10.1016/j.bgtech.2024.100080
Zhang, W., Huang, R., Xiang, J., Zhang, N., Ciantia, M., Liu, L., . . . Qin, C. (2025). Role of root morphological and architectural traits: Insights into root-inspired anchorage and foundation systems. Biogeotechnics, 3(1). doi:10.1016/j.bgtech.2024.100107
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