Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid MÁSTER UNIVERSITARIO EN GEOLOGÍA AMBIENTAL Curso 2021-2022 Síntesis y análisis de métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos Synthesis and analysis or geomorphological restoration methods in hard-rock landscapes JHORDY PONCE DE LEÓN ZAVALETA TUTOR DEL TRABAJO: JOSÉ FRANCISCO MARTÍN DUQUE                                                                                                    Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid MÁSTER UNIVERSITARIO EN GEOLOGÍA AMBIENTAL Curso 2021-2022 Síntesis y análisis de métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos Synthesis and analysis or geomorphological restoration methods in hard-rock landscapes JHORDY PONCE DE LEÓN ZAVALETA TUTOR DEL TRABAJO: JOSÉ FRANCISCO MARTÍN DUQUE Fdo.: MARTIN DUQUE JOSE FRANCISCO - 03449400K Firmado digitalmente por MARTIN DUQUE JOSE FRANCISCO - 03449400K Nombre de reconocimiento (DN): c=ES, serialNumber=IDCES-03449400K, givenName=JOSE FRANCISCO, sn=MARTIN DUQUE, cn=MARTIN DUQUE JOSE FRANCISCO - 03449400K Fecha: 2022.07.26 17:36:07 -05'00' Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid DECLARACIÓN DE NO PLAGIO Jhordy Ponce de León Zavaleta con NIE Y8660681E, estudiante del Máster - Universitario en Geología Ambiental en la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense de Madrid en el curso 2021 -2022, como autor del trabajo de fin de máster titulado Síntesis y análisis de métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos, y presentado para la obtención del título correspondiente, cuyo tutor es: José Francisco Martín Duque DECLARO QUE: El trabajo de fin de máster que presento está elaborado por mí y es original. No copio, ni utilizo ideas, formulaciones, citas integrales e ilustraciones de cualquier obra, artículo, memoria, o documento (en versión impresa o electrónica), sin mencionar de forma clara y estricta su origen, tanto en el cuerpo del texto como en la bibliografía. Así mismo declaro que los datos son veraces y que no he hecho uso de información no autorizada de cualquier fuente escrita de otra persona o de cualquier otra fuente. De igual manera, soy plenamente consciente de que el hecho de no respetar estos extremos es objeto de sanciones universitarias y/o de otro orden. En Madrid, a 27 de julio de 2022 Fdo.: I AGRADECIMIENTOS A Dios por su inmensa bondad, que me acompaña y me da fuerza todos los días, y a San Cupertino por interceder por mí cuando más lo necesito. A mi tutor José Francisco Martín Duque, por su ayuda en la planificación, información y organización del Trabajo de Fin de Master, este trabajo no habría sido posible sin su apoyo. A mis padres y mi hermana que han estado a lo largo de toda esta etapa, apoyándome en todo momento y animándome para seguir adelante. Por último, expresar mi más sincero agradecimiento a la Universidad Complutense de Madrid por acogerme dentro de sus aulas y haberme dado una experiencia inolvidable de aprendizaje científico y personal. II Resumen En los ámbitos de la minería a cielo abierto y de la construcción vial es necesario perforar y volar caras de afloramientos rocosos, que posteriormente son tratadas con técnicas básicas de estabilización mediante una configuración de talud berma que genera impactos ambientales negativos y genera una intrusión paisajística. Esto se debe a que las técnicas convencionales exponen afloramientos rocosos jóvenes que están totalmente en desacorde con la geología natural de un valle siendo poco atractivos visualmente y alterando todo un ecosistema. Por ello, el presente trabajo se centra en analizar y sintetizar métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos como alternativas que puedan ser aplicados frente a estos modelos convencionales. Los métodos tratados consisten en imitar, replicar o reconstruir geoformas naturales. Las técnicas que no incluyan estos fundamentos de restauración no se abarcan de manera directa. Este trabajo permitió diferenciar dos métodos para la restauración de macizos rocosos, los cuales ayudan a integrar visualmente la zona afectada con su entorno natural, estos métodos son: el método francés Talud Royal, dirigido a la restauración de macizos rocosos en cortes de carretera y el método inglés para la réplica de relieves naturales en canteras de calizas. Ambos métodos son muy similares en cuanto a su enfoque y resultados, debido a que tratan de replicar geoformas naturales típicas de macizos rocosos en excavaciones artificiales, ya sea minería o infraestructura lineal. Paradójicamente, a pesar de que los métodos analizados son novedosos contribuyendo con opciones para tratar los aspectos visuales y ecológicos de zonas afectadas, estos no tienen mayor repercusión a nivel mundial, siendo pocos los países ajenos a Europa que citan la aplicación de estos métodos. Este problema requerirá una investigación especifica futura, debido a que la presente investigación se centra únicamente en analizar y sintetizar los métodos de restauración en macizos rocosos. III ÍNDICE 1. ASPECTOS GENERALES ................................................................................................. 1 1.1. Introducción ..................................................................................................................... 1 1.2. Objetivo ........................................................................................................................... 2 1.3. Justificación ..................................................................................................................... 2 1.4. Antecedentes .................................................................................................................. 4 2. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................. 5 2.1. Macizo rocoso ................................................................................................................. 5 2.2. Elementos de recuperación ............................................................................................. 5 2.3. Consideraciones técnicas ................................................................................................ 6 2.4. El impacto de las canteras en los procesos geomorfológicos .......................................... 8 2.5. Voladura de producción y voladura de restauración ...................................................... 11 3. MÉTODOS DE RESTAURACIÓN GEOMORFOLÓGICA EN MACIZOS ROCOSOS ...... 12 3.1 Método del Reino Unido para la réplica de escarpes naturales ...................................... 12 3.1.1. Identificación de referentes geomorfológicos _____________________________ 14 3.1.2. Evaluación geológica-geomorfológica __________________________________ 19 3.1.3. Voladuras de restauración ___________________________________________ 19 3.1.3.1. Diseño de voladura de restauración ................................................................................. 20 3.1.3.2. Ensayos de voladura de restauración .............................................................................. 21 3.1.3.3. Factores clave en los diseños de voladura de restauración ............................................ 24 3.1.3.4. Otro enfoque de voladura de restauración ....................................................................... 25 3.1.3.5. Tratamiento derivado de la voladura de restauración (regularización de bancos) .......... 25 3.1.4. Réplica de geoformas naturales de macizos rocosos ______________________ 26 3.1.4.1. Contrafuertes de roca ....................................................................................................... 26 3.1.4.2. Escarpes y pedregales ..................................................................................................... 27 3.1.5. Reconstrucción del hábitat ___________________________________________ 28 3.2. Método Francés, Talud Royal ........................................................................................ 30 3.2.1. Referentes o análogos geomorfológicos ________________________________ 31 3.2.2. Estudio geológico y geomorfológico ____________________________________ 31 3.2.3. Diseños de restauración _____________________________________________ 31 3.2.3.1. Diseño a escala de ladera ................................................................................................ 31 3.2.3.2. Diseño a escala de detalle ............................................................................................... 32 4. DISCUSIÓN ..................................................................................................................... 34 4.1. Método del Reino Unido ................................................................................................ 34 4.1.1. Principales ventajas ............................................................................................................. 35 4.1.2. Principales desventajas ....................................................................................................... 35 4.1.3. Propuesta de procedimiento ................................................................................................ 38 4.2. Método Francés, Talud Royal ........................................................................................ 39 4.2.1. Principales ventajas ............................................................................................................. 39 4.2.2. Principales desventajas ....................................................................................................... 39 IV 4.3. Aplicación de los métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos en el mundo .................................................................................................................................. 40 5. SÍNTESIS Y CONCLUSIONES ........................................................................................ 43 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 45 Lista de figuras y tablas FIGURA 1. MACIZO ROCOSO EXPUESTO POR PROCESOS DE VOLADURA, CHINALCO, PERÚ. ........... 5 FIGURA 2. ILUSTRACIÓN DE LA INFLUENCIA DEL RELIEVE, JUNTO CON LA VEGETACIÓN Y LAS MASAS DE AGUA, EN LA CONTRIBUCIÓN A LA CALIDAD AMBIENTAL PARA ZONAS RESTAURADAS. ......... 6 FIGURA 3. PRINCIPALES ELEMENTOS DE UN TALUD EN UNA EXPLOTACIÓN A CIELO ABIERTO. ......... 7 FIGURA 4. ACCIDENTES GEOGRÁFICOS RESULTANTES POR VOLADURA. ....................................... 8 FIGURA 5. CANTERA DE TUSTEAD, PEAK DISTRICT, INGLATERRA................................................. 9 FIGURA 6. ESQUEMA DE LAS FORMAS PRINCIPALES DE CARAS DE CANTERAS. ............................ 10 FIGURA 7.MAPA DE UBICACIÓN, PEAK DISTRICT, DERBYSHIRE, INGLATERRA. ............................. 13 FIGURA 8. ESQUEMA DE LAS PRINCIPALES GEOFORMAS DEL VALLE DE DERBYSHIRE, INGLATERRA. ...................................................................................................................................... 15 FIGURA 9. UN EJEMPLO DE REFERENTE NATURAL, DERBYSHIRE, INGLATERRA. .......................... 16 FIGURA 10. TIPOLOGÍAS DE PAISAJE (COMBINACIÓN DE RELIEVE COMUNIDADES DE VEGETACIÓN ASOCIADAS) EN LOS VALLES DE ROCA CALIZA NATURAL EN PEAK DISTRICT. ........................ 18 FIGURA 11. REPRESENTACIÓN DE LA VOLADURA SELECTIVA APLICADA A FRENTES DE CANTERA. . 20 FIGURA 12. NOMENCLATURA DE UN DISEÑO DE VOLADURA. ...................................................... 21 FIGURA 13. GEOMETRÍA DE VOLADURAS Y CARGA DE EXPLOSIVOS PARA LAS PRUEBAS DE VOLADURA DE RESTAURACIÓN EN LAS CANTERAS DE TUNSTEAD Y HOPE. ........................... 23 FIGURA 14. ESQUEMA DE VOLADURA SELECTIVA EN UN FRENTE DE CANTERA. ............................ 25 FIGURA 15. VOLADURA SELECTIVA APLICADA AL TRATAMIENTO DE BANCOS, PARA SU ELIMINACIÓN, CREANDO DERRUBIOS QUE SE ASEMEJAN A GEOFORMAS NATURALES. ................................ 25 FIGURA 16. MODELO DE EXPLOTACIÓN EN BANCOS POR VOLADURA, CANTERA DE SASIOLA. ESTOS BANCOS GENERAN UN IMPACTO VISUAL ELEVADO, DE MODO QUE LAS VOLADURAS SELECTIVAS TRATAN DE ELIMINAR DICHAS CONFIGURACIONES .............................................................. 26 FIGURA 17. FRAGMENTACIÓN DE ROCA PRODUCIDA POR VOLADURA SELECTIVA EN LA CANTERA TUNSTEAD, INGLATERRA. ................................................................................................. 28 FIGURA 18. RÉPLICA DE LADERAS NATURALES, QUE INCLUYE VOLADURAS SELECTIVAS DE RESTAURACIÓN, Y REPRODUCCIÓN DE CANCHALES (PEDREGALES) ..................................... 28 FIGURA 19. PROPUESTA DE MÉTODO DE PLANTACIÓN APROVECHANDO LAS PILAS DE PEDREGALES, QUE SON RESULTADO DE LAS VOLADURAS DE RESTAURACIÓN. ........................................... 29 FIGURA 20. APLICACIÓN DE MATERIALES DE COBERTURA VEGETAL (HIDROSIEMBRA). ................. 30 FIGURA 21. RESULTADO FINAL DE COMBINAR LA RESTAURACIÓN GEOMORFOLÓGICA CON LA RECUPERACIÓN DE LA CUBIERTA VEGETAL SOBRE CANCHALES O PEDRERAS, PROCEDENTES DE VOLADURAS DE RESTAURACIÓN (MÉTODO DEL REINO UNIDO). ....................................... 30 V FIGURA 22. A) PERFIL TÍPICO DE LAS ZONAS SUPERIORES DE LOS CAÑONES DEL ALTO TAJO. LOS NIVELES DE CALIZA FORMAN ESCARPES VERTICALES Y LAS ZONAS DE MARGAS Y ARCILLAS PERFILES TENDIDOS. B) DISEÑO PROPUESTO SEGÚN EL MÉTODO DEL TALUD ROYAL PARA LA RESTAURACIÓN DE UNA CANTERA DE CONTEXTO. (1) ARENAS SILÍCEAS; (2) Y (4) MARGAS; (3) Y (5) CALIZAS Y DOLOMÍAS. C) CONFIGURACIÓN VERTICAL DE LA PARTE SUPERIOR DE UNA MINA DE CAOLÍN, QUE SERÁ REMODELADA SIGUIENDO EL DISEÑO DE LA FIGURA B. ............... 31 FIGURA 23. RESTAURACIÓN GEOMORFOLÓGICA SIGUIENDO EL MÉTODO DEL TALUD ROYAL. DEPARTAMENTO DE LA ALTA SAONA, FRANCIA. ................................................................. 32 FIGURA 24. A LA IZQUIERDA TALUD ROYAL EN LA CARRETERA DE AZO, CAHORS, FRANCIA. APLICACIÓN DE TALUD ROYAL EN CARRETERA RD 105, LOIRE, FRANCIA. ........................... 33 FIGURA 25. ESQUEMA DE UNA RÉPLICA CREADA POR VOLADURA SELECTIVA QUE ILUSTRA EL PELIGRO POTENCIAL DE CAÍDA DE ROCAS DEBIDO A LA FALTA DE SANEAMIENTO EN LA PARTE SUPERIOR DEL FRENTE. ................................................................................................... 36 FIGURA 26. ALTERNATIVAS A LOS MÉTODOS DE RESTAURACIÓN GEOMORFOLÓGICA, MÉTODO INGLÉS, QUE PUEDEN SER COMBINADAS O USADAS DE MODO ALTERNATIVO. ....................... 37 FIGURA 27. PROPUESTA DE APLICACIÓN DEL MÉTODO INGLÉS, MEDIANTE UN DIAGRAMA DE FLUJO, COMO RESULTADO DE ESTE TFM. .................................................................................... 38 FIGURA 28. MAPA MUNDIAL DONDE SE SEÑALAN LOS PRINCIPALES PAÍSES DONDE SE HAN APLICAD MÉTODOS DE RESTAURACIÓN GEOMORFOLÓGICA EN MACIZOS ROCOSOS ............................ 42 TABLA 1. EJEMPLO DE RANGO DE DIMENSIONES DE LOS PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA CANTERA. 7 TABLA 2. CARACTERÍSTICAS NATURALES DE LA FORMA DEL RELIEVE REGISTRADAS COMO BASE PARA LA REPLICACIÓN. 16 1 1. ASPECTOS GENERALES 1.1. Introducción En 1950 se estimaba que la población mundial era de 2.600 millones de personas. En 1987 se alcanzaron 5.000 millones y en 1999 los 6.000 millones. Para octubre de 2011, se dio una estimación de la población mundial de 7.000 millones de personas. Datos extraídos de la página oficial de las Naciones Unidas señalan a su vez que se espera que la población mundial aumente en 2.000 millones de personas en los próximos 30 años. El aumento exponencial de la población mundial tiene como consecuencia el consumo de recursos y el aumento de los procesos de urbanización. Estas tendencias tienen repercusiones importantes en el presente y para las generaciones venideras, ya que la demanda de insumos para satisfacer este desarrollo aumenta. Como consecuencia de esto, la industria minera tiende a aumentar su producción, para extraer los minerales y rocas necesarias que se demandan. Es el caso de la extracción de rocas para construcción, arcillas para la fabricación de cemento, o metales para la nueva transición energética. Estas actividades demandan el movimiento de grandes volúmenes de tierra, con grandes excavaciones y voladuras, generando numerosos nuevos afloramientos rocosos (Mossa y James, 2021). La actividad humana genera anualmente una mayor alteración del modelado terrestre que las propias fuerzas geológicas (Hooke, 1994). Algunos expertos opinan que movemos 10 veces más volúmenes de tierra que los procesos naturales (Ibáñez, 2008). La actividad humana, no sólo mueve cada vez más tierras, sino que progresivamente lo hace en territorios ecológicamente más sensibles (tundra, selvas, etc.). Todas estas alteraciones del relieve geomorfológico modifican el suelo y la cobertura vegetal, deteriorándolos o eliminándolos por completo, acelerando de esta forma distintos procesos geológicos. Con el uso de nuevas tecnologías se intensifica la alteración y destrucción de los ecosistemas naturales. Se usan perforadoras y detonantes para fragmentar, y poder luego acarrear, el material, dando como resultado final un nuevo relieve, con frentes rocosos cortados y fragmentados, que exponen rocas sin meteorizar. En el ámbito minero a cielo abierto, como la extracción de caliza o minerales metálicos, es necesario perforar y volar caras de afloramientos rocosos, que posteriormente son tratadas con técnicas básicas de estabilización, que quedan como morfologías de restauración, mediante la configuración de talud y bermas. Los taludes se modelan habitualmente con unos perfiles geométricos que buscan garantizar la estabilidad y minimizar la erosión por el agua de escorrentía (Ayala y Vadillo, 2004). Sin embargo, aún con los perfiles talud-berma de restauración convencional, el proceso genera un impacto ambiental significativo en ambientes naturales o rurales, evidenciándose 2 directamente tanto en el impacto visual como en las principales características ecológicas que tenía el escenario pre-actuación, tanto en la relativo a sus factores bióticos como abióticos. Pero, ¿cuál es el principal problema o poca eficacia de estas técnicas convencionales de restauración en macizos rocosos? Estos métodos ‘tradicionales’ tienen una configuración muy geométrica, con formas monolíticas en el paisaje. Es decir, se concentran en realizar acabados planos y escalonados que, si bien tienen la finalidad de garantizar una estabilidad a largo plazo, se olvidan de configurar el sistema para que sea resiliente en el largo plazo. Por ello, es frecuente que en muchos casos terminen siendo inestables, y generando muchos gastos de mantenimiento. Por otra parte, no se centran en devolver las características ambientales que tenía el sistema previo a su perturbación. Si bien distintas normativas exigen cumplir con estas condiciones, los métodos tradicionales de restauración de macizos rocosos se centran, sobre todo, en dejar sistemas de taludes y bermas, es decir, formas que poco tienen que ver con las naturales. En este contexto, la restauración geomorfológica proporciona soluciones visuales y ecológicas, integrales con el medio ambiente, duraderas y eficientes, inspirándose en las configuraciones estables del entorno paisajístico, con rasgos o patrones formados por procesos que han operado durante mucho tiempo (Toy y Chuse, 2005). El trabajo que presentamos es bibliográfico. En él se han buscado, analizado y sintetizado métodos o técnicas que configuran soluciones de restauración geomorfológica en macizos rocosos, garantizando una máxima estabilidad y reduciendo costos de mantenimiento. Pero también consiguiendo la máxima integración ambiental y ecológica posible. Los métodos recopilados incluyen técnicas aplicadas en países como Inglaterra y Francia, con el fin de dar soluciones paisajísticas más amigables con el entorno natural, las cuales fueron experimentadas en la mayoría de los casos en canteras activas y abandonadas (Reino Unido) y en taludes de carreteras (Francia). 1.2. Objetivo Recopilar, analizar y sintetizar los principales métodos de restauración geomorfológica que se aplican en macizos rocosos, a partir de información bibliográfica. 1.3. Justificación El principal motivo que lleva a investigar sobre métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos se debe a que, a pesar de tener enormes ventajas, éstos son muy poco conocidos y utilizados a nivel mundial. Se pretende, pues, realizar una recopilación sistemática de métodos que ayuden a proponer nuevas técnicas de mejora de acabados para proyectos que impliquen la modificación del relieve en macizos rocosos, que se integren adecuadamente en el entorno y satisfagan las leyes más modernas con el cuidado y tratamiento paisajístico 3 post minería, y sobre todo, las expectativas de la población local. En este sentido, los requerimientos para aplicar métodos de restauración geomorfológica empiezan a aparecer en las normativas: “Siempre que sea posible, se recomienda incorporar la restauración geomorfológica en el diseño de las propias infraestructuras. La restauración geomorfológica debe estar orientada a recuperar redes de drenaje que permitan organizar la escorrentía y crear geomorfologías estables. Este tipo de acciones puede favorecer la sucesión secundaria y permitir la reducción de costes y mantenimiento” (BOE, 2021). A modo de ejemplo, la explotación de yacimientos de calizas en grandes canteras, de hasta 5 millones de toneladas de capacidad anual, pueden entrar en conflicto con el atractivo paisajístico asociado a sus entornos. La fabricación de cemento es una industria establecida en casi todos los países. La producción mundial de cemento alcanzó los 2.900 millones de toneladas en 2008, lo que sitúa a las canteras de caliza entre los principales materiales extraídos de la corteza terrestre. La relación roca caliza bruta/cemento es variable, dependiendo de la composición química de la roca caliza y de otras materias primas utilizadas en el procesamiento (arcilla, arena, mineral de hierro) (Neri y Sánchez, 2010). De hecho, la producción mundial de caliza es aún mayor que la asociada a la fabricación de cemento, ya que la roca también se utiliza como fuente de áridos y en la fabricación de cal, cuya producción global en 2008 alcanzó los 290 millones de toneladas, demandando unos 350 millones de toneladas de caliza (Freas et al., 2006). Un ejemplo del conflicto permanente que aparece asociado a las actividades extractivas lo mencionan Gagen y Gunn (1988), en el Parque Nacional Peak District y Yorkshire Dale, Inglaterra. En ese escenario, la reconciliación de demandas contrapuestas sobre el territorio, en particular la necesidad nacional de caliza y conservación del paisaje, requirió de la formulación de políticas que abarcasen la exploración inicial, el control del desarrollo, la restauración y el uso público posterior de las canteras. El ejemplo recién descrito ilustra bien la necesidad de compatibilizar las actividades extractivas y la conservación del paisaje. Por ello, existe la necesidad de buscar y realizar un análisis y síntesis de las principales técnicas de restauración geomorfológica en macizos rocosos, como alternativas que puedan ser usadas frente a los modelos convencionales. Por ello, en este trabajo se analizarán las principales características, ventajas y desventajas, y se ilustran ejemplos. Todo ello en un contexto mundial de mayor demanda de recursos minerales y de mayor exigencia ambiental, que obliga a reconciliar ambos intereses. 4 1.4. Antecedentes La restauración geomorfológica es una disciplina joven, creada en el último tercio del siglo XX, que ha experimentado un crecimiento fuerte en el siglo XXI. Su desarrollo es relativamente común en países como Estados Unidos, Australia, Canadá y España (De la Villa Albares y Martín, 2018). Sin embargo, la restauración geomorfológica, en genérico, ha estado referida, sobre todo, a restaurar contextos geológicos de materiales no consolidados (como escombreras o vertederos), con un enfoque de cuencas hidrográficas. Pero si nos referimos a macizos rocosos, su desarrollo ha sido mucho menor. En este ámbito, el primer antecedente es una nota publicada en la revista Rock Products (Humphries, 1977), que propuso un método para realizar voladuras selectivas en canteras del Reino Unido, de modo que se crearan geoformas similares a las encontradas en los paisajes naturales del entorno. Esta idea se desarrolló luego en Humphries (1979). Estos dos artículos de Humphries (1977, 1979) se encuentran entre los pioneros, a nivel mundial, sobre Restauración Geomorfologica (RG), con independencia del contexto geológico. Destinados a replicar laderas y escarpes rocosos en frentes de explotación de canteras, fueron continuados por el Limestone Research Group, Manchester Polytechnic (Gagen y Gunn, 1988; Gunn et al., 1992; Gunn y Baley, 1993). Los trabajos de esta escuela aparecen ilustrados en el conocido libro The Restoration of Land (Bradshaw y Chadwick, 1980), con una fotografía en la página 213 cuyo pie recoge “Large quarry faces need to be shaped to give naturalistic land forms”, inmejorable descripción del objetivo de la RG. 5 2. MARCO TEÓRICO 2.1. Macizo rocoso Geológicamente, un macizo rocoso es el conjunto formado por una matriz rocosa (agregados naturales compuestos de partículas de uno o más minerales, con fuertes uniones cohesivas permanentes) y discontinuidades que controlan su resistencia, con un carácter heterogéneo y normalmente con distintas propiedades. El comportamiento de un macizo rocoso está en función de las propiedades intrínsecas de los materiales que lo constituyen, como la estructura y resistencia, de los planos de discontinuidad que lo afectan, y de las condiciones geológicas y ambientales a que está y ha estado sometido, como los esfuerzos tectónicos, estados tensionales, condiciones hidrogeológicas y climáticas. Todo ello define las propiedades y características geotécnicas del terreno y, por tanto, su comportamiento mecánico (Ferrer y González Vallejo, 2007). Figura 1. Macizo rocoso expuesto por procesos de voladura, Chinalco, Perú. Fuente: Propia. 2.2. Elementos de recuperación Los principales elementos del paisaje que deben recuperarse en un macizo rocoso transformado son relieve, suelos y vegetación. Además, deben considerarse otros elementos del paisaje, tales como las masas de agua (Crowther et al., 2004). El éxito de una restauración se verá influida por cómo se aborde la recuperación de esos tres elementos esenciales. Por ello, es importante que se preste atención al diseño inicial de la forma del relieve, ya que será la base de todos los demás elementos que compondrán la zona restaurada (Nicolau, 2003). La figura 2 ilustra también la importancia del tratamiento del relieve en la restauración de paisajes alterados (Legwaila et al., 2015). 6 Figura 2. Ilustración de la influencia del relieve, junto con la vegetación y las masas de agua, en la contribución a la calidad ambiental para zonas restauradas. Fuente: Redibujado y modificado de Legwaila et al. (2015). 2.3. Consideraciones técnicas En este apartado se explican algunos términos y nomenclaturas que se mencionarán en adelante, para su mejor comprensión: • Un talud es una superficie inclinada con respecto a la horizontal, que adquiere esa posición de manera temporal o permanente. Los taludes están compuestos por el sustrato (roca o suelo), o incluso por cemento, en casos donde debe contener la presión ocasionada por cargas puntales o esfuerzos ocasionados por el suelo. La figura 3 ilustra los principales parámetros geométricos que configuran un talud escalonado, que en la mayoría de los casos (como canteras) tienen tres componentes principales: los propios taludes, su pie, y las bermas. 7 Figura 3. Principales elementos de un talud en una explotación a cielo abierto. Fuente: Redibujado de Recalde y Morante (2007). • Las bermas son las plataformas horizontales en los límites de la explotación sobre los taludes finales; su propósito es mejorar la estabilidad de un talud, y retener los materiales caídos del talud superior. • El banco es el escalón comprendido entre dos niveles de talud o berma, y es la geometría básica de excavación. • La altura del banco es la distancia desde el pie de banco hasta la parte más alta del mismo. • El talud final, de una superficie escalonada, es el ángulo delimitado por la horizontal y la línea que una el pie del banco inferior y la cabeza del banco superior (Recalde y Morante, 2007). La tabla 1 recoge algunas dimensiones características de estos elementos para algunas canteras, si bien estos son muy variables, en función de los contextos geológicos y operativos. Tabla 1. Ejemplo de rango de dimensiones de los principales componentes de una cantera. Fuente: Legwaila et al. (2015). Componentes Dimensión Cantera de banco 70-90° Talud final 45-60° Altura del frente de la cantera 10-20 metros Ancho del banco 7-15 metros Una vez descritas las características básicas de las superficies escalonadas generaras por excavación de macizos rocosos cabe resaltar que, en realidad, lo que se pretende conseguir con una restauración geomorfológica no es tanto alcanzar estas configuraciones o valores, sino reproducir geoformas naturales, las cuales no están sujetas a esa rigidez. 8 2.4. El impacto de las canteras en los procesos geomorfológicos Aunque este trabajo abarca el tema de restauración en macizos rocosos de manera general, las técnicas estudiadas abarcan problemas, sobre todo, en un contexto de explotación de canteras y de apertura de taludes por construcción de carreteras. Respecto a las canteras, consisten en una práctica muy antigua, que se desarrolla desde el Paleolítico, momento en el que este material era muy necesario para crear herramientas y su extracción se daba a escala pequeña (Hooke, 2000). Sin embargo, la explotación moderna de canteras se lleva a cabo a una escala mucho mayor, con el uso de explosivos y grandes máquinas, lo que tiene como consecuencia un impacto muy significativo sobre el medio ambiente y sus accidentes geográficos naturales (alterando en gran medida el relieve). Las voladuras permiten modificar sustancialmente superficies extensas de terrenos, lo que junto a la capacidad de las operaciones de explotación, crea nuevas topografías, resultantes directamente de las operaciones de extracción. Gagen y Gunn (1988) mencionan tres tipos de accidentes geográficos principales resultantes directamente de las operaciones de explotación de canteras, las cuales son: conos de fractura por voladura, contrafuertes de roca y canaletas, y conos o taludes de derrubios. Los conos de fractura se estrechan hacia abajo, en los frentes de explotación. Los contrafuertes de roca sobresalen del frente de la cantera y aumentan de tamaño y extensión lateral hacia el piso de la cantera o del banco. Y los conos o taludes de derrubios tienen forma de cono invertido. a b Figura 4. Accidentes geográficos resultantes por voladura. a) Cono de fractura. b) Contrafuerte de roca. Fuente: Gagen y Gunn (1988). 9 Figura 5. Cantera de Tustead, Peak District, Inglaterra. Fuente: Peter McDermott (2008). En muchas canteras, los bancos de explotación (ver Figura 3) son eliminados, de modo que el resultado final es una sola pared o frente de explotación, alto, a modo de escarpe (figura 6). Si la cantera tiene como fin la extracción de grandes bloques paralepipédicos, como en el caso de extracción de mármol, que posteriormente se cortan y elaboran, las explotaciones se caracterizan por un gran número de bancos, que se abren para arrancar los bloques con la maquinaria especial que se utiliza para obtener planos de corte limpio. Estas condiciones permiten reducir la superficie final afectada, pero originan un impacto visual elevado. 10 Figura 6. Esquema de las formas principales de caras de canteras. Fuente: Redibujado y modificado de Humphries (1979). En la figura 6 (esquema de la izquierda) se ilustra una sola pared de roca, donde la cara de cantera o escarpe está representada por la letra (F, de face), la superficie original por SO, y piso de la cantera por QF (quarry floor). En este tipo de diseño no hay presencia de bancos, como sí ocurre en la configuración de la derecha, donde se aprecian las distintas bermas (bench, B). que configuran la sucesión de bancos. Estos dos esquemas de diseño de una cantera van a estar supeditados a las propiedades intrínsecas de los materiales constituyentes, las condiciones geológicas (grado de meteorización, diaclasas, fallas) y el tipo de material que se extraiga. Los taludes formados por la roca extraída en macizos rocosos se diseñan para ser estables, y en teoría, es poco probable que se alteren mucho a partir de la configuración de su forma excavada (Gagen y Gunn, 1988). Sin embargo, un análisis geomorfológico de estas configuraciones sugiere que estos taludes rocosos deberían ser considerados como formaciones terrestres jóvenes, que están fuera de equilibrio con su entorno ambiental y que, por lo tanto, es probable que siempre experimenten una evolución a partir de su fase de abandono, mediante procesos como caídas o desprendimientos (Thornes y Brunsden, 1979). Aunque las características que se describen se refieren sobre todo a canteras, es preciso destacar que son aplicables también a taludes excavados para la construcción de infraestructuras lineales, ámbito que también ha sido objeto de restauración geomorfológica, como luego se verá. 11 2.5. Voladura de producción y voladura de restauración Para el análisis que realizaremos después, es preciso diferenciar entre ambas técnicas de voladura. En canteras de roca, la voladura de producción fragmenta la roca con la finalidad de producir una pila de roca cuyas dimensiones maximicen la eficacia de carga y transporte, para su posterior trituración. Por ello, se han implementado técnicas y explosivos específicos, de modo que las voladuras optimicen el desprendimiento de rocas del macizo (Gunn et al., 1992). En contraste, la voladura de restauración busca que la pila de roca producida, denominada en estos contextos como canchales o pedreras, permanezca in situ, obviando su carga y transporte, para que posteriormente, pasen a formar parte de una secuencia de geoformas naturales, dentro de ecosistemas y paisajes autosostenibles (Gunn et al., 1992). En el ámbito de las infraestructuras lineales, no hay voladuras de producción, sino de restauración. Y en este caso, las posibilidades de acumular derrubios al pie son muy limitadas, debido a las condiciones de seguridad impuestas por el funcionamiento de la infraestructura. 12 3. MÉTODOS DE RESTAURACIÓN GEOMORFOLÓGICA EN MACIZOS ROCOSOS En este capítulo se analizan y sintetizan los principales métodos que se han desarrollado, a nivel global, para aplicar soluciones de restauración geomorfológica a proyectos que implican la alteración de macizos rocosos. Curiosamente, éstos sólo se han desarrollado en Europa. 3.1 Método del Reino Unido para la réplica de escarpes naturales Este método nace ante el interés por conocer el volumen de movimiento de tierras que generaban las actividades de extracción de roca caliza en el Parque Nacional de Peak District, Inglaterra (Figura 7). Dicho análisis puso de manifiesto que el impacto generado por el movimiento de materiales era setenta veces más rápido que el de la naturaleza (Gagen y Gunn, 1988). De esta manera surgió la necesidad de crear un método que mitigara el impacto visual ocasionado por esta industria extractiva. En ese contexto, el investigador Humphries, considerado como el padre y pionero sobre lo que hoy conocemos como restauración geomorfológica en macizos rocosos, propuso a finales de la década de 1970 un conjunto de acciones para replicar “accidentes geográficos naturales”, hasta llegar a configurar un método propio, que luego sería continuado por el Limestone Research Group, Manchester Polythecnics. 13 Figura 7. Mapa de localización, Peak District, Derbyshire, Inglaterra. Fuente: Elaboración propia. 14 En efecto, años más tarde de que se publicaran los trabajos de Humphries (1977, 1979), estos fueron ampliados por autores como Peter Gagen, John Gunn, o Debra Bailey, que, a su vez, propusieron subvariantes de las acciones del método principal, los cuales abarcan acciones tales como: relleno, rollover o relleno por vuelco, plantación en banco y recuperación natural. Paradójicamente, el resultado de estas subvariantes no es totalmente geomorfológico, si bien hemos decidido incluirlo en el análisis, dado que no existen muchos métodos de reconformación topográfica para restauración en macizos rocosos, y dado que, de un modo u otro, tampoco son soluciones estrictamente convencionales o geométricas, pues de hecho, tratan de ‘borrar’ configuraciones muy rectas o artificiales. En el caso del relleno, rollover y plantación en banco, lo que se busca es rellenar con suficiente material de ‘sobrecarga’ (overburden, estéril) los frentes y bancos, y en general, todas aquellas formas geométricas de las canteras. Para el caso de la denominada “recuperación natural”, es obvio señalar que no se aplica ningún principio geomorfológico, ya que, la acción de esta subvariante busca el equilibrio del sistema de manera natural, es decir, en función del factor tiempo, sin acciones antrópicas que ayuden a acelerar el proceso. Este proceso es lo que se conoce como restauración pasiva en restauración ecológica. Es importante insistir en que, en estos últimos casos, no se busca replicar geoformas naturales, y por tanto, no serían métodos de restauración geomorfológica. El criterio para saber qué método o variante es o no restauración geomorfológica es si las acciones tratan de imitar, replicar o reconstruir geoformas naturales. Teniendo clara esta consideración, el método de Reino Unido incluye las siguientes fases y/o acciones, que en algunos casos podrían considerarse como ‘submétodos’. 3.1.1. Identificación de referentes geomorfológicos Antes de realizar una propuesta de restauración geomorfológica es necesario identificar y localizar una configuración geomorfológica de referencia, para replicar los accidentes geográficos naturales (geoformas) de rocas calizas. Por ello, en esta etapa, es necesario examinar la geomorfología y la estructura geológica subyacentes y del entorno. De igual forma, es importante investigar la evolución geomorfológica experimentada por las canteras abandonadas de roca caliza. De hecho, fue a partir de las observaciones realizadas en estas canteras antiguas donde se originó el concepto de ‘voladura de restauración’ (Gunn et al., 1992). Si bien este paso es necesario siempre que se aborda una restauración, a nivel informativo, incluimos aquí el caso de Derbyshire Peak District (Gunn et al., 1992). La zona donde se aplicaron los primeros ensayos de este método fue en un afloramiento de caliza carbonífera 15 de un área de unos 540 km2, en Peak District (figura 7). En esta localización, el paisaje se caracteriza por una superficie de meseta suavemente ondulada, cubierta de suelo, que varía entre 275 y 450 metros de altitud sobre el nivel del mar, y carece de colinas residuales. La superficie de la meseta está dividida por una red compleja de valles sinuosos, que son formas relictas, de origen fluvial. En ese contexto, se pueden identificar cuatro geoformas principales del relieve del valle: contrafuertes rocosos, paredes de roca o escarpes, taludes de pedregales desnudos y taludes de pedregales con vegetación (Figuras 8 y 9). Para el caso de canteras abandonadas, éstas están sujetas a condiciones de frío intenso, y por tanto sujetas a procesos de congelación y descongelación (gelifracción), que junto con la termoclastia, han producido extensos pedregales. Son estas geoformas naturales las que las voladuras de restauración buscan replicar. A nivel de procedimiento, toda esta información se recopila utilizando un recurso de cartografía geomorfológica, integrada en un proceso de cartografía ecológica, de modo que sea posible realizar una identificación de la ocurrencia y variación de formas del relieve y de su relación con la naturaleza y extensión de las comunidades vegetales asociadas. Figura 8. Esquema de las principales geoformas del valle de Derbyshire, Inglaterra. Fuente: Redibujado a partir de Bailey et al. (1992). 16 Figura 9. Un ejemplo de referente natural, Derbyshire, Inglaterra. En la fotografía se puede apreciar 1. Contrafuertes, 2. Laderas con pastizales, 3. Pedregales, 4. Escarpes. Fuente: Gunn et al. (1992). La idea de analizar y replicar unos referentes naturales precisa de saber extraer datos puntuales de dichos análogos (normalmente morfometría), de modo que esos valores concretos puedan ser copiados en el proceso de restauración. La tabla 2 muestra un ejemplo de la morfometría analizada en un caso concreto de un paisaje natural, para su posterior réplica en restauración. Tabla 2. Características naturales de la forma del relieve registradas como base para la replicación. Fuente: Modificado de Eldred (1988), en Walton y Allington (1994). Características en secciones transversales Datos morfológicos y morfométricos de interés, para ser replicados en la restauración Alturas de pendiente Alturas típicas y máximas de los lados del valle, caras escarpadas y cabeceras Ángulos de pendiente Ángulos de pendientes generales típicos y máximos de los lados del valle, caras escarpadas y cabeceras de valle Pendientes típicas y mínimas del perfil longitudinal del valle Formas de pendiente Formas típicas de caras de taludes (convexas, cóncavas o rectas) y 17 proporciones típicas de cada faceta del talud en relación con la pendiente total Formas del contramuro (spur) Relaciones del largo y ancho de las estructuras de referencia Formas de cara de escarpados Sinuosidad de las caras y cambios en las características de la sección transversal a lo largo de la cara 18 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Figura 10. Tipologías de paisaje (combinación de relieve comunidades de vegetación asociadas) en los valles de roca caliza natural en Peak District. (a) Ladera cubierta de comunidades herbáceas con presencia de escarpe en la parte superior. (b) Escarpes o muros de roca discontinuos a lo largo de la ladera, poca presencia de pedregales. (c) Secuencia de escarpes a lo largo de la ladera, con distintas comunidades de vegetación. (d) Combinación de contrafuertes rocosos con escarpes a lo largo de la ladera. (e) Contrafuertes cerca de la cresta de la ladera, presencia de pedregales en la parte inferior y vegetación. (f) Presencia de contrafuertes de roca en la base del talud. (g) Contrafuertes rocosos en la cresta de la ladera, con intercalación de escarpes, presencia de pedregales y abundante vegetación. (h) Escarpe general con derrubios a su pie, originados por desprendimiento de rocas. Fuente: Redibujado de Gunn et al. (1992). 19 3.1.2. Evaluación geológica-geomorfológica En esta etapa, descrita por Gunn et al. (1992) se debe estudiar el contexto geológico y geomorfológico del sitio a restaurar, para poder diseñar y ejecutar de modo adaptativo las acciones de voladura de restauración, teniendo en cuenta los siguientes factores: 1. Debe caracterizarse la estructura geológica de cada sección del frente de explotación (fracturas, diaclasado, planos de estratificación), analizando además los efectos que han dejado las voladuras de producción sobre la estructura del frente y del macizo rocoso. En concreto, debe estudiarse el patrón de fracturación generado por la voladura de producción, y el ensanchamiento y disposición de las diaclasas naturales. Todos estos factores influirán en el grado de fragmentación de la roca esperado por ejecución de la voladura de restauración. 2. Variaciones significativas en las formas y altura del frente de la cantera y el impacto geomorfológico de la meteorización y la erosión desde la última voladura de producción. Gunn et al. (1992), describen que la altura y extensión del frente de la cantera determinaran la ubicación y el alcance de cada voladura de restauración. En concreto, estos autores sugieren que se realicen cartografías de detalle del frente, e incluso, que se obtengan modelos digitales a partir de láser (que actualmente podría ser escáner terrestre) para identificar las ubicaciones más adecuadas para ubicar las voladuras de restauración, y poder determinar así la posición y forma que tendrán los contrafuertes rocosos o los canchales, por ejemplo. De nuevo, se ha utilizado un ejemplo concreto para ilustrar un proceso general, que debería aplicarse en cualquier contexto en el que se quiera aplicar este método de restauración geomorfológica de macizos rocosos del Reino Unido. 3.1.3. Voladuras de restauración Puede considerarse como la versión más básica y primitiva del método, que permite una cierta integración en el entorno. Las voladuras de restauración es el proceso clave en la restauración geomorfológica de macizos rocosos, razón por la cual nos extenderemos en su explicación, incluyendo varios subepígrafes. Estas voladuras comenzaron a realizarse de modo más intuitivo, sin identificación de referentes (epígrafe 3.1.1) o caracterizaciones geológicas o geomorfológicas (epígrafe 3.1.2). Sin embargo, realizadas tras esos análisis, resultan más eficientes, y éste es el motivo por el que ubicamos esta fase tras aquellos análisis, tratando de establecer un procedimiento completo o idealizado, que pueda ser adoptado en cualquier contexto geológico o geográfico. 20 Esta acción inicial fue propuesta por Humphries (1977) en su trabajo A new method for landscaping quarry faces, que buscaba, sencillamente, replicar relieves naturales que mitigaran el impacto visual que introducían los frentes rocosos de las canteras. Humphries (1977), explica que la voladura de restauración consiste en alterar los patrones de profundidad de las perforaciones en las que se ubicarán las cargas explosivas, para buscar configurar relieves de pendientes y salientes de varios ángulos y tamaños, creando ‘toboganes’, espolones, taludes de derrubios y paredes de acantilados rugosos. Estas geoformas se integran en el paisaje visual, y dejan configuraciones apropiadas para el desarrollo de la vegetación. Del mismo modo, esta acción proporciona un hábitat más favorable para numerosas especies silvestres. La figura 11 muestra tanto las distintas profundidades de las perforaciones de voladura como los relieves obtenidos tras las mismas. Figura 11. Representación de la voladura selectiva aplicada a frentes de cantera. Fuente: Redibujado de Norman (2014). 3.1.3.1. Diseño de voladura de restauración El diseño de las voladuras de restauración debe responder a una combinación de las condiciones in situ, es decir las características geológicas de la roca volada post producción y los requisitos del diseño del paisaje elegido. Los primeros ensayos de voladura de restauración se dieron en las canteras de Tunstead y Hope, ubicadas en Inglaterra. La voladura de producción detonó un macizo rocoso de entre 25 a 100 metros de longitud. Esto permitió que fuera usado como proyecto demostrativo. Los objetivos del estudio incluían la 21 determinación de ubicaciones adecuadas para la réplica de contrafuertes rocosos. Para los primeros ensayos de lo que venimos refiriendo como el método inglés, los diseños comprendían una serie de zonas de carga compuestas por filas de perforación simples, dobles y en algunos casos triples, ubicadas a intervalos a lo largo de la superficie del banco de la cantera. La carga de explosivos, el tiempo y las secuencias de la detonación dentro y entre las zonas de cargas fueron variados para lograr objetivos específicos. La posición y el patrón de los agujeros de perforación, su profundidad y ángulo de inclinación (Figura 12) se seleccionaron de acuerdo a las características naturales de la forma del relieve de referencia (Gunn et al., 1992). Figura 12. Nomenclatura de un diseño de voladura. (a) Cresta de la cara del macizo rocoso. (b) Frente del macizo rocoso. (c) Piso de la cantera. (d) Altura del frente rocoso. (e) Inclinación del pozo de perforación. (f) Agujero de tiro. (g) Cebador de carga Superior e (h) Inferior. (i) Diámetro del pozo de perforación. (j) Espaciado. (*) Material colocado en la parte superior del taladro, cuya función es de retardar la liberación de los gases, logrando con ello un mejor aprovechamiento de la energía en la rotura de la roca (Chávez, 2014). Fuente: Redibujado y modificado de Gunn et al. (1992). 3.1.3.2. Ensayos de voladura de restauración En este epígrafe se presenta un resumen de la configuración geométrica y de la carga de explosivos que se aplicaron en las pruebas de voladura de restauración en las canteras de Tunstead y Hope. La metodología para la aplicación de la voladura de restauración se basó en codificar 10 tipologías de voladura, de acuerdo a las características deseables de la geomorfología a replicar para cuatro secciones (A, B, C y D). En esta síntesis hacemos alusión sólo a las 22 tipologías de voladura más representativas, usadas en los ensayos realizados y descritos por Gunn et al. (1992), las cuales son (Figura 13): • RB4: Diseños para producir dos contrafuertes de roca rodeados de pedregal. Se pretendía que la caída y la fragmentación fueran mayores en la zona de carga B que en la zona A. • RB5: Diseñado para tener un contrafuerte de roca central de 20 m de ancho con pedregal a cada lado. La presencia de orificios de ventilación sirve para mejorar la estabilidad de los contrafuertes. • RB6: Se pretendía construir dos contrafuertes de 10 m de ancho. Se utilizaron orificios de ventilación, para mejorar la integridad de los contrafuertes. En la zona B, tanto la fila delantera como la trasera se perforaron a una profundidad reducida, para promover la formación de una pared de roca elevada y un saliente asociado. • RB7: El diseño incluía un contrafuerte central de 14 m y una zona de carga (A) en ángulo recto con las dos zonas principales (B y C) para formar un contrafuerte de esquina. • RB10 y RB11: El objetivo de estas dos voladuras fue el de generar un saliente rocoso sustancial, sobre el cual se retendría la roca fragmentada más fina de la segunda fila de agujeros de disparo. • RB12: Esta voladura corresponde a una de tres filas, con el objetivo de producir un perfil de saliente de roca escalonado para dividir la pila de voladura de pedregal en una porción inferior fragmentada más gruesa y una porción superior de roca fragmentada más fina, en un saliente de roca. • RB13: Diseñado para producir un contrafuerte de 15 metros entre las dos zonas de carga. • RB14: La voladura final en la cantera Hope tuvo como objetivo replicar una secuencia de geoformas que comprendieran tres contrafuertes rodeados por canchales de diferentes alturas. La siguiente tabla resume la geometría, carga de detonación para las pruebas de voladura de restauración. 23 Figura 13. Geometría de voladuras y carga de explosivos para las pruebas de voladura de restauración en las canteras de Tunstead y Hope. El esquema representa la disposición geométrica de los pozos de tiro. También la profundidad de perforación representad por los números de color negro, los números rojos y azules representan la cantidad de ANFO (lbs) y Powergel (kg), (?) Información no disponible. Fuente: Redibujado y modificado de Gunn et al. (1992). 24 3.1.3.3. Factores clave en los diseños de voladura de restauración a) Número y patrón de agujeros de tiro. Estos factores están sujetos a la longitud de la pared del frente rocoso. Gunn et al. (1992) comenta que una sección de 100 metros de longitud de frente rocoso, por lo general, brinda suficiente alcance y variación del diseño del relieve. De igual forma, la prominencia deseada de los contrafuertes sobre los canchales, o viceversa, afectará el número, a la posición y a la extensión de las zonas de carga para la voladura. Si las zonas de pedregal van a dominar el diseño del relieve, entonces se requieren más zonas de carga, con un mayor número de pozos de disparo. b) Inclinación y diámetro de los pozos de disparo. La disposición de los barrenos de perforación debe de ser paralela al frente de voladura. De manera general, estos tendrán un cierto ángulo de inclinación, para asegurar la estabilidad del mismo, en función de sus propiedades geotécnicas (Bernaola et al., 2013). Por ende, la continuidad de usar el mismo ángulo de perforación para los pozos de voladura de restauración que para los de producción tiene el objetivo de maximizar la estabilidad de los contrafuertes rocosos y los muros de contención (escarpes). Por otro lado, los pozos de disparo de mayor diámetro permiten un aumento en la carga de explosivos. Como consecuencia de esto, su alcance aumenta, generando mayores volúmenes de roca fracturada a partir de un menor número de pozos de disparo. Sin embargo, los ensayos en la cantera Tunstead demostraron que el diámetro del pozo de disparo efectivo para los objetivos de la voladura de restauración es de 150 mm, ya que logró combinar suficiente remoción de roca con una carga manejable de detonante (Gunn et al., 1992). c) Carga y espaciamiento de los agujeros de tiro. Influyen en el grado de entremezclado de rocas y la forma general de la acumulación del canchal. Una reducción en la carga y el espaciamiento de la última fila en relación con la primera fila produce una pila de pedregales más larga, plana y suelta, que se puede manejar alrededor de la base del contrafuerte rocoso. Por el contrario, al aumentar la carga y el espaciado en la última fila con respecto a la primera línea de tiro, se produce un canchal más corto, empinado y compacto (Gunn et al., 1992). d) Rendimiento y elección de explosivos. De los ensayos realizados en las canteras Tunstead y Hope, según refieren por Gunn et al. (1992), se concluyó que la forma más efectiva era el uso de cargas a base de lodo y ANFO, cargado mecánicamente a granel ya que logra el grado necesario de fragmentación, con distinciones claras entre la roca derivada de cada fila de perforación. 25 3.1.3.4. Otro enfoque de voladura de restauración Una cita relevante para optimizar las voladuras de restauración es descrita por Norman (1994), en la publicación Fundamentals of Blasting and Reclamation Blasting Workshop, la cual hace referencia a una forma más útil de diseñar la voladura de restauración, ideada por Thorne (1991) y Petrunyak (1986). Si bien esta acción es idéntica a la descrita por Humphries (1977), estos autores sugieren que los resultados se optimizan al considerar una secuencia progresiva de los patrones de perforación cada vez menos profundos, es decir, si un frente de explotación tiene 18 metros de altura y la pendiente deseada es de 18°, los pozos de voladura más cercanos a la cara del frente deberían perforarse a 9 metros de profundidad, o a la mitad de la altura del frente. Las filas segunda, tercera y cuarta alejadas de la cara deberán perforarse a profundidades de 7, 6 y 4 metros, respectivamente. La fila de agujeros se extiende 27 metros hacia atrás desde el frente de explotación. De esta forma, se obtendrá una pendiente suave, que enlaza las zonas voladas con los derrubios, integrándose en el relieve natural de la zona (figura 14). Figura 14. Esquema de voladura selectiva en un frente de cantera. Fuente: Redibujado de Norman (1994). 3.1.3.5. Tratamiento derivado de la voladura de restauración (regularización de bancos) Además de citar otras maneras de diseñar las voladuras selectivas, Norman (1994) indica un tratamiento que se centra en la eliminación de una sección del banco, que, de lo contrario, podría genera un impacto visual negativo, al no armonizar con el entorno natural, dado que el paisaje natural nunca incluye geoformas similares a los bancos de explotación. Figura 15. Voladura selectiva aplicada al tratamiento de bancos, para su eliminación, creando derrubios que se asemejan a geoformas naturales. Fuente: Redibujado de Norman (1994). 26 Este tratamiento es idóneo en contextos donde la explotación de la cantera exige la configuración de bancos para extraer el material, como ocurre en las canteras de mármol. Asimismo, este tratamiento puede aplicarse únicamente en aquellas zonas con mayor impacto visual, con el objetivo de disminuir los costos totales de recuperación de un proyecto. Figura 16. Modelo de explotación en bancos por voladura, cantera de Sasiola. Estos bancos generan un impacto visual elevado, de modo que las voladuras selectivas tratan de eliminar dichas configuraciones Fuente: Fotografía extraída de MARNEMAR UNIQUE. 3.1.4. Réplica de geoformas naturales de macizos rocosos Se trata de la versión más avanzada del ‘método inglés’, pues aunque incluye voladuras selectivas, busca ir más allá, generando verdaderas geoformas naturales, y no simplemente regularizar bancos, como acabamos de describir en el epígrafe anterior. Así, dado que la acción de voladura selectiva conlleva la generación de material rocoso fragmentado, es decir, canchales, pedreras o pedregales, es posible configurar un conjunto armonioso, que combina escarpes y depósitos de derrubios. De este modo, tras las voladuras, con la utilización de equipos de movimiento de tierra, como, bulldozers, pala cargadora, retroexcavadora, etc., se puede construir un conjunto de formas sobre el terreno, que reproduzca geoformas y formaciones superficiales similares a las que aparecen en las laderas de roca caliza natural del entorno objeto de restauración. Estas geoformas deben de tener la propiedad de evolucionar con los procesos naturales en función del tiempo (Gagen y Gunn, 1988). 3.1.4.1. Contrafuertes de roca Los contrafuertes son las secciones con una rama secundaria corta y estrecha, que se separa de la estructura principal, y simula un apoyo a la cadena principal entre cada zona del macizo 27 rocoso (Lugo, 2011). Para determinar la ubicación de cada contrafuerte, es necesario identificar las secciones más estables (es decir, de rocas más resistentes, menos fracturadas o meteorizadas) del macizo rocoso que compone el frente de la cantera, considerando las condiciones explicadas en el epígrafe (3.1.3), sección (1). Gunn et al. (1992) describen que durante las pruebas de restauración con voladuras en la cantera Tunstead se llegó a la conclusión que, para llegar a replicar un contrafuerte de roca estable, el ancho adecuado debería estar entre 15 y 20 metros. A esa conclusión se llegó tras el problema generado en unos primeros ensayos, en los cuales, la creación de contrafuertes angostos, favorecía la fracturación cruzada, reduciendo en gran medida la estabilidad de la estructura. Esto se solucionó, en parte, aumentado el ancho de los contrafuertes, de forma que se minimizaba el daño a los mismos, surgido de las fracturas entre las zonas de carga. Para lograr estas condiciones con la voladura de restauración, Gunn et al. (1992) describen que se necesita cambiar la forma de los orificios de perforación, no siendo totalmente rectos, si no con un cierto grado de inclinación. A su vez, con una reducción del espacio entre las filas de perforación, y finalmente haciendo el uso de orificios de ventilación. 3.1.4.2. Escarpes y pedregales La extensión y prominencia de los escarpes de roca está determinada por la longitud de cada zona de carga y la forma resultante de la pila de pedregal (derrubios acumulados por la voladura). La ubicación y la profundidad de los pozos de disparo dentro de sus respectivas zonas de carga delimitan, como ya se vio, la posición y dimensiones de las pilas de pedregal (taludes de derrubios). En la cantera Tunstead se hicieron numerosos experimentos para variar la naturaleza de las pilas de pedregales, para garantizar una forma y extensión de ladera lo más diversa posible. Si bien debe haber suficiente explosivo confinado dentro de los orificios de disparo para desplazar el volumen de roca, se descubrió que “empujar hacia adelante”, en lugar de romper intensamente la carga, era más beneficioso para lograr una pila más empinada, con un tiro reducido. Esto aseguró que la roca fragmentada más gruesa, de la primera fila, se acumulara alrededor del escalón de roca, en la base del frente, produciendo un núcleo de roca compacto y estable en la pila de voladura de pedregal. 28 Figura 17. Fragmentación de roca producida por voladura selectiva en la cantera Tunstead, Inglaterra. Fuente: Gunn et al. (1992). Figura 18. Réplica de laderas naturales, que incluye voladuras selectivas de restauración, y reproducción de canchales (pedregales) Fuente: Gunn et al. (1992). 3.1.5. Reconstrucción del hábitat Las acciones que se describen bajo este epígrafe serían las últimas. Si bien no forman parte de las fases de “restauración geomorfológica”, se incluyen en tanto la complementan y la dirigen hacía una verdadera restauración ecológica. De acuerdo con Buckley (1989), el desarrollo de un ecosistema en pleno funcionamiento, a través de la colonización biológica natural en las formas terrestres producidas por las voladuras de restauración, llevaría muchos años (siglos). Por ello, a partir de la restauración geomorfológica se debe abordar la reconstrucción del hábitat. Es decir, la aplicación de 29 técnicas ecológicas para establecer comunidades de vegetación seminaturales, que de alguna manera se asemejen al original. Bailey et al. (1992) explican que la restauración de estas antiguas canteras implica dejar el área restaurada lo más similar posible al natural. Por lo tanto, se debe incluir el uso de material vegetal para dar lugar a pastizales, siguiendo la idea principal de replicar los sistemas naturales del entorno. Sumado a esto se podría realizar un establecimiento de la vegetación mediante la plantación de árboles con raíces no tan profundas, para minimizar la cantidad de roca expuesta, aprovechando la consistencia de los pedregales. Figura 19. Propuesta de método de plantación aprovechando las pilas de pedregales, que son resultado de las voladuras de restauración. (1) Tallo de soporte. (2) Tubería que cumple la función de proteger la plantación. (3) Rocas trituradas por la voladura de restauración, dispuestas alrededor de la plantación. (4) Relleno de turba. (5) Finos acumulados dentro de una matriz de roca gruesa. (6) Capa de roca gruesa con un espesor aproximado de 1 metro. Fuente: Redibujado y modificado de Gunn et al. (1992). 30 Figura 20. Aplicación de materiales de cobertura vegetal (hidrosiembra). Fuente: Gunn et al. (1992). Figura 21. Resultado final de combinar la restauración geomorfológica con la recuperación de la cubierta vegetal sobre canchales o pedreras, procedentes de voladuras de restauración (método del Reino Unido). Fuente: Gunn et al. (1992). 3.2. Método Francés, Talud Royal Este método, desarrollado por el ingeniero geólogo Paul Royal (Francia), pretende obtener taludes rocosos con la máxima estabilidad, maximizando la integración visual y ecológica en su entorno. Es decir, sin generar los impactos visuales tan ‘traumáticos’ que supone, casi siempre, la excavación de taludes rocosos. Para ello, el objetivo es reconstruir escarpes rocosos adaptándose a su estructura geológica y al modo en el que se erosionan de forma natural, manteniendo el carácter (el ‘alma’) de los mismos. A diferencia del método inglés, el Talud Royal se ha utilizado, sobre todo, para restaurar taludes rocosos de carreteras, y apenas se ha utilizado en minería. 31 Tal y como ocurría con el método inglés, el Talud Royal también consta de distintas fases de trabajos, que, de hecho, son convergentes al método anterior, si bien no consta que haya habido interacción entre ambos, parece más bien una convergencia de ideas o aproximaciones. El método requiere un seguimiento de las obras y una mínima formación de todo el personal implicado. 3.2.1. Referentes o análogos geomorfológicos Se trata de identificar configuraciones geomorfológicas estables en contextos geológicos similares a los que se quiere replicar. En definitiva, es una fase convergente con el método inglés, y de hecho, con cualquier aproximación de restauración ecológica 3.2.2. Estudio geológico y geomorfológico Tras la identificación de referentes, el diseño de restauraciones geomorfológicas con el método del Talud Royal continúa con un diagnóstico geológico, basado en entender el tipo de litología implicado, su estructura, y como ambos factores condicionan el modo en que ese conjunto, de rocas y estructura, se erosiona. 3.2.3. Diseños de restauración Una vez caracterizada esa arquitectura, se diseñan y esquematizan las nuevas geometrías, describiendo los métodos de voladura (si procede), extracción y tratamiento, que son específicas para cada lugar. El diseño se realiza a dos escalas, de ladera, y de detalle. 3.2.3.1. Diseño a escala de ladera Inicialmente, el método diseña el perfil general de la ladera, con sus correspondientes pendientes y espesores. La figura 22 ilustra un diseño realizado en la mina Santa Engracia, Peñalén, Guadalajara, dentro del proyecto LIFE RIBERMINE. Figura 22. a) Perfil típico de las zonas superiores de los cañones del Alto Tajo. Los niveles de caliza forman escarpes verticales y las zonas de margas y arcillas perfiles tendidos. b) Diseño propuesto según el método del Talud Royal para la restauración de una cantera de contexto. (1) arenas silíceas; (2) y (4) margas; (3) y (5) calizas y dolomías. C) configuración vertical de la parte superior de una mina de caolín, que será remodelada siguiendo el diseño de la figura b. Fuente: José F. Martín Duque (inédita). 32 3.2.3.2. Diseño a escala de detalle Una vez realizado el diseño a escala de ladera, para obtener configuraciones naturales de detalle se utiliza lo que se denomina el ‘precorte’ de la roca, de modo que ésta se libere a partir de sus superficies de discontinuidad naturales (diaclasas o planos de estratificación). El precorte se obtiene sobre todo mediante voladuras, ayudado posteriormente por el uso de retroexcavadoras (martillo neumático y cazo), o incluso de modo manual. Al utilizar ese precorte natural de la roca, las geoformas que aparecen en el talud son similares a las que formaría la erosión natural en los mismos, que inevitablemente utilizaría estos planos. Al quedar expuestas las caras rocosas delimitadas por esos planos naturales, la mayoría estarán ya impregnadas de depósitos de óxido, debido a la circulación fisural del agua. Una vez expuestas a la intemperie, estas pátinas adquirirán rápidamente un aspecto muy parecido al de las pátinas de las rocas del entorno inmediato. A su vez, al reconstruir escarpes con mayor complejidad topográfica, las pequeñas depresiones constituirán trampas para materiales finos, lo que permitirá una colonización vegetal espontánea, acelerada por el aporte de agua procedente de las redes de fracturas preexistentes, y favorecida por los propios nuevos nichos. Las figuras 23 y 24 ilustran algunos ejemplos de remodelados de detalle, de restauración geomorfológica con el método del Talud Royal. En la figura 23, a la izquierda, se observa la fase operativa, y a la derecha el acabado final. Figura 23. Restauración geomorfológica siguiendo el método del Talud Royal. Departamento de la Alta Saona, Francia. Fuente: Paul Royal 33 Figura 24. A la izquierda Talud Royal en la carretera de Azo, Cahors, Francia. Aplicación de Talud Royal en carretera RD 105, Loire, Francia. Fuente: Paul Royal 34 4. DISCUSIÓN 4.1. Método del Reino Unido El método tratado brinda un enfoque interesante de aplicación, con variaciones. La formulación inicial, propuesta por Humphries, proponía la realización de perforaciones de explosivos a distintas profundidades, pero en una línea paralela al frente, para crear salientes de varios ángulos, lo cual es ideal para canteras de un solo banco. Sin embargo, en propuestas como las de Thorne y Petrunyak, los pozos de perforación son progresivamente menos profundos en perpendicular al frente, con la finalidad de obtener como resultado un relieve compuesto por una pendiente única de pedregal. Ambas formas de aplicación de la voladura de restauración tienen como objetivo replicar formas naturales, pero tienen distintos objetivos. La aplicación de la voladura selectiva de Humphries es más adecuada para ser ejecutada en frentes de cantera de gran longitud, y de una sola cara, lo que permite obtener varias formas de salientes y ángulos. Sin embargo, el enfoque de Thorne y Petrunyak se adapta mejor a frentes de explotación escalonados, con varios bancos, de menor altura, y en contextos donde se vea conveniente crear una ladera regularizada, para mitigar el impacto visual. Gunn et al, (1992) refuerzan esta idea de que el método inglés podría usarse en canteras de roca caliza de varios bancos, siempre que la restauración se lleve a cabo de arriba hacia abajo, idealmente, como parte de una estrategia de restauración progresiva. Cripps et al. (2004) hacen mención a que esta técnica también puede aplicarse a otras canteras de rocas ‘duras’ (diferentes a calizas) siempre y cuando se tengan en cuenta los siguientes factores: 1. Diseño de voladura específico para cada contexto de réplica. 2. Los diseños de cara y voladura deben tener en cuenta la distribución de las discontinuidades en el macizo rocoso, para producir una forma de relieve, natural y aceptablemente estable. 3. La técnica no se puede utilizar en un intento de producir características a pequeña escala, ya que generalmente resultan ser inestables. 4. Se necesita escalar o retranquear la cara y la cresta para recortar la pendiente y así evitar cualquier roca inestable después de la voladura de restauración. 5. Después de la creación del relieve, se producirá una mayor formación del terreno si se coloca material de rellenos y/o suelo para el establecimiento de la vegetación apropiada. 35 El uso de explosivos en este método hace que se deba tener especial cuidado en las vibraciones, sobrepresión de aire y ruido generado. En los lugares donde se puso a prueba el método, estos factores fueron monitoreados, obteniendo como resultado que las diferencias en sobrepresión de aire y ruido generado por voladura de restauración resultaron ser similares con respecto a la generada por la voladura de producción. Los niveles de vibración causados por la voladura de restauración fueron superiores que los de las voladuras de producción normal. Sin embargo, estos valores registrados no son mayor problema, ya que no tienen la suficiente magnitud para ocasionar daños estructurales. Sin embargo, podrían suponer un mayor rechazo de las poblaciones locales. Gunn et al. (1992) explica que esta diferencia en los niveles de vibración está relacionada con la cantidad de carga que se usó en la voladura de restauración (5 m3/kg-1) con respecto a la de producción (3.7 m3/,g-1), con el objetivo de garantizar el replicado del perfil del frente rocoso. 4.1.1. Principales ventajas El diseño de la voladura se puede adaptar para replicar relieves y geoformas aledaños a las zonas objetos de restauración, con el fin de integrar las canteras, por ejemplo, con su paisaje circundante. Esta técnica, al igual que su tratamiento derivado, son más eficientes en los sectores visualmente más intrusivos de la cantera (es decir, con mayor cuenca visual), donde tiene la ventaja de reducir la pendiente general del frente del macizo rocoso y mezclar el relieve de la cantera con el entorno local. Finalmente, la aplicación de las voladuras de restauración crea escarpes rocosos más naturales, así como taludes de derrubios al pie de los mismos, que se pueden aprovechar para el establecimiento de la vegetación (Gunn et al. 1992). De este modo, se replican conjuntos de relieves, paisajes y ecosistemas similares a los naturales. 4.1.2. Principales desventajas Los ensayos de voladura selectiva desarrollados en las canteras de Tunstead y Hope mostraron un cierto riesgo de desprendimiento de rocas. Sin embargo, Walton y Allington (1994) consideran que este riesgo puede reducirse sensiblemente mediante lo que denomina scaling (Figura 25), que más que como escalamiento, nos inclinamos a traducir como ‘saneamiento’, consistente en ‘redondear’ las zonas de cresta, para otorgarles más estabilidad. Especialmente en las cabeceras de los contrafuertes y escarpes. Debido a que la réplica de estas nuevas morfologías da lugar a la formación de promontorios (rocas escarpadas que se elevan sobre su entorno) y a dejar ángulos o pendientes que potencialmente pueden ser perjudiciales para la estabilidad de taludes, es necesario que los 36 diseños de este tipo estén sujetos a estudios geotécnicos cuidadosos y rigurosos, identificando las áreas donde las diaclasas y otras variables estructurales permitan que se diseñen y construyan geoformas estables. Figura 25. Esquema de una réplica creada por voladura selectiva que ilustra el peligro potencial de caída de rocas debido a la falta de saneamiento en la parte superior del frente. Fuente: Redibujado y modificado de Walton y Allington (1994) Las voladuras de restauración no se pueden usar en todos los entornos de roca caliza, o de otro tipo, y no se debe aplicar donde, al realizarse, existan claros riesgos de inestabilidad. Por ejemplo, allí donde la masa rocosa está muy fracturada, variable que dificulta su aplicación en bancos múltiples. Por ello, Gunn et al. (1992), describen las acciones de voladura selectiva como altamente técnicas, que requieren de proyectos muy especializados y la aplicación de fundamentos de la geotecnia, aumentando así los costos del proyecto. Por ello, como alternativas a la restauración geomorfológica más ortodoxa, basado en voladoras de restauración, la literatura asociada a este método inglés propone la consideración o combinación con otras alternativas, tales como restauración pasiva, relleno, rollover y plantaciones en banco (Figura 26). 37 (a) (b) (c) (d) Figura 26. Alternativas a los métodos de restauración geomorfológica, método inglés, que pueden ser combinadas o usadas de modo alternativo. (a) Plantaciones en bancos, Dene Quarry, Derbyshire, Inglaterra. Extraído de Legwaila et al. (2015), (b) Restauración de tipo rollover (tendido o vuelco), Hope Cement Works, Derbyshire, Inglaterra, Extraído de Legwaila et al. (2015), (c) Restauración por relleno, Dirt Low Rake, Derbyshire, Inglaterra. Extraído de Legwaila et al. (2015), (d) Plantación en banco, Dene Quarry, Inglaterra. Extraído de Crowther et al. (2004) 38 4.1.3. Propuesta de procedimiento La figura 27 recoge una propuesta personal, resultado de este trabajo, para formular propuestas de recuperación y de aplicación del método ingles de restauración geomorfológica. Figura 27. Propuesta de aplicación del método inglés, mediante un diagrama de flujo, como resultado de este TFM. (a) Fotografía de la cantera de Tunstead, forma de explotación de un solo banco, extraído de Gunn et al. (1992), (b) Relieve natural de Derbyshire, extraído de Gunn et al. (1992), (c) Aplicación de restauración pasiva en la cantera de Lom Rasova, República Checa, extraído de Peterka et al. (2021), (d) Resultado final de restauración geomorfológica con la implementación de técnicas de vegetación en la cantera de Hope, extraído de Gunn et al. (1992) Fuente: Elaboración propia. 39 4.2. Método Francés, Talud Royal Es un método de aplicación más reciente, y vigente, que el inglés. En cierto modo, es más elaborado que el método inglés. Esta conclusión se deriva de su propuesta de utilizar el precorte de la roca, para ensanchar las discontinuidades existentes, liberando de esta manera superficies de discontinuidad que aparentan un frente rocoso natural, simulando escarpes naturales, producidos por la erosión natural. De hecho, este método tiene una formulación que es aplicable a cualquier macizo rocoso, mientras que el método inglés está muy restringido a calizas. También es más elaborado en cuanto a su ejecución, pues combina voladuras, trabajo de retroexcavadora y limpiezas manuales. 4.2.1. Principales ventajas Al igual que el método inglés, las principales ventajas de este método son; (a) maximizar la integración visual y ecológica de los nuevos escarpes rocosos en su entorno; (b) garantizar una mayor estabilidad, desde el corto al largo plazo. 4.2.2. Principales desventajas La principal desventaja podría ser su coste económico, inicial, de modo que, para su aplicación, será preciso realizar análisis de costes de mantenimiento que se puedan ahorrar, así como de si una mayor inversión inicial puede compensar en contextos visual o ecológicamente sensibles. 40 4.3. Aplicación de los métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos en el mundo Si bien los métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos se han desarrollado en Europa (Reino Unido y Francia), lo cierto es que existen aplicaciones puntuales, muy escasas, de los mismos, en otras regiones del planeta. En concreto, el método inglés ha sido replicado, de algún modo, en Canadá, Estados Unidos, Brasil y Hong Kong. En Canadá, en Ontario, el proyecto Milton Limestone propuso realizar una acción de voladura de restauración como plan de rehabilitación a la mencionada cantera, para producir una saliente de roca de ocho metros de ancho, que replicara un contrafuerte natural. Sin embargo, se menciona que la utilización de esta técnica no fue muy eficiente, debido a la distancia entre la cara y el límite de las propiedades de la cantera. Otra desventaja que se observó y registró fue el desprendimiento de rocas ocasionada por los ciclos de congelación y descongelación del área de la cabecera que contenía suficientes rocas sueltas para crear un riesgo por caída de bloques (Yundt y Lowe, 2002). En Washington DC (Estados Unidos) la Ley de Minería de Superficie trató de implementar una acción de protección razonable y rehabilitación de todos los recursos de superficie sujetos a perturbaciones mineras a cielo abierto, incluyendo los macizos rocosos. Como parte de este plan de restauración, Norman (2004) propuso utilizar la voladura selectiva, para recuperar el aspecto natural de las canteras perturbadas. En Sudamérica, específicamente en Sao Paulo, Brasil, nos encontramos con un procedimiento de evaluación para la rehabilitación ambiental de canteras de caliza, donde se propone un procedimiento para evaluar las prácticas de restauración de la mina durante la fase operativa, que de hecho se basa en el método inglés. Este procedimiento evalúa el problema de la intrusión visual. Por ello, proponen, dentro de la evaluación, una acción de replicar los accidentes geográficos kársticos, imitando la apariencia natural mediante la sustitución de líneas rectas y otras características de ingeniería por escarpes, contrafuertes y otras características típicas de un paisaje natural kárstico (Neri y Sánchez, 2010). En Hong Kong la explotación de canteras de granito ha dejado cicatrices en la topografía natural. Por ende, las nuevas exigencias políticas gubernamentales de restauración del paisaje que se han planteado, adoptando un enfoque ecológico, buscan hacerle frente a esta problemática. Por ello, el método ingles se aplicó en una cantera activa en la península de Shek O, una localidad al sureste de la isla de Hong Kong, donde la propuesta pretendía reducir la pendiente general del frente rocoso mediante voladura de restauración y usando las pilas de roca volada (taludes de derrubio) para construir pendientes susceptibles de ser restauradas con un enfoque ecológico mediante la aplicación de una capa de suelo para la revegetación. 41 Lamentablemente la restauración de la cantera fracasó, debido a las características geológicas de la cantera. El relieve geológico de la zona presentaba muchos escarpes, la litología y el sustrato favorecían la rápida eliminación de agua en lugar de la infiltración y almacenamiento contribuyendo a la erosión drástica del sistema, además se menciona que los suelos presentaban problemas físicos que dificultaron el establecimiento de vegetación y por lo tanto no se pudo completar de manera efectiva la acción final de revegetación como parte de la restauración ecológica (Jim, 2001). No existe literatura que pruebe que el método Talud Royal se haya aplicado fuera de Francia y España. Y en España, en concreto, sólo se ha aplicado en el macizo del Garraf (Cataluña) y en el proyecto LIFE RIBERMINE (ver Figura 22). 42 Figura 28. Mapa mundial donde se señalan los principales países donde se han aplicad métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos Fuente: Elaboración propia. 43 5. SÍNTESIS Y CONCLUSIONES 1. Este TFM ha consistido en la búsqueda, análisis y síntesis de los métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos a nivel mundial. Ha sido un trabajo estrictamente bibliográfico. 2. El análisis ha puesto de manifiesto que existen únicamente dos métodos que puedan referirse o describirse como tales, que son el método inglés para la réplica de relieves naturales en canteras de calizas y el método francés del Talud Royal. 3. Ambos métodos son bastante similares en cuanto a su enfoque y resultados, pues tratan de replicar geoformas naturales, típicas de macizos rocosos, en excavaciones artificiales (minería o infraestructuras lineales). Y ambos tienen fases similares de trabajo, que consisten en: (a) identificación de referentes naturales; (b) análisis geológicos y geomorfológicos; (c) diseño de las actuaciones, centrado sobre todo en un diseño adecuado de las voladuras. Opcionalmente, incluyen; (d) acabados a máquina o manuales (método francés); (e) actuaciones de revegetación (método inglés). 4. El método inglés se inició con los trabajos de Humphries, en 1977 y 1979. Curiosamente, estos dos trabajos se encuentran entre la literatura pionera, a nivel mundial, sobre restauración geomorfológica (en general). Estos trabajos fueron luego continuados por el Limestone Research Group, Manchester Polytechnic en la década de 1990, pero no ha tenido continuidad a lo largo del siglo XXI. Fuera del Reino Unido, el enfoque se ha intentado replicar en Canadá, Estados Unidos, Brasil y Hong Kong, con escaso éxito. 5. El método francés ha sido desarrollado en un contexto más personal, por el ingeniero geólogo Paul Royal. Aunque ha tenido un desarrollo muy localizado en taludes de carretera de Francia, el método se ha extendido recientemente a España, desde donde está siendo dado a conocer, pero no nos atrevemos a realizar un pronóstico sobre su evolución. 6. El método francés es más completo y sofisticado que el inglés, en tanto utiliza un conocimiento detallado del precorte de la roca. Así las cosas, las voladuras se diseñan para ‘abrir’ y ensanchar las discontinuidades naturales de la roca, de modo que los bloques rocosos se desprenden, tanto en las voladuras como en los trabajos posteriores por maquinaria y manuales, a favor de dichas fracturas. El resultado es que los escarpes rocosos naturales son idénticos a los escarpes naturales, dado que 44 cuando la erosión actúa sobre estos últimos, lo hace a favor de dichas discontinuidades. 7. Como síntesis y conclusión más importante comentamos que nos resulta paradójico como ambos métodos, que tienen unas enormes ventajas visuales y ecológicas en la restauración ambiental de macizos rocosos, no tienen una mayor extensión o uso a nivel mundial, sin que en este TFM hayamos sido capaces de establecer dichas causas. Ello requerirá una investigación específica futura, pues aquí hemos pretendido, únicamente, realizar una síntesis de estos métodos. 8. La síntesis a la que nos referimos es inédita y original, pues nunca, hasta este TFM, se había realizado un análisis y síntesis conjunta de los métodos de restauración geomorfológica en macizos rocosos. 45 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Ayala, F.J., y Vadillo, L. (2004). Manual de restauración de terrenos y evaluación de impactos ambientales en minería. Madrid: Instituto Geológico y Minero de España. Bailey, D., y Gunn, J. (1992). Landform Replication Research in Two English Limestone Quarries. Proceedings America Society of Mining and Reclamation, n.e., 487-496. Bernaola, J., Castilla, J., y Herrera, J. (2013). Perforación y Voladura de Rocas en Minería. Departamento de Explotación de Recursos Minerales y Obras Subterráneas. Madrid: Universidad Politécnica de Madrid. Buckley, G.P. (1989). Biological habitat reconstruction. London. 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