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Ingeniería ecológica

La ingeniería ecológica reúne un conjunto de técnicas de la ingeniería clásica y la ecología y se define por la finalidad de las acciones que se llevan a cabo, que tienen como objetivo contribuir a la resiliencia del ecosistema. La asociación de ingeniería y ecología tiene como objetivo cooperar con los vivos, asociar y promover los procesos naturales con el objetivo de crear, restaurar o rehabilitar las funciones proporcionadas por los entornos naturales. Así, la ingeniería ecológica no se define únicamente sobre la base de las técnicas utilizadas, "con los vivos", sino sobre todo por el objetivo perseguido por el trabajo, "para los vivos": la ingeniería ecológica contribuye directamente a preservar y desarrollar la biodiversidad.

Así, la ingeniería ecológica busca optimizar los servicios ecosistémicos. Pero también puede recrearlos integrándolos en un diseño. Se basa y juega con los procesos naturales que actúan en los ecosistemas, a diferencia de la ingeniería civil tradicional que a veces tiene que luchar contra la dinámica de los ecosistemas. La ingeniería ecológica puede entonces asociarse con la ingeniería civil y proponer técnicas alternativas fomentando las capacidades de resiliencia ecológica de los ecosistemas y potenciando las facultades de los seres vivos para dar forma, mejorar, estabilizar, purificar ciertos elementos del proyecto y del paisaje: carretera, edificio, suelos, taludes, taludes, bordes, ecotonos, humedales...

Definición

La ingeniería ecológica se define en Francia como "la realización de proyectos que, en su ejecución y seguimiento, aplican los principios de la ingeniería ecológica y promueven la resiliencia de los ecosistemas", definiéndose la ingeniería ecológica como "todos los conocimientos, técnicas y prácticas científicas que tener en cuenta los mecanismos ecológicos, aplicados a la gestión de los recursos, al diseño y construcción de instalaciones o equipos, y que sea adecuado para asegurar la protección del medio ambiente.»

En los países anglosajones, es “el diseño, construcción e implementación de proyectos que combinan la naturaleza en beneficio tanto de la biodiversidad como de la sociedad humana”.

En el mundo de habla hispana, el concepto más cercano es el de "ingeniería ambiental", que se define como "el diseño, aplicación y gestión de procesos, productos y servicios para prevenir, limitar o reparar la degradación que sufre el medio ambiente con miras a desarrollo sostenible".

Histórico

El concepto de ingeniería ecológica apareció en la década de 1960. Responde a los nuevos retos que aparecieron a finales del siglo XX y a los que se enfrentan las sociedades humanas de todo el mundo: erosión de la biodiversidad, cambio climático, degradación de los servicios ecosistémicos... La ingeniería ecológica se utiliza entonces para reparar el ecosistema cuando está demasiado degradado para poder implementar sus capacidades de resiliencia por sí mismo8. El concepto es en particular teorizado por el ecólogo estadounidense Howard Odum, quien mostró la posibilidad de controlar las trayectorias evolutivas de los ecosistemas al influir en la dinámica natural. Estados Unidos fue el primero en desarrollar una actividad profesional en ingeniería ecológica, en particular a raíz de la Ley de Restauración de Aguas Limpias (1966) que permitió la creación de Bancos de Mitigación que garantizan la protección de los humedales.

Mitsch & Jorgensen, dos ecólogos estadounidenses caracterizaron en 1989 la ingeniería ecológica como una disciplina que:

1) se basa en la capacidad de resiliencia del ecosistema;

2) es un campo de pruebas para la ecología científica;

3) implementa un enfoque de sistemas;

4) limita el gasto de energía fósil;

5) pretende preservar la biodiversidad.

En 2015, con motivo de la COP21, el comité francés de la UICN propuso un nuevo enfoque para luchar contra la erosión de la biodiversidad: “soluciones basadas en la naturaleza (NBS)”. NFS se basa en procesos naturales para abordar los "grandes desafíos sociales" al tiempo que brinda múltiples beneficios, incluida una mayor resiliencia del ecosistema. La ingeniería ecológica será la herramienta preferida para implementar estas acciones.

En Francia

Todavía incipiente a principios de la década de 1990, el sector de la ingeniería ecológica fue apoyado en Francia en su desarrollo por las autoridades públicas: en 1995, lanzamiento de una convocatoria de proyectos Recreando la naturaleza que tenía como objetivo acercar a la investigación y los gestores ambientales. los espacios naturales al exigir la doble dimensión operativa y científica; en 2009, creación del grupo de trabajo del sector de ingeniería ecológica liderado por el Ministerio de Ecología, que ayudó a estructurar el sector joven; en 2012, publicación de la hoja de ruta Ambition Ecotech por parte del Comité Estratégico del Sector Eco-Industrias14 que considera al sector como un sector económico estratégico. El mundo de la investigación también ha jugado un papel decisivo a la hora de proporcionar un mejor conocimiento de los organismos vivos y sus procesos, paso imprescindible para la puesta en marcha de proyectos de ingeniería ecológica. Desde 2010, el CNRS cuenta con un programa interdisciplinario de Ingeniería Ecológica (IngECOTech) en el que también participa el INRAE ​​​​(antes Irstea15).

Desde principios del siglo XXI, el sector profesional de la ingeniería ecológica se ha ido estructurando en torno a un mercado en crecimiento impulsado por la creciente importancia de las cuestiones medioambientales en la sociedad francesa. El mercado se benefició en particular de dos palancas de política pública. La primera es la Directiva Marco del Agua, que data del año 2000, que establece el objetivo de los Estados miembros de la Unión Europea de mejorar el estado de los ecosistemas acuáticos. Esta directiva marco ha resultado en la implementación de importantes trabajos de rehabilitación ecológica en ríos y humedales llevados a cabo por las autoridades locales. El segundo sigue a la construcción de la autopista A65, el primer proyecto de autopista ambiental posterior a Grenelle, que ha sido objeto de ambiciosas medidas de compensación ecológica. Esta jurisprudencia ha hecho efectiva una obligación de reparar los daños a la biodiversidad y al funcionamiento del ecosistema que se remonta a más de 30 años con la Ley de 10 de julio de 1976 relativa a la protección de la naturaleza.

En octubre de 2012, luego de tres años de intercambios entre los actores del sector llevados a cabo por la Unión Profesional de Ingeniería Ecológica (UPGE), Afnor publicó la norma francesa NF X10-900 sobre la metodología de proyectos de ingeniería ecológica aplicada a humedales y cursos de agua. De manera más general, pretende profesionalizar “un nuevo sector proponiendo soluciones concretas y pragmáticas que puedan adaptarse a cualquier proyecto de ingeniería ecológica” proponiendo un lenguaje común, aclarando el papel y la coordinación de las partes interesadas, definiendo las etapas posteriores del proyecto y enmarcando la realización de hacer “las preguntas correctas en el momento correcto”. Define los métodos de intervención sobre estos hábitats naturales y los ecosistemas asociados, desde la decisión de poner en marcha un proyecto, hasta la evaluación mediante el seguimiento a largo plazo de las actuaciones. Esta norma describe estudios, gestión de proyectos, operaciones de gestión de restaurantes y propone una profesión de "coordinador de biodiversidad".

En 2017, los profesionales de la ingeniería ecológica redactaron una norma profesional N.C.4-R0, que trata específicamente de las obras de ingeniería ecológica, para el sector del paisaje. Armoniza y especifica los términos técnicos y las mejores prácticas para la ejecución de las obras, las limitaciones que deben tenerse en cuenta y los puntos de control que deben aplicarse. Insiste en particular en el lugar del ecólogo cuya intervención califica de “indispensable” para el éxito de cualquier proyecto de ingeniería ecológica.

Hoy, la evaluación y estandarización de equivalencias ecológicas es demandada por el sector financiero a los actores de la ingeniería ecológica cuando se desea la intervención de éste en el mantenimiento del capital natural. En el contexto de esta financiarización de la naturaleza, los bancos de compensación son llevados a utilizar la ingeniería ecológica ya ser evaluados. Estos enfoques son controvertidos.

Una nueva profesión

La ingeniería ecológica es una nueva profesión que se viene desarrollando desde finales del siglo XX. Aplica las técnicas de la ingeniería ecológica, cuyos principios define el CNRS de la siguiente manera: "La ingeniería ecológica es la utilización, la mayoría de las veces in situ, a veces en condiciones controladas, de poblaciones, comunidades o ecosistemas con el fin de modificar uno o dinámica más biótica o fisicoquímica del medio ambiente en una dirección que se considere favorable a la sociedad y compatible con el mantenimiento de los equilibrios ecológicos y el potencial adaptativo del medio ambiente”.

Mientras que el mundo de la investigación juega un papel importante al proporcionar nuevos conocimientos fundamentales, los operadores de ingeniería ecológica también se inspiran en viejas prácticas y desarrollan innovaciones basadas en la observación de mecanismos vivos. Así, Leonardo da Vinci escribió: “Las raíces de los sauces evitan el derrumbe de los terraplenes de los canales y las ramas de los sauces, que se colocan en la orilla y luego se cortan, se espesan cada año y así se obtiene un banco vivo. de una sola explotación". Estas técnicas se abandonaron durante mucho tiempo en favor de sistemas de protección pesados ​​que requerían ingeniería civil. Estos entornos de vida, que a veces son más eficientes, están dotados de una capacidad de automantenimiento y resiliencia, aunque requieren una gestión regular dependiendo de la situación.

Avance de un proyecto de ingeniería ecológica

La implementación de proyectos de ingeniería ecológica involucra muchas habilidades; desde la consulta con los actores económicos y sociales hasta el monitoreo ecológico del proyecto, incluyendo su diseño e implementación. Una operación clásica comienza con actividades de consultoría y apoyo estratégico, seguidas de etapas de estudios de diagnóstico, definición de acciones, trabajo, seguimiento, gestión y finalmente promoción del enfoque a través de la comunicación. Estas actividades involucran a naturalistas, asesores de biodiversidad, trabajadores y técnicos especializados en torno al eje que es el ingeniero ecológico.

La ingeniería ecológica considera todas las dimensiones del ecosistema: flora, fauna, hongos, bacteriológica, suelo, biogeoquímica, procesos geológicos y también sociedades humanas. Para actuar sobre todos estos procesos vivos, el ingeniero ecológico utiliza una gran variedad de técnicas. Por ejemplo, utilizará la ingeniería de plantas, a veces denominada bioingeniería o ingeniería biológica, y muchas otras técnicas que pueden reemplazar las técnicas tradicionales de ingeniería civil.

La ingeniería ecológica pretende conciliar economía y ecología. En efecto, dado que su objetivo es promover la resiliencia del ecosistema, la ingeniería ecológica debe tener en cuenta las actividades humanas presentes, parte integral del ecosistema. La actividad del sector está por tanto en el centro de las interrelaciones entre la humanidad y la biodiversidad, y se desarrolla en relación con todos los sectores económicos. La actividad de la ingeniería ecológica consiste entonces en apoyar a los profesionales del desarrollo, la agricultura e incluso la industria, el sector inmobiliario y el urbanismo para trabajar la compatibilidad entre las actividades humanas y los sistemas vivos.

Así, el éxito de un proyecto de ingeniería ecológica se mide por dos criterios: por la aceptación social y la participación de los residentes y usuarios locales en el proyecto y por una evaluación científica. Este último se realiza sobre la base del seguimiento de indicadores, en particular bioindicadores, que varían según el contexto biogeográfico, la superficie del sitio y el objetivo de las operaciones. Los ecologistas se basan principalmente en unas pocas especies consideradas bioindicadoras para evaluar y, en su caso, corregir las operaciones realizadas.

Técnicas y aplicaciones

Las técnicas de ingeniería ecológica pueden aplicarse en relación con todo tipo de actividades humanas cuando tienen un impacto sobre el ecosistema y su funcionamiento, que es muy amplio: gestión de espacios naturales, ordenación del territorio, urbanismo, agricultura, actividad económica... Según el objetivo, las intervenciones se pueden separar en cuatro: gestión, restauración, creación o integración de la actividad en el ecosistema. Esta distribución no es excluyente pero permite una visión general de las múltiples aplicaciones de la ingeniería ecológica.

Gestión del medio ambiente

Los gestores ambientales utilizan la ingeniería ecológica cuando su objetivo es aumentar la biodiversidad, estabilizarla o detener su declive. De hecho, ciertos procesos naturales ya han desaparecido y solo la intervención humana puede compensar esta carencia y evitar la desaparición de ciertos ambientes y ciertas especies. Desde los entornos naturales a los espacios urbanos pasando por las zonas agrícolas, el ingeniero ecológico recomendará entonces, en relación con los usos, las intervenciones a realizar para promover la biodiversidad. Aquí hay unos ejemplos :

1) mantenimiento en estado abierto mediante trituración, siega o desbroce, según las comunidades vegetales presentes;

2) manejo diferenciado para diversificar ambientes o preservar la diversidad existente;

3) deshierbe para, por ejemplo, limitar la proliferación de especies exóticas o reducir la eutrofización de un humedal;

4) eco-pastoreo, para preservar la apertura del entorno a largo plazo gracias a herbívoros como caballos, ovejas o bovinos, o incluso el castor o el alce que pueden utilizarse en el caso de pastizales o ambientes húmedos.

Para los tres primeros puntos, la gestión de slash es decisiva. Si estos se exportan, el medio ambiente se empobrece de materia orgánica lo que, en algunos casos, favorece el enriquecimiento de la biodiversidad.

Gestión de medios acuáticos y prevención del riesgo de inundaciones

La competencia GEMAPI, que entró en vigor el 1 de enero de 2018, llama hoy a las autoridades locales a implementar soluciones innovadoras que permitan combinar la prevención de inundaciones con la gestión integrada de los medios acuáticos. Las soluciones basadas en la naturaleza, basadas en el uso de obras de ingeniería ecológica y vegetal, complementarias a las obras de ingeniería civil, pueden dar respuesta a los problemas transversales de prevención de inundaciones y restauración de entornos aportando valor ecológico añadido. .


Para Freddy Rey, experto en ingeniería ecológica del INRAE: “Combinado con las innovaciones recientes en el campo de la ingeniería ecológica, ahora podemos proponer las siguientes acciones estándar:

1) volver a serpentear el curso de agua y/o dejarlo vagar para disipar su energía;

2) permitir al curso de agua la posibilidad de erosionar sus márgenes en las zonas menos vulnerables a inundaciones;

3) desarrollar áreas de expansión de inundaciones, incluido el uso de humedales ribereños, para permitir que el curso de agua se desborde;

4) combinar la ingeniería civil y la ingeniería de plantas a nivel de las orillas, utilizando a veces estructuras de madera (cajas de vegetación, por ejemplo), y procurando que las plantas leñosas y sus grandes raíces no desestabilicen las obras de protección cercanas (por ejemplo: un dique en la parte superior de El Banco);

5) plantar las orillas de los cursos de agua para limitar la velocidad de la corriente, protegerlos y crear un cinturón verde;

6) revegetar los taludes de la cuenca para reducir y frenar la escorrentía;

7) revegetar los lechos de cárcavas erosionadas (barreras y rellenos sobre umbrales de madera, fajinas, setos, etc.) para reducir la entrada de sedimentos finos a los ríos”.

Agroecología

El ingeniero ecológico también trabaja en áreas agrícolas. Entonces puede proponer una nueva gestión de la explotación mejor adaptada al funcionamiento del ecosistema. En este caso, se inspira en las técnicas de permacultura.
El agricultor puede promover la biodiversidad para ayudar a la productividad del agrosistema y garantizar su estabilidad en el tiempo frente a perturbaciones externas. Se pueden intensificar diferentes procesos biológicos o ecológicos ligados a la biodiversidad: potenciando la diversidad y actividad de los microorganismos del suelo en beneficio de las plantas, asociando y reuniendo diversas especies, utilizando diferentes familias y estratos de vegetación, regulando ecológicamente las plagas de los cultivos a través de sus enemigos naturales, etc. También puede actuar sobre los ciclos de materia orgánica y nutrientes para mejorar la productividad de agrosistemas con bajo uso de insumos gracias a la buena gestión de los recursos orgánicos, y por tanto de los flujos de nutrientes y energía que inducen. Entonces es posible intervenir en varios niveles: fortaleciendo las interacciones entre ganadería y agricultura para preservar los recursos naturales, restaurando la vida biológica del suelo a través de insumos orgánicos específicos, alimentando la planta localmente.

Finalmente, la gestión del agua es un factor determinante, especialmente en las zonas secas, donde el recurso es escaso e irregular. La gestión se puede mejorar de varias formas: adaptando el cultivo a lluvias irregulares o al riesgo de sequía, conservando el agua a nivel de parcela limitando las escorrentías, teniendo en cuenta el papel fundamental que juegan los árboles sobre el suelo y el agua en las zonas secas…

Restauración del ecosistema o funcionalidades ecológicas

La última Conferencia Mundial sobre Biodiversidad, celebrada en Nagoya en 2010, planteó que era necesario para 2020 restaurar al menos el 15% de los ecosistemas degradados además de las políticas de conservación (15ª meta de Aichi).


La ingeniería ecológica aprovecha la capacidad de resiliencia ecológica de los ecosistemas para restaurar entornos y funciones ecológicas:

1) movimiento de tierras, importación de materiales (rocas, arenas) para la restauración de ambientes, suelos, cursos de agua;

2) uso de las funcionalidades morfológicas de las plantas para restaurar naturalmente ambientes erosionados y/o proteger contra riesgos naturales, plantando especies con sistemas radiculares extensos para la restauración sostenible de suelos degradados, la estabilización de taludes, riberas, dunas o costas;

3) procesos de descontaminación mediante plantas o bacterias, por ejemplo para tratar materiales de minas con metales pesados ​​(bacterias quimiolitotróficas), vertidos de petróleo (bacterias organotróficas), depuración de aguas o degradación de residuos;

4) la apertura del medio ambiente mediante el desarraigo o la tala para diversificar los hábitats;

5) manejo del suelo: decapado (stripping) para promover la biodiversidad, reconstitución del suelo por desplazamiento de materia mineral, biomasa o hojarasca, rehabilitación de tecnosol;

6) transferencia de especies o hábitats para reconstituir las condiciones mínimas de resiliencia del medio: repoblación, repoblación, restauración de algas de lechos de fanerógamas en el medio marino, estabilización de marismas por un lecho de mejillones38, etc.

[Creación de un ecosistema funcional]

La creación de un ecosistema ocurre cuando el ambiente está demasiado degradado para ser restaurado o cuando el ingeniero ecológico considera necesaria la diversificación de hábitats en coherencia con el contexto social, económico y ambiental local. En el área terrestre, esto puede implicar la creación de un entorno completo, como zonas de amortiguamiento para la purificación del agua, estanques, terraplenes, setos, etc. o la creación de elementos de hábitat para animales: hibernáculos, cajas nido, hotel de insectos, cabañas. En el medio marino, el ingeniero ecológico puede solicitar el establecimiento de hábitats en la zona portuaria submarina o en la zona intermareal, con la creación de arrecifes artificiales en un puerto, un dique u otros dispositivos de protección costera, integrando, por ejemplo, filtros especies (mejillones, ostras). En entornos agrícolas, se están probando técnicas de ingeniería ecológica mediante la adición de materia orgánica en las Antillas francesas para limpiar suelos contaminados con clordecona.

Integración de la actividad humana en el ecosistema

Se utilizan técnicas de gestión, restauración y creación de entornos naturales para la integración ecológica de urbanizaciones e infraestructuras. La ingeniería ecológica pone entonces en marcha desarrollos urbanos, agrícolas, hidráulicos o forestales integrados en el ecosistema, donde antes la ingeniería civil utilizaba con más gusto el hormigón o tablestacas. La ingeniería ecológica ofrece soluciones inspiradas en la naturaleza y permite aumentar la permeabilidad ecológica de las estructuras y reducir la huella ecológica limitando fuertemente las extracciones de recursos naturales y fomentando el uso de materiales ecológicos. compatible. Las técnicas de reutilización de recursos también pueden estar relacionadas con la ingeniería ecológica por su deseo de reducir el uso de recursos naturales no renovables, como el saneamiento ecológico.

En términos concretos, estas técnicas apuntan a promover la conectividad ecológica y la integración del desarrollo en el funcionamiento del ecosistema. Se mejoran las continuidades ecológicas con la creación de estructuras de cruce tipo ecoducto asociadas a dispositivos de canalización de fauna: terraplenes, setos, fosos42... La integración ecológica de los edificios se asegura gracias a la consideración de su influencia, su entorno y la puesta en valor de la las propias estructuras. Las cubiertas y muros verdes cobran así importancia a partir de la integración de la biodiversidad en los estándares ambientales de edificios como HQE o BREEAM y tienden a interesar a arquitectos e interioristas, y ya no solo a promotores de carreteras o de bancos.

La integración ecológica también se puede llevar a cabo en escalas mayores que un simple sitio de desarrollo. Los actores de la ingeniería ecológica apoyan así a los profesionales a reflexionar sobre la compatibilidad de la actividad de su empresa con el funcionamiento del ecosistema e incluso a trabajar a nivel del modelo económico del territorio, o incluso del país. Esto puede concentrar todos los sectores económicos, incluso los más superficiales.

Gestión adaptativa

La gestión adaptativa de un medio o de una especie es un método iterativo que consiste en adaptar las medidas de gestión en función de la evolución de su estado de conservación. Esta noción se utiliza particularmente para la gestión de la caza43. Su aplicación en Francia es criticada por asociaciones de conservación de la naturaleza.

Actores franceses

Los actores franceses de la ingeniería ecológica se han unido en diferentes redes:

1) Investigadores de establecimientos públicos de investigación, como el INRAE ​​​​(ex-Irstea) y el CNRS, que trabajan en el tema15 han creado dos redes especializadas en los últimos años: Gaié, el Grupo de actores de la ingeniería ecológica, y Rever, el Intercambios en red y promoción en ecología de la restauración.

2) Los ecologistas están reunidos individualmente desde 1979 en el seno de la AFIE, la Asociación Francesa de Ingenieros Ecológicos.

3) En 2008, las empresas crearon la UPGE, Unión Profesional de Ingeniería Ecológica, que vio ratificada su labor de federación de actores en 2012 por el Ministerio de Ecología. La UPGE inició el trabajo de normalización que derivó en la publicación de la norma NF X10-900 en 2012.
 
En 2015, estos actores crearon un Centro de Recursos de Ingeniería Ecológica ahora administrado por la Agencia Francesa para la Biodiversidad (AFB) para capitalizar y compartir los conocimientos y las mejores prácticas de los actores públicos y privados en el campo. Los objetivos son múltiples: mejorar la formación continua, promover la aparición de nuevas herramientas y métodos y facilitar el trabajo de los profesionales tanto en la parte superior del sector, diagnóstico y trabajo, como en la parte inferior, evaluación y retroalimentación. Esta plataforma complementa el Centro de recursos Green and Blue Grid existente.

LifeSys también se creó a finales de 2016, una colaboración de varias estructuras líderes de la ingeniería ecológica francesa para responder a los complejos problemas nacionales e internacionales en términos de ingeniería ecológica.

Bibliografía

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Recréer la nature, r evue Espaces Naturels n°1
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www.genie-vegetal.eu [archive] pour tout savoir des techniques de génie végétal ; fascines, usage du saule, fascine et géonatte coco végétalisées,
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