PazLuis_2022_BioingenieríaDeSuelos

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Estudio de la Bioingeniería como alternativa para la estabilización de suelos 
 
 
Luis Eduardo Paz Zambrano 
 
 
Monografía presentada para optar al título de Especialista en Gestión Ambiental 
 
 
Asesora 
Diana Catalina Rodríguez Loaiza, Doctor (PhD) 
 
 
 
 
Universidad de Antioquia 
Facultad de Ingeniería 
Especialización en Gestión Ambiental 
Medellín, Antioquia, Colombia 
2022 
 
 
2 
 
Cita (Paz Zambrano, 2022) 
Referencia 
 
Estilo APA 7 (2020) 
Paz Zambrano, L. E. (2022). Estudio de la Bioingeniería como alternativa para la 
estabilización de suelos [Trabajo de grado especialización]. Universidad de 
Antioquia, Medellín, Colombia. 
 
 
 
Especialización en Gestión Ambiental, Cohorte XXIII. 
Grupo de Investigación Diagnóstico y Control de la Contaminación. 
Centro de Investigación Ambientales y de Ingeniería (CIA). 
 
 
 
 
 
 
Repositorio Institucional: http://bibliotecadigital.udea.edu.co 
 
 
Universidad de Antioquia - www.udea.edu.co 
Rector: John Jairo Arboleda Céspedes. 
Decano/Director: Francisco Vargas Bonilla. 
Jefe departamento: Diana Catalina Rodriguez Loaiza 
 
 
El contenido de esta obra corresponde al derecho de expresión de los autores y no compromete el pensamiento 
institucional de la Universidad de Antioquia ni desata su responsabilidad frente a terceros. Los autores asumen la 
responsabilidad por los derechos de autor y conexos. 
 
 
 
 
 
 
 
https://co.creativecommons.net/tipos-de-licencias/
https://co.creativecommons.net/tipos-de-licencias/
 
3 
 
(Dedicatoria o lema) 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi hermano Daniel por apoyarme y creer en 
mí. 
 
 
 
4 
 
CONTENIDO 
 
Contenido 
1. Introducción ............................................................................................................................ 14 
2. Planteamiento del Problema ................................................................................................... 16 
3. Objetivos .................................................................................................................................... 19 
3.1. Objetivo General ................................................................................................................ 19 
3.2. Objetivos Específicos ......................................................................................................... 19 
4. Marco Teórico ......................................................................................................................... 20 
4.1. Riesgo, Amenazas y Desastres ........................................................................................... 20 
4.2. Geotecnia ............................................................................................................................. 21 
4.3. Deslizamientos de Tierra ..................................................................................................... 22 
4.3.1. Tipo de deslizamiento Caído ........................................................................................ 23 
4.3.2. Acumulación de Caídos. ............................................................................................... 24 
4.3.3. Volcamiento .................................................................................................................. 24 
4.3.4. Reptación ...................................................................................................................... 25 
4.3.5. Deslizamiento Rotacional ............................................................................................. 25 
4.3.6. Deslizamiento de Traslación ......................................................................................... 26 
4.4. Resiliencia Comunitaria ...................................................................................................... 26 
4.5. Bioingeniería de Suelos .................................................................................................. 28 
5. Estado del Arte ........................................................................................................................ 33 
6. Metodología ............................................................................................................................ 40 
6.1. Recopilación de información sobre riesgos Hidrogeológicos y deslizamientos de tierra ... 40 
6.2. Recopilación de Información sobre Bioingeniería de Suelos ............................................. 40 
6.3. Análisis de Información ...................................................................................................... 41 
 
5 
 
6.4. Organización de ideas y conceptos ................................................................................ 41 
7. Resultados ............................................................................................................................... 42 
7.1. Panorama general de dos Métodos de Estabilización de Laderas y Taludes en Colombia y 
en el Mundo ................................................................................................................................ 42 
7.1.1. Principales Medidas de Prevención de Deslizamientos en Colombia y el Mundo ...... 43 
7.2. Técnicas de Bioingeniería ................................................................................................... 52 
7.2.1. Estacas Vivas. ............................................................................................................... 52 
7.2.2. Lechos de Ramaje. ........................................................................................................ 54 
7.2.3. Fajinas. .......................................................................................................................... 57 
7.2.4. Trinchos. ....................................................................................................................... 59 
7.2.5. Terraceo ........................................................................................................................ 61 
7.2.6. Análisis de las técnicas ................................................................................................. 64 
7.3. Comparación entre Técnicas de Estabilización. .................................................................. 67 
7.3.1. Fundamentos para evaluar las técnicas de Bioingeniería. ............................................ 69 
7.3.2. Fundamentos para evaluar las técnicas Convencionales .............................................. 69 
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................... 76 
6. REFERENCIAS ........................................................................................................................ 77 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
LISTA DE TABLAS 
 
 
Tabla 1. Métodos de estructuras de contención estructurales. Elaborado a partir de Suárez, 2001.
 ........................................................................................................................................................ 44 
Tabla 2.Resumen Estacas Vivas. Elaboración propia ................................................................... 53 
Tabla 3. Resumen Lechos de Ramaje. Elaboración propia. .......................................................... 55 
Tabla 4. Resumes fajinas. Elaboración propia. ............................................................................. 58 
Tabla 5. Resumen Trinchos. Elaboración propia. ......................................................................... 60 
Tabla 6. Resumen Terraceo. Elaboración propia. ......................................................................... 62 
Tabla 7.Aspectos para la evaluación de técnicas de Estabilización. Elaboración propia. ............ 68 
Tabla 8. Evaluación paisajística de cada técnica convencional según los criterios de Suarez,2001. ............................................................................................................................................... 73 
Tabla 9. Evaluación de las técnicas de bioingeniería. Elaboración propia. .................................. 74 
Tabla 10. Evaluación de las técnicas convencionales. Elaboración propia. .................................. 74 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1. Tipo de deslizamiento Caídos. Fuente: Suárez, 2001 .................................................... 24 
Figura 2. Tipo de deslizamiento Acumulación de Caídos. Fuente: Suárez, 2001 ........................ 24 
Figura 3. Tipo de deslizamiento Volcamiento. Fuente: Suárez, 2001 .......................................... 25 
Figura 4.Tipo de deslizamiento Reptación. Fuente: Suárez, 2001 ................................................ 25 
Figura 5.Tipo de deslizamiento Rotacional. Fuente: Suárez, 2001 ............................................... 26 
Figura 6.Tipo de deslizamiento de Traslación. Fuente: Suárez, 2001 .......................................... 26 
Figura 7.Estudio Bibliométrico. Bioingeniería. Fuente: Elaboración propia a partir de software 
VOS Viewer. .................................................................................................................................. 29 
 Figura 8. Principales autores Bioingeniería de Suelos. Fuente: Elaboración propia a partir de 
software VOS Viewer. ................................................................................................................... 31 
Figura 9.Países con más estudios de Bioingeniería. Fuente: Elaboración propia a partir de 
software VOS Viewer. ................................................................................................................... 31 
Figura 10. Ejemplos de estructuras de Bioingeniería en el mundo. Fuente: Bischetti (2021) ...... 36 
Figura 11.Pantalla Anclada. Consorcio Ambiental Vía San Francisco-Mocoa. Colombia. Fuente: 
Consulobras.com ............................................................................................................................ 45 
Figura 12.Construcción de muro de contención en Agualatente. Provincia de Canarias, España. 
Fuente: maspalopasahora.com ....................................................................................................... 45 
Figura 13.Sistema de drenajes. El tratamiento de una ladera con taludes separados por canales 
que permiten el ordenamiento de las aguas de escorrentía y freáticas, Colombia. (Fotografía 
Carlos E. Escobar P.) ...................................................................................................................... 46 
Figura 14.. Pilotes Antideslizantes. Fuente: Manual GEO5. ........................................................ 46 
Figura 15.Muros en Gaviones construidos en vías nacionales, Costa Rica. Fuente: 
iecaiberoamerica.org ...................................................................................................................... 47 
Figura 16.Diseño de la Recuperación Geomorfológica. 1.Cuerpo principal del deslizamiento no 
estabilizado. 2. Canales principales. 3. Sistemas cóncavos y convexos- 4. Zanjas 
predominantemente cóncavas. Fuente (Zapico et al., 2020) .......................................................... 48 
 
8 
 
Figura 17. Vista aéreas oblicuas de la estabilización geomorfológica realizada en el 
deslizamiento de Nuria: al final de la construcción, en mayo de 2015. Fuente (Zapico et al., 2020)
 ........................................................................................................................................................ 48 
Figura 18.Pasos para la instalación de la membrana. Fuente (Castanon-Jano et al., 2021). ......... 50 
Figura 19.Hidrosiembra en talud. Vía Rumichaca-Pasto. Fuente: Revista Semana. .................... 52 
Figura 20. Hidrosiembra en vía Itapú- Alto Paraná. Paraguay. Fuente: MOPC Paraguay. .......... 52 
Figura 21. Esquema de estacas vivas. Fuente: Oficina de Cooperación Suiza en América Central, 
(2013). ............................................................................................................................................ 53 
Figura 22..Esquema de estaquillado (izquierda) y estaquillado en el río Nalón a su paso por 
Asturias (derecha). Fuente: (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2011). .... 54 
Figura 23.Esquema de cobertura de ramas (izquierda) y ejecución de una cobertura de ramas en 
la margen de un rio tras la instalación de un cruce de una tubería en Gales (derecha). Fuente: 
Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2011). .................................................. 56 
Figura 24. Entretejido de Taludes con ramaje. Fuente: Clavijo, (2020) ....................................... 56 
Figura 25. Lechos de ramaje combinados con fibras. Fuente: Oficina de Cooperación Suiza en 
América Central, (2013). ................................................................................................................ 57 
Figura 26.Esquema de Fajinas. Fuente: Oficina de Cooperación Suiza en América Central, 
(2013). ............................................................................................................................................ 58 
Figura 27. Fajinas en terreno. Fuente: Sevantes Natur Eskola (2018) .......................................... 59 
Figura 28. Comunidad implementando trinchos. Fuente: Oficina de Cooperación Suiza en 
América Central, (2013). ................................................................................................................ 61 
Figura 29. Recuperación de una cárcava con Bioingeniería. Vereda La Cajita, cuenca rio Cali. 
Fuente: Rivera, (2006) .................................................................................................................... 61 
Figura 30.Construcción de terraceo. Fuente: Barrientos, 2015 Figura 31. Vista de Terraceo. 
Fuente: Barrientos, (2015) .............................................................................................................. 63 
Figura 32. Talud estabilizado con terrazas vivas escalonadas. Corregimiento de Los Andes. Cali. 
Fuente: Rivera, (2006). ................................................................................................................... 63 
Figura 33. Vista de Terraceo terminado. Fuente: Barrientos, (2015) ........................................... 64 
 
 
 
 
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GLOSARIO 
 
Bioingeniería. La bioingeniería es una disciplina que apela a herramientas, métodos y principios 
de la ingeniería para el análisis de cuestiones vinculadas a la biología. A través de recursos 
relacionados con las matemáticas y la física, puede aportar información de interés a aquellos que 
trabajan con todo lo referente a los seres vivos. (Pérez & Merino, 2022) 
 
Cohesión del suelo. Propiedad de los suelos en el que las partículas minerales están unidas con un 
índice de plasticidad definido por los límites de Atterberg y que forman una masa coherente al 
secarse, de tal forma que se requiere una fuerza para separar los granos. Para que el suelo presente 
dichas propiedades es necesario que dichos granos sean de ciertos minerales llamados minerales 
arcillosos. (Polanco, 2009) 
 
Detritos. El término detrito, también mencionado como detritus, procede del vocablo 
latino detrītus, que se traduce como “desgastado”. El concepto se emplea en la medicina y en 
la geología para nombrar al producto resultante de la disgregación en partículas de una materia 
sólida. (Pérez & Gardey, 2022) 
 
Evapotranspiración. Pérdida de agua por evaporación dela superficie del suelo y la transpiración 
de las plantas, pasando el agua líquida superficial al estado de vapor y convirtiéndose en humedad 
de la atmósfera. (Gonzales, 2008) 
 
Geomorfología. La geomorfología corresponde el estudio del relieve de la Tierra, que incluye las 
formas y estructuras de todas las dimensiones, desde continentes y cuencas oceánicas a estrías y 
alveolos. Ya que se trata de una disciplina geológico-geográfica es necesario incluir los términos 
geológicos principales relacionados con la constitución del relieve (minerales, rocas), con su 
construcción (estructuras), con su evolución en el tiempo y otros. El relieve se relaciona también 
con los elementos físico geográficos, como el suelo y el clima, principalmente. (Instituto de 
Geografía UNAM, 2022) 
 
https://definicion.de/ingenieria/
https://definicion.de/biologia
https://definicion.de/medicina/
 
10 
 
Ladera. Del latín “latus” con el significado de “lado” una ladera es el declive de un monte o de 
cualquier lugar alto. Son sus laterales, que se extienden entre la cima y la base, lugar por el cual, al 
tener pendiente, por ser inestables los materiales que la integran, y por acción de la fuerza de 
gravedad, suelen rodar peñascos por desprendimiento, discurrir el agua del deshielo o producirse 
avalanchas. Contribuyen a este fenómeno la mayor o menor inclinación de la pendiente, cómo 
están dispuestos sus estratos y su permeabilidad. Dependiendo de las zonas, pueden las laderas 
permitir o no el desarrollo de vegetación. Si ésta existe, es un factor que permite absorber el agua 
permitiendo mayor estabilidad al terreno. (DeConceptos, 2022) 
 
Riesgo hidrogeológico. El riesgo hidrogeológico determina el riesgo relacionado con la 
inestabilidad de las pendientes, como consecuencia de condiciones ambientales particulares, 
condiciones climáticas que afectan la escorrentía de agua y su ciclo hidrológico una vez cae al 
suelo. El riesgo hidrogeológico es producido por la dinámica natural de la corteza terrestre, como 
respuesta a fenómenos meteorológicos intensos y/o prolongados. Por lo tanto, el riesgo 
hidrogeológico puede definirse como el producto entre la probabilidad de ocurrencia (riesgo) de 
un acontecimiento hidrogeológico adverso y el daño ambiental potencial asociado a ese 
acontecimiento en la población y la infraestructura (exposición). (Kripkit, 2022) 
 
Soluciones basadas en la naturaleza (SBN). Es un término que se puede utilizar para describir 
enfoques alternativos y no tradicionales a los problemas ambientales, como inundaciones, escasez 
de agua o erosión del suelo, mediante el aprovechamiento del capital natural. Las SBN abarcan 
infraestructura natural, verde e integrada, la cual combina elementos de los tres tipos. Entre las 
SBN se podría incluir restaurar y conservar los arrecifes de coral y los cinturones de manglares 
para mejorar la resiliencia a las inundaciones costeras y al aumento del nivel del mar, actuando 
como una primera línea de defensa para ayudar a disipar la energía de las olas; mejorar la 
vegetación para reducir los riesgos de deslizamientos de tierra; y crear áreas verdes permeables 
para ayudar a reponer las aguas subterráneas en regiones que enfrentan escasez de agua. (BID, 
2022) 
 
Sistema Socioecológico. Un sistema socio-ecológico es una herramienta de análisis que parte de 
la combinación en un todo organizado del conjunto de factores sociales con un conjunto de factores 
https://deconceptos.com/general/inclinacion
https://deconceptos.com/general/desarrollo
https://deconceptos.com/general/estabilidad
 
11 
 
ecológicos para, de esta manera, entender las reacciones de los factores ecológicos a cambios de 
los factores sociales y viceversa. Por ejemplo, se requiere de un sistema socio-ecológico acoplado 
para analizar cómo se agrava el abatimiento de los acuíferos en las ciudades con la expansión 
urbana a las zonas de recarga hídrica. (LANCIS, 2022) 
 
Succión matricial del suelo. Según Lee y Wray (1995), la succión es una cantidad de energía que 
evalúa la capacidad del suelo para retener agua. La energía aplicada por unidad de volumen de 
agua viene a ser lo que se conoce como succión del suelo. En términos generales entre más seco 
está el suelo la succión será mayor. (Polanco, 2009) 
 
Talud. Se entiende por talud a cualquier superficie inclinada respecto de la horizontal que hayan 
de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. No hay duda que el talud constituye una 
estructura compleja de analizar debido a que en su estudio coinciden los problemas de mecánica 
de suelos y de mecánica de rocas, sin olvidar el papel básico que la geología aplicada desempeña 
en la formulación de cualquier criterio aceptable. (ABC Geotechnical Counsulting, 2022) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
RESUMEN 
 
La intensidad y los riesgos derivados de los eventos hidrogeológicos se han venido 
incrementando a lo largo de los años por efectos del cambio climático principalmente, lo que ha 
llevado a numerosas pérdidas humanas y económicas en el mundo. Las soluciones basadas en la 
naturaleza como la Bioingeniería de Suelos, se presenta como una alternativa de mucho interés 
para controlar procesos erosivos en ciertas condiciones de inestabilidad en taludes, mitigando los 
efectos de eventos hidrogeológicos como los deslizamientos de tierra. 
 
En este trabajo se presenta una revisión bibliográfica sobre la Bioingeniería de Suelos. Se 
describen las principales técnicas y resultados encontrados por diferentes autores tanto en 
Colombia como distintas partes del mundo donde se ha aplicado. La primera parte contiene una 
revisión general de las técnicas de estabilización de laderas y taludes convencionales o “técnicas 
duras” y luego se presentan las técnicas de Bioingeniería de Suelos, identificando sus 
características generales, su efecto en las condiciones geotécnicas del suelo y algunos aspectos a 
tener en cuenta para su implementación, como la complejidad de implementación de cada técnica, 
condiciones del suelo, aspecto sociales como la participación comunitaria, aspectos ambientales y 
económicos. 
Se realiza una comparación de estas técnicas con las técnicas convencionales de 
estabilización, identificando las ventajas y desventajas que tiene su aplicación. 
 
Se encontró que las técnicas de Bioingeniería representan una alternativa muy eficiente para 
controlar problemas de erosión en ciertas condiciones del suelo y su implementación tiene un bajo 
impacto ambiental además de favorecer procesos de resiliencia comunitaria en los territorios donde 
se aplica. 
 
 
 
 
 
 
Palabras clave: Bioingeniería de Suelos; Estabilización; Geotécnia; Riesgo; Talud. 
 
13 
 
ABSTRACT 
 
Intensity and risks derived from hydrogeological events have been increasing over the years 
mainly due to the effects of climate change, which has led to numerous human and economic losses 
in the world. Solutions based on nature, such as Soil Bioengineering, are presented as an alternative 
of great interest to control erosive processes in certain conditions of slope instability, preventing 
or mitigating the effects of hydrogeological events such as landslides. This paper presents a 
bibliographic review on Soil Bioengineering. The main techniques and results found by different 
authors are described both in Colombia and in different parts of the world where it has been applied. 
It begins by making a general review of conventional slope and slope stabilization techniques or 
"hard techniques" and then Soil Bioengineering techniques are presented, identifying their general 
characteristics, their effect on the geotechnical conditions of the soil and some aspects to be taken 
for its implementation, such as the complexity of implementing each technique, soil conditions, 
social aspects such as community participation, environmental and economic aspects.A comparison of these techniques with conventional stabilization techniques is made, 
identifying the advantages and disadvantages of their application. 
 
 It was found that Bioengineering techniques represent a very efficient alternative to control 
erosion problems in certain soil conditions and their implementation has a low environmental 
impact in addition to favoring community resilience processes in the territories where it is applied. 
 
 
 
Keywords: Geotechnics, risk, Soil Bioengineering, slope, stabilization. 
 
 
 
14 
 
1. Introducción 
 
La gestión del riesgo ha tomado un papel importante en los últimos años, debido al 
incremento e intensidad de los fenómenos naturales, que han afectado gran cantidad de poblaciones 
no sólo en Colombia donde fenómenos climáticos como El niño o La niña, han dejado numerosas 
pérdidas humanas y económicas, sino también en diferentes partes del mundo donde eventos 
extremos como olas de calor han generado la perdida de miles de hectáreas de bosques consumidas 
por grandes incendios forestales. 
 
Los deslizamientos de tierra, fenómeno muy frecuente en Colombia, es uno de los eventos 
que más estragos ha causado en la población colombiana. Sin embargo, en los últimos años, 
parecen ser más intensos estos fenómenos y debido a las lluvias que predominan en el territorio 
nacional en ciertos periodos de tiempo, estos eventos de remoción en masa se han venido 
incrementando día tras día en casi todo el territorio nacional. 
 
Estos eventos cada vez son más frecuentes en todo el mundo y esto ha conllevado a que se 
investiguen y se apliquen cada vez más, soluciones alternativas para prevenir o mitigar los impactos 
del cambio climático, detonante a gran escala de estos fenómenos. 
 
Las soluciones basadas en la naturaleza han venido tomando fuerza en los últimos años 
debido principalmente a que se fundamentan en los mecanismos de la naturaleza para 
autorregularse. De esta forma la naturaleza y sus procesos han sido la base para la investigación de 
soluciones que apliquen estos mecanismos en la resolución de problemas en muchos ámbitos. 
 
Uno de estos ámbitos donde las soluciones basadas en la naturaleza presentan grandes 
ventajas y aplicabilidad es la ingeniería, y es ahí donde la bioingeniería de suelos se presenta como 
una ciencia que combina conceptos de Ingeniería, Biología y Ecología para revegetalizar y 
estabilizar el terreno, con el propósito de crear una estructura “viva”. Como lo explica Zilbert et al. 
(2013), en la bioingeniería de suelos se utilizan diferentes tipos de vegetación para la 
establecimiento, para mejorar y proteger las laderas, terraplenes y estructuras de los problemas 
relacionados con la erosión y otros tipos de inestabilidades, basándose en los efectos mecánicos e 
 
15 
 
hidrológicos benéficos de la vegetación para aumentar la resistencia del suelo al agrietamiento, 
proteger de la erosión laminar una superficie de suelo expuesta y, atrapar las partículas de suelo 
que se deslizan por el talud. 
 
Existen muchas técnicas de bioingeniería, unas que se han aplicado ya hace varios años y 
otras que se han venido estudiando y aplicando en años más recientes y que han involucrado a las 
comunidades, incentivando procesos de gestión del riesgo y resiliencia comunitaria lo que permite 
la participación activa de las comunidades en los procesos y acciones que influyen directamente en 
su bienestar y modo de vida. 
 
 En este estudio se realizó una revisión bibliográfica de las técnicas de bioingeniería de 
suelos a partir de información de diversos estudios realizados en Colombia y en diferentes partes 
del mundo, destacando las principales potencialidades y ventajas de estas técnicas y su efecto en 
las condiciones de estabilidad en el suelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
2. Planteamiento del Problema 
 
Los riesgos hidrogeológicos como deslizamientos de tierra y flujos de escombros ocurren 
en gran parte del mundo y a menudo conducen a la pérdida de vidas y pérdidas económicas 
significativas. El impacto de los riesgos geológicos es particularmente severo cuando están 
estrechamente asociados con otros eventos desastrosos como inundaciones o avalanchas. Se 
utilizan términos como desastres en cadena en la literatura para enfatizar la importancia de anticipar 
tales eventos para la oportuna gestión y mitigación de riesgos (Gong et al., 2021). 
 
El 9 de octubre de 1963, 270 millones de m3 de tierra se deslizaron en el embalse de Vajont 
recién construido (Italia), este suceso, generó una gran ola que superó la presa y mató a casi 2000 
personas (Genevois & Ghirotti, 2005). Otro ejemplo dramático proviene del condado de Zhouqu, 
China, donde tuvo lugar un flujo masivo de escombros el 7 de agosto de 2010, que destruyó más 
de 200 casas y mató a aproximadamente 1700 personas (Dijkstra et al., 2012). De hecho, a pesar 
del progreso en los esfuerzos de mitigación, los peligros geológicos aún representan una gran 
amenaza para los humanos. 
 
Con un crecimiento demográfico acelerado y recursos de suelo limitados, los asentamientos 
humanos en zonas montañosas susceptibles a deslizamientos de tierra y flujos de escombros se 
están convirtiendo en una necesidad. Esta tendencia es especialmente evidente en los países en 
desarrollo, donde muchos proyectos de construcción se han realizado en regiones montañosas e 
inestables (Gong et al., 2021). En el caso de Colombia por su geografía escarpada y por sus 
condiciones climáticas, es muy susceptible a los riesgos hidrogeológicos y a lo largo de la historia 
se han presentado múltiples eventos que han ocasionado la pérdida de vidas y cuantiosas pérdidas 
económicas. 
 
Un ejemplo de esta problemática es la quebrada La Liborina ubicada en el departamento de 
Antioquia, donde en la madrugada del 18 de mayo de 2015, se desbordó, debido a las lluvias 
incesantes. En consecuencia, se produjo una avalancha que dejó 83 personas fallecidas y 37 
heridas, según un informe de la Unidad Nacional para la Gestión del Riesgo de Desastres (Ungrd). 
Otro caso fue el ocurrido en 2017, donde las fuertes lluvias durante la noche del 31 de marzo y la 
 
17 
 
madrugada del 1 de abril en Mocoa, Putumayo, provocaron el desbordamiento de los ríos Mocoa, 
Mulato y Sancoyaco, que a su vez causaron una avenida torrencial que acabó con la vida de 336 
personas (el Tiempo, 2020). La temporada de lluvias del 2017 también afectó a la capital de Caldas: 
el 19 de abril de ese año, hubo varios deslizamientos de tierra en 25 barrios de Manizales. La 
situación dejó 17 personas muertas, 75 viviendas destruidas por completo y alrededor de 500 
familias damnificadas (el Tiempo, 2020). Ejemplos como estos muestran la complejidad de la 
gestión de riesgo no solo en Colombia si no en el mundo, debido principalmente a que el cambio 
climático potencializa los efectos erosivos del suelo y genera una intensidad mucho mayor de los 
eventos detonantes de los riesgos hidrogeológicos. Es así como el conocimiento del territorio y del 
suelo representan la base para cualquier proceso de gestión del riesgo. 
 
La erosión del suelo es una de las diez principales amenazas para el suelo identificadas en 
el informe de 2015 sobre el Estado de los recursos del suelo en el mundo. Se define como la 
remoción acelerada de la capa superior del suelo de la superficie terrestre a través del agua, el 
viento y la labranza. Según este informe, la erosión del suelo se produce de forma natural en todas 
las condiciones climáticas y en todos los continentes, pero se ve incrementada y acelerada de forma 
significativa por actividades humanas insostenibles (hasta 1.000 veces) como la agricultura 
intensiva, la deforestación, el pastoreo excesivo y los cambios inadecuados en el uso de la tierra. 
Las tasas de erosión del suelo son mucho más altas que las tasas de formación del suelo. El suelo 
esun recurso finito, lo que significa que su pérdida y degradación no es recuperable a escala 
humana. 
 
De otro lado, la erosión del suelo disminuye la productividad agrícola, degrada las 
funciones de los ecosistemas, amplifica el riesgo hidrogeológico, como los deslizamientos 
de tierra o las inundaciones, causa pérdidas significativas de biodiversidad, daña la 
infraestructura urbana y, en casos graves, conduce al desplazamiento de las poblaciones 
humanas. Así mismo, la erosión del suelo puede afectar a la infiltración, el almacenamiento 
y el drenaje del agua en el suelo, provocando por un lado la saturación del suelo y por otro 
la escasez de agua. En la agricultura, estimamos que la erosión del suelo puede llevar a una 
pérdida de hasta el 50 por ciento en el rendimiento de los cultivos (FAO, 2015). 
 
 
18 
 
En general existen mayores diferencias en la condición y la tendencia a la erosión del suelo 
en las diferentes regiones. Partes de Europa, Norteamérica, y el Sudoeste del Pacífico 
generalmente muestran una tendencia a mejorar, aunque esto viene tras muchas décadas de 
pérdida significativa del suelo debido a la erosión asociada con la expansión agrícola. África 
sub-sahariana tiene una tendencia variable a la erosión, mientras que Asia, Latinoamérica 
y el Caribe, el Cercano Oriente y Norte de África tienen condiciones de erosión pobre o 
muy pobre y una tendencia al deterioro. En esta última región, la erosión eólica es la 
principal causa de las muy pobres condiciones del suelo y su tendencia (FAO, 2016). 
 
Las regiones montañosas, como la Andina Colombiana, son muy vulnerables a la 
ocurrencia de derrumbes, deslizamientos y avenidas, debido a que en la mayor parte de la zona se 
presentan los factores principales desestabilizadores como las pendientes fuertes, las 
precipitaciones altas y el desmonte de la vegetación para el establecimiento de pastos y cultivos 
agrícolas sin ningún tipo de prácticas de conservación de suelos (Flórez, 2014). 
 
En Colombia, según el IGAC en 2015, se identificó que la situación de los suelos es 
dramática y catastrófica. Actualmente, el 40% del suelo del país ya tiene algún grado de erosión, 
mientras que un 15% está afectado por la sobrecarga de ganado (Ramírez, 2019). El efecto de la 
vegetación sobre la estabilidad del suelo se debe a que, en los horizontes más superficiales, el 
sistema radical conforma una malla densa de fibras resistentes que refuerza la capa de suelo 
manteniéndola en el sitio, o uniéndola a materiales más estables, mientras la raíz pivotante actúa 
como un anclaje en forma de columna que evita el desplazamiento de los horizontes más profundos 
(Flórez, 2014). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
3. Objetivos 
 
3.1. Objetivo General 
 
Revisar los estudios existentes sobre la aplicación de la bioingeniería de suelos como 
alternativa para la estabilización en taludes y laderas. 
 
3.2. Objetivos Específicos 
 
Revisar el panorama tanto en Colombia como a nivel global de las medidas de contención 
y estabilización de taludes y laderas que se han implementado convencionalmente. 
 
Analizar el mecanismo de acción de las técnicas de Bioingeniería de Suelos y su influencia 
en las propiedades geotecnias y condiciones de estabilidad de suelos taludes y laderas. 
 
Evaluar las ventajas y desventajas de la Bioingeniería en la estabilización de los suelos, en 
comparación con técnicas convencionales. 
 
 
20 
 
4. Marco Teórico 
 
4.1. Riesgo, Amenazas y Desastres 
 
Suceden desastres de todo tipo cuando las amenazas afectan seriamente a las comunidades 
y a los hogares y destruyen, temporalmente o por muchos años, la seguridad de los modos de vida 
de sus miembros. Según la FAO (2009), Un desastre es el resultado de una combinación de 
condiciones de riesgo, vulnerabilidad social, y las limitadas capacidades de los hogares o 
comunidades para reducir los potenciales impactos negativos de la amenaza. 
 
El reconocimiento de la vulnerabilidad como un elemento clave en el contexto del riesgo 
también se ha visto acompañado por el creciente interés por entender y fortalecer las 
capacidades positivas de las personas para afrontar el impacto de los riesgos. La existencia 
o la ausencia de sistemas institucionales y socioeconómicos adecuados para mitigar o 
responder rápidamente frente a los peligros determina la susceptibilidad o resiliencia de una 
sociedad o una comunidad frente a los impactos de las amenazas. En otras palabras, las 
capacidades de afrontamiento aseguradas por estos sistemas se traducen directamente en 
resiliencia fortalecida (FAO, 2009). 
 
El término Gestión del Riesgo de Desastres (GRD) es utilizado cuando se hace referencia 
a los marcos legales, institucionales y políticos y a los mecanismos administrativos y 
procedimientos relacionados con la gestión de riesgos (ex ante) y desastres (ex post), por lo tanto, 
incluye también elementos de manejo de emergencias. El término Reducción del Riesgo de 
Desastres se utiliza para referirse a aquellos programas y prácticas enfocadas específicamente a 
evitar (prevención) o limitar (mitigación y preparación) los impactos adversos de las amenazas, 
dentro de un contexto amplio de desarrollo sostenible (FAO, 2009). 
 
Las acciones de la GRD en la fase pre-desastre apuntan a fortalecer las capacidades y la 
resiliencia de los hogares y comunidades para proteger sus vidas y sus medios de vida, a través de 
medidas para evitar (prevención) o limitar (mitigación) los efectos adversos de las amenazas y para 
proporcionar sistemas de alerta temprana de amenazas que sean oportunos y confiables. En la fase 
 
21 
 
de respuesta, las comunidades y agencias de socorro se centran en salvar vidas y propiedades y en 
proporcionar alivio. En la fase post-desastre, el foco está en la recuperación y rehabilitación. En 
realidad, el cambio entre estas fases es fluido, en particular, entre las etapas en donde las 
comunidades van desde la rehabilitación al desarrollo, integrando aspectos de mitigación de 
amenazas en sus actividades para el desarrollo (FAO, 2009). En Colombia, a partir de la expedición 
de la ley de gestión del riesgo de desastres (Ley 1523 de 2012), los municipios del país deben hacer 
estudios de riesgos naturales como parte esencial de las políticas de planificación del desarrollo 
seguro y gestión ambiental territorial sostenible (SGC, 2016). 
 
La Ley 1523 de 2012, la gestión del riesgo es un proceso social que enmarca tres 
componentes principales: el conocimiento del riesgo, la reducción del riesgo y el manejo de 
desastres, cuyo fin es contribuir a la seguridad, el bienestar, la calidad de vida de las personas y al 
desarrollo sostenible. El proceso planteado en esta guía comprende tres grandes etapas: 1) análisis 
del riesgo, 2) evaluación del riesgo, y 3) mitigación y prevención del riesgo. Cada una de ellas 
consta, a su vez, de una serie de elementos y procesos que, de acuerdo con el tipo de evaluación 
que se realice, pueden ser de mayor o menor grado de detalle y complejidad (SGC, 2016). 
 
4.2. Geotecnia 
 
En el estudio de la gestión del riesgo, el conocimiento de lo que puede suceder es el primer 
paso para adelantar procesos vigilancia y monitoreo continuo de los procesos que pueden 
desencadenar un desastre. En los deslizamientos de tierra el conocimiento del suelo es ese punto 
de partida del cual se deriva la gestión del riesgo asociado a eventos hidrogeológicos. 
 
La geotecnia, también llamada mecánica de suelos, es la aplicación de métodos científicos 
y principios de ingeniería para la adquisición, interpretación y uso del conocimiento de los 
materiales de la corteza terrestre y los materiales de la tierra para la solución de problemas 
de ingeniería y el diseño de obras de ingeniería. Es la ciencia aplicada de predecir el 
comportamiento de la Tierra, sus diversos materiales y procesos para hacer que la Tierrasea más adecuada para las actividades humanas y el desarrollo (Crespo, 2016). 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa
 
22 
 
Según Crespo (2016), la geotecnia abarca los campos de la mecánica del suelo y 
la mecánica de rocas, y muchos de los aspectos de geología, geofísica, hidrología y otras ciencias 
relacionadas. La geotecnia es practicada por geólogos de ingeniería e ingenieros geotécnicos. 
 
Los ejemplos de la aplicación de geotecnia incluyen: la predicción, prevención o mitigación 
del daño causado por peligros naturales tales como avalanchas, flujos de lodo, 
deslizamientos de tierra, desprendimientos de rocas, sumideros y erupciones volcánicas; la 
aplicación de la mecánica de suelos, rocas y aguas subterráneas para el diseño y el 
rendimiento previsto de las estructuras de tierra, como las presas; la predicción de diseño y 
rendimiento de los cimientos de puentes, edificios y otras estructuras artificiales en términos 
del suelo y / o roca subyacentes, control y predicción de inundaciones (Crespo, 2016). 
 
4.3. Deslizamientos de Tierra 
 
Los deslizamientos de tierra son una forma de rotura de pendientes caracterizada por el 
rápido movimiento descendente de la masa de materiales compuestos de rocas naturales, suelo, 
relleno artificial o combinaciones de estos materiales a lo largo de una superficie de corte discreta, 
tal como lo describen Varnes, 1978, Sidle et al. (2006) y Bischetti et al. (2021) qué ocurre cuando 
las fuerzas que causan inestabilidad (relacionadas con la gravedad) son mayores que las fuerzas de 
resistencia al corte del material. El agua es con frecuencia el desencadenante principal de los 
deslizamientos de tierra poco profundos inducidos por lluvias, que se ha reconocido como uno de 
los principales impulsores de la pérdida de suelo a nivel mundial. Las inestabilidades pueden 
ocurrir en suelos inclinados y rocas, tanto en la naturaleza como en estructuras hechas por el 
hombre (como terraplenes, cortes y rellenos de caminos, etc.) (Bischetti et al., 2021) 
 
El desencadenamiento de los movimientos de ladera por causas meteorológicas y climáticas 
está relacionado fundamentalmente con el volumen, intensidad y distribución de las precipitaciones 
y con el régimen climático. Como lo expresa González et al., (2002) en su libro Ingeniería 
Geológica: 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_rocas
https://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADa
https://es.wikipedia.org/wiki/Geof%C3%ADsica
https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrolog%C3%ADa
https://es.wikipedia.org/wiki/Avalancha
https://es.wikipedia.org/wiki/Sumidero
https://es.wikipedia.org/wiki/Erupciones_volc%C3%A1nicas
https://es.wikipedia.org/wiki/Presa_(hidr%C3%A1ulica)
 
23 
 
El agua en el terreno da lugar a presiones que alteran los estados tensionales, por presiones 
intersticiales y aumento del peso, a procesos de erosión interna y externa y a cambios 
mineralógicos, aspectos todos ellos que modifican las propiedades y resistencia de los 
materiales, sobre todo en los suelos. La rápida infiltración del agua de lluvia, saturando el 
terreno superficial e incrementando las presiones intersticiales, explica la generación de los 
movimientos. La falta de vegetación en las laderas, la presencia de materiales sueltos y la 
existencia previa de inestabilidades juegan un papel fundamental por la mayor capacidad 
de infiltración y movilización de los materiales. El mecanismo principal que contribuye a 
la inestabilidad es la elevación del nivel freático por la infiltración neta de agua. El papel 
erosivo de la corriente de agua en la base de la ladera se une al de la lluvia saturando el 
terreno, generando flujos y deslizamientos o reactivando movimientos. (p. 656) 
 
A continuación, se citan los principales tipos de deslizamientos del libro Deslizamientos y 
estabilidad de taludes en zonas tropicales de Suarez, 1998. 
 
4.3.1. Tipo de deslizamiento Caído 
 
 El tipo de deslizamiento caído (Figura 1) corresponde a un desprendimiento de masa de 
cualquier tamaño desde un talud de pendiente fuerte a lo largo de una superficie en la cual el 
desplazamiento de corte es mínimo o no se da. Los caídos de roca son bloques de roca relativamente 
sana; Los caídos de residuos o detritos, están compuestos por fragmentos de materiales pétreos. En 
los caídos pueden incluir desde suelo y partículas relativamente pequeñas, hasta bloques de varios 
metros cúbicos. 
 
 
24 
 
4.3.2. Acumulación de Caídos. 
 
Figura 1. Tipo de deslizamiento Caídos. Fuente: Suárez, 2001 
 
La acumulación del material caído sobre el pie del talud se le denomina “Escombros” o 
“Talus” y generalmente, se depositan formando “Conos”. La pendiente del talus depende del 
ángulo de fricción del material. Los talus de bloques de roca casi siempre son de pendientes altas 
(Figura 2). 
 
Figura 2. Tipo de deslizamiento Acumulación de Caídos. Fuente: Suárez, 2001 
 
4.3.3. Volcamiento 
 
Este tipo de movimiento consiste en una rotación hacia delante de una unidad o unidades 
de material térreo con centro de giro por debajo del centro de gravedad de la unidad. Generalmente, 
los volcamientos ocurren en las formaciones rocosas, pero también, se presentan en suelos 
cohesivos secos y en suelos residuales (Figura 3). 
 
25 
 
 
Figura 3. Tipo de deslizamiento Volcamiento. Fuente: Suárez, 2001 
4.3.4. Reptación 
 
Consiste en movimientos del suelo subsuperficial desde muy lentos a extremadamente 
lentos sin una superficie definida de falla. La profundidad del movimiento puede ser desde pocos 
centímetros hasta varios metros. Generalmente, el desplazamiento horizontal es de unos pocos 
centímetros al año y afecta a grandes áreas de terreno (Figura 4). 
 
Figura 4.Tipo de deslizamiento Reptación. Fuente: Suárez, 2001 
 
4.3.5. Deslizamiento Rotacional 
 
En un deslizamiento rotacional la superficie de falla es cóncava hacia arriba y el 
movimiento es rotacional con respecto al eje paralelo a la superficie y transversal al deslizamiento 
(Figura 5). 
 
26 
 
 
 Figura 5.Tipo de deslizamiento Rotacional. Fuente: Suárez, 2001 
 
4.3.6. Deslizamiento de Traslación 
 
En el deslizamiento de traslación la masa se desliza hacia afuera o hacia abajo, a lo largo 
de una superficie más o menos plana o ligeramente ondulada y tiene muy poco o nada de 
movimiento de rotación o volteo (Figura 6). 
 
 
Figura 6.Tipo de deslizamiento de Traslación. Fuente: Suárez, 2001 
 
4.4. Resiliencia Comunitaria 
 
Los desastres ocasionados por los deslizamientos de tierra causan un gran impacto no solo 
a nivel económico y de pérdidas de vidas humanas que es el impacto más importante en este tipo 
de eventos, sino que también influyen negativamente en las dinámicas socioambientales 
establecidas en una comunidad, alterando drásticamente el paisaje, afectando ecosistemas y los 
 
27 
 
servicios ambientales predispuestos en el territorio. Las comunidades foco de estos eventos muchas 
veces tienen que hacer esfuerzos muy grandes para recuperarse y reestablecer sus condiciones de 
vida con el tiempo. Es por esto que los procesos comunitarios se convierten en una fuerza 
integradora y de trabajo en equipo que puede ser clave para lograr sobreponerse y transformarse 
en tales eventos. La resiliencia comunitaria representa ese enfoque de unión entre comunidad y 
territorio que logra cumplir con este objetivo. 
 
La Resiliencia es la capacidad de un sistema, comunidad o sociedad expuestos a una 
amenaza para resistir, absorber, adaptarse y recuperarse de los efectos de manera oportuna y eficaz, 
lo que incluye la preservación y restauración de las estructuras y funciones básicas (Cruz et al., 
2012). La resiliencia refleja la capacidad de las personas, las comunidades, las sociedades y las 
culturas para vivir y desarrollarse con el cambio, con entornos en constante cambio. Se trata de 
cultivar la capacidad de sustentar el desarrollo frenteal cambio, incremental y abrupto, esperado y 
sorprendente (Folke, 2016). A su vez, la resiliencia consiste en persistir en el cambio en el camino 
actual del desarrollo (dominio de estabilidad o cuenca de atracción) adaptándose, mejorando e 
innovando en ese camino. Se trata de tener la capacidad de seguir aprendiendo, autoorganizarse y 
desarrollarse en entornos dinámicos frente a la verdadera incertidumbre y lo inesperado, como 
conducir un barco en aguas turbulentas (Olsson et al., 2006 citado por Folke, 2016). 
 
El concepto de adaptabilidad en el pensamiento de resiliencia captura la capacidad de las 
personas en un sistema socioecológico para aprender, combinar experiencia y conocimiento, 
innovar y ajustar las respuestas y las instituciones a los impulsores externos y los procesos internos 
cambiantes (Folke, 2016). La adaptabilidad se ha definido como “la capacidad de los actores de un 
sistema para influir en la resiliencia” (Walker et al., 2004) y se trata de adaptarse dentro de umbrales 
socioecológicos críticos. La adaptabilidad es fundamental para la persistencia. Ayuda a convertir 
los cambios y las sorpresas en oportunidades y, por lo tanto, es una parte importante de la resiliencia 
socioecológica (Berkes et al., 2003, Nelson et al., 2007 citado por Folke, 2016). 
 
La transformación consiste en trasladar el desarrollo hacia nuevos caminos e incluso crear 
nuevos. Se trata de tener la capacidad de cruzar umbrales y mover sistemas socioecológicos hacia 
nuevas cuencas de atracciones, hacia trayectorias de desarrollo nuevas, emergentes y, a menudo, 
 
28 
 
desconocidas (por ejemplo, Walker et al., 2009a, Marshall et al., 2012). Dicha capacidad se basa 
en fuentes de resiliencia de otros niveles y escalas además del enfoque para la transformación del 
sistema existente. Las crisis pueden abrir espacio para transformaciones, para nuevas formas de 
pensar y operar. Aquí, las experiencias pueden revitalizarse, recombinarse para ser novedosas y 
ayudar a navegar las oportunidades transformadoras que surgen (por ejemplo, Gunderson y 
Holling, 2002, Folke et al., 2009). La transformación se ha definido como “la capacidad de crear 
un sistema fundamentalmente nuevo cuando las estructuras ecológicas, económicas o sociales 
hacen que el sistema existente sea insostenible” (Walker et al., 2004, Folke et al., 2010). 
 
4.5. Bioingeniería de Suelos 
 
Las principales medidas y soluciones para la prevención y mitigación de los riesgos 
hidrogeológicos generalmente se basan en técnicas convencionales como la construcción de muros 
contención, muros de gaviones, pilotes anclados, obras de drenaje entre otros. Sin embargo, 
últimamente ha tomado relevancia el estudio de alternativas existentes, basadas en la naturaleza, 
que representan menor impacto al ambiente, menores costos y las cuales no necesitan 
conocimientos técnicos complejos para su aplicación, haciendo clave el papel de las comunidades. 
Una de estas alternativas basadas en la naturaleza y que representan varias ventajas en comparación 
con las técnicas convencionales es la bioingeniería. La bioingeniería es un componente bien 
reconocido de la ingeniería ecológica, en sí misma definida como " el diseño de sistemas 
sostenibles, consistentes con principios ecológicos, que integran a la sociedad humana con su 
entorno natural para el beneficio de ambos " (Mitsch & Jørgensen, 2003; Mitsch, 2012). 
 
Dentro de las técnicas de bioingeniería, la bioingeniería de suelos es una ciencia que 
combina conceptos de Ingeniería, Biología y Ecología para revegetalizar y estabilizar el terreno, 
con el propósito de crear una estructura “viva”. 
 
 La bioingeniería de suelos es la inclusión de diferentes tipos de vegetación en el diseño de 
medidas u obras de ingeniería, para mejorar y proteger las laderas, terraplenes y estructuras 
de los problemas relacionados con la erosión y otros tipos de inestabilidades “superficiales” 
en laderas y defensas rivereñas para inundación. La bioingeniería utiliza los efectos 
 
29 
 
mecánicos e hidrológicos benéficos de la vegetación para aumentar la resistencia del suelo 
al agrietamiento, proteger de la erosión laminar una superficie de suelo expuesta y, atrapar 
las partículas de suelo que se deslizan por el talud (Zilbert et al., 2013). 
 
A continuación (Figura 7), se presenta un estudio bibliométrico utilizando como base dos 
términos claves para esta monografía “Bioingeniería de Suelos” y “Erosión” 
 
Figura 7.Estudio Bibliométrico. Bioingeniería. Fuente: Elaboración propia a partir de software VOS Viewer. 
. 
Se puede observar la estrecha relación de estos términos con conceptos muy importantes 
en la gestión del riesgo como los deslizamientos, la estabilización y la conservación de suelos, lo 
cual nos refiere el papel cada vez más visible que las soluciones basadas en la naturaleza como la 
bioingeniería de suelos está teniendo en la gestión de los fenómenos naturales relacionados con la 
erosión del suelo que muchas veces traen consigo riesgos a comunidades que no están preparadas 
para responder a estas clases de eventos. La bioingeniería de suelos se presenta como una 
 
30 
 
alternativa que puede tener grandes beneficios ecológicos y sociales, siendo así que conceptos 
como la restauración ecológica también se observan relacionados con la bioingeniería de suelos 
por la revegetalización que estas técnicas inducen en el paisaje que muchas veces han sido 
deteriorados por la erosión. 
 
El monitoreo ambiental también es un término que aparece ligado a la bioingeniería de 
suelos y en este aspecto, las comunidades pueden tener un papel primordial y en concordancia con 
instrumentos técnicos de las entidades del estado pueden formar un sistema solido de vigilancia 
ambiental y de fenómenos naturales que pueden representar un riesgo para su comunidad. Se habla 
de sistemas de alerta basados en la comunidad en el campo de la gestión del riesgo como una 
estrategia que integre el conocimiento de la gente en sus territorios con las tecnologías 
desarrolladas para el monitoreo ambiental, generando sistemas solidos de protección de las 
condiciones ambientales existentes en un determinado territorio. 
 
Otro concepto importante que se relaciona en menor medida es el cambio climático, 
fenómeno catalizador de los procesos erosivos en el suelo y de los eventos detonantes de 
fenómenos geohidrológicos como deslizamientos de tierra y avalanchas. Es aquí donde la gestión 
del riesgo se presenta como un proceso en el que convergen todos estos conceptos y donde las 
comunidades juegan un papel principal a la hora de desarrollar procesos de resiliencia en donde 
haya una transformación del territorio con procesos acordes con el ambiente. 
 
En las siguientes grafica (Figura 8 y 9) podemos observar las citaciones a diferentes autores 
que han estudiado el tema de Bioingeniería de Suelos y los países donde se han desarrollado los 
estudios en el tiempo. 
 
 
31 
 
 Figura 8. Principales autores Bioingeniería de Suelos. Fuente: Elaboración propia a partir de software VOS Viewer. 
 
 
Figura 9.Países con más estudios de Bioingeniería. Fuente: Elaboración propia a partir de software VOS Viewer. 
 
 
32 
 
 
Podemos ver que la mayoría de países donde hay más publicaciones del tema corresponden 
a países europeos, seguidos por países de Asia y por último países de Norte América y Brasil de 
Sudamérica. Cabe anotar que, en otros países de Sudamérica como Colombia, la mayoría de 
estudios realizados sobre el tema no se encuentran en artículos, sino que se pueden encontrar en 
tesis de pre y posgrado, lo que denota que todavía es un tema emergente en estas latitudes. Brasil 
presenta publicaciones desde mediados de la década de 2010 y países como Estados Unidos desde 
el 2012. Los países europeos y asiáticos presentan estudios más recientes, lo que denota un 
desarrollo en la implementación de lastécnicas y por lo tanto son una base bibliografía importante 
en esta monografía. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
5. Estado del Arte 
 
A lo largo de los años, el uso de vegetación para remediar procesos de degradación del 
suelo se ha ido consolidando en diferentes partes del mundo, debido en gran medida por la 
efectividad y beneficios que estas técnicas han demostrado en comparación con técnicas 
convencionales. Son muchos los estudios que demuestran el efecto de las técnicas de bioingeniería 
en la estabilización de suelos en laderas y taludes con problemas de erosión. 
 
De acuerdo con Schlueter, 1986; GEO, 2000; Fatahi et al., 2010; Bariteau et al., 2013, 
citado por (Dhital & Tang, 2015), las técnicas de bioingeniería de suelos (SBT) se han llevado a 
cabo durante siglos para controlar los problemas de erosión en laderas y a lo largo de las riberas de 
los ríos en diferentes partes del mundo. Se emplean buenas prácticas de ingeniería junto con 
principios ecológicos integrados, utilizando vegetación viva y partes de plantas no vivas para 
estabilizar pendientes, (laderas, riveras de ríos, lagos/litorales) proteger los hábitats de la vida 
silvestre y para mejorar el funcionamiento de los ecosistemas. 
 
En años recientes, SBT se han utilizado ampliamente porque son rentables, flexibles y 
aplicable en áreas remotas mediante el uso de materiales disponibles localmente, y porque 
requieren mano de obra de bajo costo en comparación con obras de ingeniería civil más elaboradas. 
(Rey et al., 2019) 
 
La bioingeniería del suelo y el agua es una disciplina emergente a nivel mundial, con 
marcos regulatorios (incluida la Directiva del Marco Europea para el Agua o, más recientemente, 
la Estrategia Europea de Infraestructura Verde) que introducen la necesidad de implementar 
técnicas “suaves” para el control de peligros naturales en lugar de técnicas “duras " (como 
estructuras de hormigón y estructuras de acero como presas de contención) (Rey et al., 2019) 
 
La priorización de las técnicas de bioingeniería del suelo y el agua ahora se alientan mucho 
en la Comunidad Europea (p. Ej., Comisión Europea, 2013) y en muchos países del mundo, a 
menudo promovida a través de varios incentivos. La Unión Internacional para la Conservación de 
la Naturaleza (UICN) respalda de manera proactiva el uso de soluciones basadas en la naturaleza 
 
34 
 
para la reducción del riesgo de desastres (EcoDRR) e incluye la bioingeniería del suelo como una 
técnica para la protección contra los peligros naturales según Furuta et al., 2016; Renaud et al., 
2016 citado por Rey et al., (2019). 
 
Se ha evidenciado que el desarrollo de la bioingeniera ha solucionado diferentes 
problemáticas de erosión, estabilidad de taludes y revegetalización atendiendo dificultades en 
diferentes campos donde se ha necesitado con urgencia. En la escala internacional Europa y Asia 
fueron pioneros, perfeccionando poco a poco los conocimientos de ingeniería tradicional utilizados 
por aquellas civilizaciones, hasta la consolidación del término de bioingeniería que abre una rama 
esencial en el uso de vegetación para remediar problemáticas del suelo naturales o ejercidas por la 
actividad antrópica (Ramos, 2021). 
 
La bioingeniería del suelo en Colombia tuvo un importante apoyo en el gremio caficultor 
como razón para atender problemáticas del suelo, por diferentes actores degradantes que 
perjudican esta zona del país con alto relieve y productividad agrícola, de esta manera al 
ver resultados positivos se fueron realizando proyectos de gran escala muchas veces 
intervenidos por autoridades ambientales competentes, priorizando esta técnica como un 
actor de desarrollo social (Ramos, 2021). 
 
 Las técnicas basadas en la vegetación se han aplicado solas o junto con estructuras de 
ingeniería civil a pequeña escala para reducir la erosión por inestabilidad de terrenos poco 
profundos en pendientes y riberas de arroyos. Las funciones ingenieriles y los efectos hidrológicos 
de la vegetación son factores clave para controlar la erosión del suelo y estabilizar pendientes. La 
vegetación controla efectivamente la erosión mediante protección activa o pasiva (Dhital & Tang, 
2015). 
Tal como lo explica Rey et al. (2019), se requiere un análisis completo para diseñar estructuras de 
bioingeniería y optimizar su desempeño. Por ejemplo, es necesario realizarse algunas preguntas 
como, ¿dónde es más efectivo instalar una estructura? ¿Cuántas plantas o esquejes deben usarse 
dentro de una estructura? Se debe mejorar la comprensión de la eficiencia de diferentes especies 
vegetales y sus características, dependiendo del objetivo final de la intervención. La mayoría de 
los ingenieros utilizan modelos geotécnicos numéricos fácilmente disponibles que incluyen los 
 
35 
 
efectos de la vegetación. Se comprenden técnicas tales cómo capas de arbustos (que brindan una 
protección profunda), desagües de postes vivos (que drenan el exceso de agua para permitir el 
establecimiento de la vegetación), paredes de terrazas con vegetación (que protegen 
inmediatamente las orillas de los arroyos), acondicionamiento del suelo (proporcionando 
resistencia contra flujos torrenciales), así como la estabilización a largo plazo del suelo debido a 
los efectos de refuerzo de la planta. 
 
Al igual que con cualquier técnica de estabilización, existe una transferencia de tensión (o 
carga) entre el suelo y la estructura, pero, a diferencia de otras soluciones, esta respuesta inicial es 
modificada por el papel evolutivo del material vivo utilizado en la estructura de bioingeniería (Rey 
et al., 2019). Estudios recientes han confirmado que la vegetación contribuye a un aumento de la 
succión matricial en el suelo debido a la evapotranspiración y, por tanto, a un aumento de la 
cohesión a largo plazo. Sin embargo, a corto plazo, el aumento de la humedad del suelo durante 
lluvias intensas reduce rápidamente este efecto sobre el estrés de succión y, por lo tanto, sobre la 
estabilidad de la pendiente tal como lo exponen Pollen-Bankhead y Simón, 2010; Kim et al. (2017) 
citados por Bischetti et al. (2021). 
 
Últimamente el estudio y la aplicación de las técnicas de Bioingeniería han ido tomando 
más atención, y se han desarrollado numerosos trabajos que detallan estas técnicas más 
profundamente. Es así que trabajos desarrollados a nivel mundial detallan aspectos sobre las 
eficiencias y el efecto de estas técnicas en la reducción de los problemas de erosión relacionados 
con laderas y taludes. 
 
En las últimas décadas, la bioingeniería de suelos ha ganado considerable popularidad en 
todo el mundo, especialmente en trabajos de estabilización de laderas, riberas de ríos y terraplenes. 
El uso de plantas como material de construcción transfiere la multifuncionalidad de la planta dentro 
de las estructuras de ingeniería y satisface la creciente demanda de la sociedad de enfoques más 
respetuosos con el medio ambiente para el diseño de estructuras. Además, el enfoque de la 
bioingeniería del suelo cumple con las políticas públicas, como las estrategias de la UE relativas a 
las infraestructuras verdes, la economía circular y el acuerdo verde, así como el marco global 
 
36 
 
definido por los Objetivos Globales de Desarrollo Sostenible (Bischetti et al., 2021). En la Figura 
10 se pueden observar algunos ejemplos de estas estructuras. 
 
Figura 10. Ejemplos de estructuras de Bioingeniería en el mundo. Fuente: Bischetti (2021) 
En la figura se observa: A. Palizadas (Francia) (foto: F. Rey); B. Franjas de protección para 
pastos (Bélgica) (foto: J. Poesen); C. Estructura de acero verde y ramas de tronco / esquejes 
inactivos (Francia) (foto: K. Peklo); D. Estructura de madera prefabricada (Italia) (foto: F. Preti); 
E. Capas rastrilladas modificadas (Canadá) (foto: D. Polster); F. Siembras con esteras de paja y 
bancocon vegetación (Portugal) (foto C. Bifulco); G. Presa de contención mixta (Canarias) (foto: 
G. Tardio); H. Plantación con esquejes de sauce y tejido de coco (Suiza) (foto: G. De Cesare); I. 
Terreno adecuado con, paja y acacia (Canadá) (foto: P. Raymond); J. Pared de troncos con 
vegetación (Austria) (foto: HP Rauch); K. Hidrosiembra (Escocia) (foto: S. Mickovski); L. 
Encausamiento del Rio (Austria) (foto: F. Florineth). 
 
Según Gobinath et al., (2020), el concepto de desarrollo sostenible, que está revolucionando 
recientemente la forma en que se realizan los trabajos de investigación, es así que uno de sus pilares 
fundamentales se centra en la utilización de materiales naturales en los procesos constructivos que 
sean menos dañinos que los utilizados convencionalmente. El uso de fibras naturales como fibras, 
bonote, yute, raíces de plantas en aplicaciones geotécnicas es muy deseable. No solo se pueden 
usar materiales artificiales como refuerzo, sino que las raíces de las plantas que están disponibles 
naturalmente también se pueden usar para reforzar el suelo tanto temporal como permanentemente, 
 
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esto es equivalente a reforzar el suelo mediante el uso de materiales a base de bonote. Trabajos de 
investigación anteriores realizados demostraron que la inclusión de fibras aumenta la resistencia, 
rigidez, reduce la compresibilidad y el potencial de hinchamiento y agrega más durabilidad y 
estabilidad al suelo. La aplicación de la bioingeniería de suelos se ha aplicado con muchos 
resultados positivos en diferentes partes del mundo y dan evidencia de los efectos positivos de estas 
técnicas en no solo en el suelo sino también en todo el componente ambiental de las zonas 
intervenidas. 
El estudio realizado por Yam et al. (2015), muestra la aplicación de la bioingeniería de 
suelos para el control de inundaciones en Nepal, centrándose en la estabilización de las riberas de 
los arroyos. Se utilizaron presas de contención de red de alambre junto con la vegetación en las 
orillas del arroyo y se logró una estabilización casi por completo, reduciendo el desborde del rio y 
resultando más eficaz que otros métodos mecánicos de estabilización. En los canales de los ríos, la 
vegetación reduce el esfuerzo cortante cerca del lecho y controla los procesos de erosión, transporte 
y deposición de sedimentos por su resistencia a flujo y capacidad de las raíces para modificar la 
cohesión del sustrato (Dhital & Tang, 2015). 
 
Según Miele et al. (2021), en las últimas décadas, la necesidad de mitigar los fenómenos 
hidrogeológicos y preservar los recursos naturales, incluidos los paisajes, ha motivado a varias 
autoridades locales y nacionales a promover el uso de técnicas de bioingeniería de suelos. En 
consecuencia, estas técnicas se han utilizado cada vez más con tasas de éxito variables. En su 
estudio, se analizaron las eficiencias de diferentes estructuras de bioingeniería instaladas entre 2007 
y 2013 en el Avellino Provincia del sur de Italia. Para ello, se llevó a cabo un análisis de 
consistencia y clasificación funcional del proyecto específico y se identificaron las causas de las 
ineficiencias. El análisis mostró que después de unos años, solo una pequeña cantidad de las 
estructuras de bioingeniería instaladas eran completamente funcionales y eficientes. En general, 
las estructuras instaladas se vieron afectadas generalmente por problemas de mantenimiento y, en 
muchos casos, sufrieron problemas de diseño y ejecución, lo que indujo un grado de eficiencia 
generalmente más bajo, y la mayoría de ellas se clasificaron como 'no muy eficientes ', concluyendo 
así que la eficiencia de una estructura de bioingeniería está ampliamente influenciada por su 
correcto diseño, instalación y mantenimiento y debe tener en cuenta las características geológicas, 
geotécnicas e hidrológicas del área de interés (Miele et al., 2021). 
 
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En el trabajo realizado por Gobinath et al. (2020), se encontró que la incorporación de las 
raíces de las plantas en la matriz del suelo mejoró la estabilidad del suelo. En consecuencia, las 
raíces de las plantas estudiadas pueden ser materiales baratos para mejorar la estabilidad de las 
pendientes, especialmente en áreas afectadas por deslizamientos de tierra. En el contexto 
colombiano la mayoría de los estudios sobre la bioingeniería de suelos se han realizado a nivel de 
tesis de pregrado, especializaciones y maestrías. 
 
Según lo detalla López (2020), la realización de obras de bioingeniería en Colombia ha 
venido creciendo en los últimos años, esto se debe a que las técnicas han presentado una evolución 
mediante la cual se han convertido en alternativa muy beneficiosa para solventar los retos de la 
ingeniería en el territorio colombiano. En términos generales, la bioingeniería se adapta de una 
muy buena manera a los problemas y contingencias que se presentan en las áreas a intervenir, por 
ejemplo, la necesidad de estabilizar taludes, que es un reto de ingeniería actual. La bioingeniería 
en Colombia tiene que dar solución a problemáticas propias de los terrenos (erosión, movimientos 
masales) que caracterizan las cordilleras en las cuales se concentra gran parte de la población del 
país. Efectivamente, la aplicación de las técnicas de Bioingeniería parte de la caracterización de un 
área a intervenir, siendo necesario tener muy presentes factores como la geología, el clima, 
actividades antropogénicas, la fauna y la flora, pues ellas permitirán evaluar el área afectada y así 
identificar sus diferentes componentes (López, 2020). 
 
Las investigaciones de Hernández y Suescún (2016), han revelado que, obras como la 
estabilización de taludes de laderas cerca de los ríos, cortes en taludes en ampliaciones de las vías, 
entre otras; llevan a concluir que la bioingeniería ofrece grandes ventajas en la implementación de 
dichas obras como lo es “la utilización de la mano de obra no calificada del sitio”, reducción de 
costos, regeneración y estabilización de las áreas afectadas con materiales locales que contribuyen 
no solo a la estabilización del terreno sino también a la conservación de la flora y la fauna. 
 
En el páramo de Sumapaz, se han llevado a cabo la implementación de técnicas de 
bioingeniería soportadas bajo el material de Guadua. En estudios como el de Hernández Bonilla 
(2018) se pudo constatar que la guadua posee unas propiedades mecánicas y estructurales, tiene un 
 
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corto periodo de crecimiento y además es un importante fijador de dióxido de carbono CO2), hasta 
el punto que su madera no libera a la atmósfera el gas retenido después de ser transformada en 
elemento o ser usada en construcción (Alonso & Bonilla, 2018). 
 
Flórez (2014) en su estudio realizado en el tratamiento de la erosión en laderas en 
Manizales, logró demostrar la estabilidad brindada por todas las obras de bioingeniería en los sitios 
establecidos, las cuales se convirtieron a través del tiempo en estructuras totalmente vivas, que 
disiparon la energía cinética del impacto de las gotas de lluvia sobre el suelo, y regularon la 
velocidad de las aguas de escorrentía, que dieron lugar a los deslaves en la zona. La efectividad 
quedó demostrada en el tiempo y en el espacio, con el cubrimiento por parte de la vegetación 
establecida y la emergida por regeneración natural luego de estabilizado el terreno. La 
estabilización del área afectada se puede observar al comparar el estado del área afectada desde 
antes de iniciadas las obras de bioingeniería (Flórez, 2014). 
 
Ramírez (2019) expone el caso del uso de la bioingeniería en suelos afectados por procesos 
erosivos en canteras en Bogotá, en este estudio se destacan los principales impactos en el suelo que 
trae consigo la actividad minera en la zona de estudio, destacando las técnicas más apropiadas de 
bioingeniería a aplicar según el tipo de problema en el suelo y los beneficios de estas técnicas encomparación con las convencionales, destacando que la bioingeniería ha demostrado ser eficaz 
para controlar la erosión del suelo y los movimientos superficiales del subsuelo. Una estructura de 
bioingeniería es a menudo más eficaz con relación al costo que una estructura inerte por sí sola, 
debido a que si se establece y maneja bien, la vegetación tiende a fortalecerse con el tiempo, 
mientras que una estructura inerte se va debilitando con el tiempo, lo que hace que la bioingeniería 
tenga una mayor atracción, además de eso la bioingeniería utiliza materiales locales como 
vegetación y rocas; no depende de insumos importados ni de gastos en divisas, es compatible con 
el medio ambiente y en áreas donde el paisaje tiene un alto valor escénico, visualmente es más 
aceptable que las estructuras de concreto. La bioingeniería requiere el uso de mano de obra 
intensiva, por consiguiente, ofrece oportunidades de empleo estacional a las comunidades locales 
y a los pequeños contratistas con conocimientos de agricultura y construcción rural (Ramírez, 
2019). 
 
 
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6. Metodología 
 
La metodología utilizada en esta monografía fue de tipo documental, en la cual se buscaron 
y se recopilaron diferentes textos en los cuales se encontraron las diferentes experiencias tanto en 
Colombia como en el mundo del uso de la bioingeniería de suelos. Se realizó un análisis de la 
información encontrada en estos textos y se consignaron todos los aportes importantes que se 
determinaron para cumplir los objetivos de la investigación. 
 
6.1. Recopilación de información sobre riesgos Hidrogeológicos y deslizamientos de tierra 
 
Se realizó una revisión literaria de carácter científico y técnico acerca de los riesgos hidro 
geológicos, la mecánica de los deslizamientos de tierra y sus eventos detonantes para poder 
entender e identificar qué características geotécnicas de un suelo condicionan la inestabilidad en el 
mismo y pueden dar lugar a eventos de riesgo. Se buscó esta información en contexto con los 
procesos de gestión del riesgo de desastres que se dan a nivel nacional y en otros lugares del mundo, 
principalmente aquellos donde se llevan a cabo procesos de Bioingeniería de suelos y se realizó 
una descripción general de las principales técnicas que se usan convencionalmente para controlar 
eventos de deslizamientos de tierra. 
 
6.2. Recopilación de Información sobre Bioingeniería de Suelos 
 
Se emplearon bases de datos para la recopilación de los textos científicos, y para la 
recopilación de otros tipos de textos como tesis de pregrado y posgrado se emplearon repositorios 
universitarios en bibliotecas virtuales. Además de esto se consideró pertinente la información 
encontrada en libros, noticias y páginas de internes de organizaciones claves para el desarrollo de 
la temática de la investigación. Así mismo se contó con la asesoría de los docentes de la 
especialización cuyos conocimientos específicos en ciertos aspectos de los temas a tratar fueron de 
importancia para lograr cumplir con los objetivos propuestos en el trabajo demonografía. 
 
 
 
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6.3. Análisis de Información 
 
En la literatura sobre el tema que se ha investigado hasta la fecha, se exponen algunas de 
las experiencias que se han dado en algunos países asiáticos y europeos con las técnicas de 
bioingeniería. Por lo que en esta revisión bibliográfica se analizaran estas experiencias tratando de 
encontrarlos aspectos claves de su implementación, las plantas utilizadas en cada una de ellas y 
como es la participación de la comunidad en estos procesos, evocando principios de resiliencia 
comunitaria. Se tratarán de identificar las condiciones en las que estas técnicas son pertinentes y 
en cuales casos no lo son. Así mismo se revisarán las ventajas y desventajas que tienen en 
comparación con las técnicas convencionales que se han utilizado históricamente para la 
contención de suelos en laderas y taludes, apoyándonos en una revisión bibliográfica y en textos 
académicos relacionados con la ingeniería civil y su panorama a nivel mundial y en Colombia en 
cuanto a la estabilización de suelos. 
 
6.4. Organización de ideas y conceptos 
 
Luego de que se haya recopilada y leído la información se realizará una ordenación de las 
ideas y conceptos más importantes para estructurar más consistentemente la monografía, contando 
siempre con la asesoría del asesor y de los docentes que por sus conocimientos en la materia sea 
necesario contactar. Este trabajo de retroalimentación con los asesores se hará periódicamente con 
el fin de tener en cuenta sus sugerencias en la estructura de la monografía y poder enrutarla hacia 
el cumplimiento de los objetivos deseados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. Resultados 
 
7.1. Panorama general de dos Métodos de Estabilización de Laderas y Taludes en 
Colombia y en el Mundo 
 
Se entiende como deslizamiento al “Movimiento de roca, detritos o suelo, pendiente abajo 
por la acción de la gravedad, cuando el esfuerzo cortante excede el esfuerzo de resistencia del 
material (CERP,2012), el cual se presenta en una ladera o talud, generalmente estos movimientos 
o deslizamientos ocurren a lo largo de las superficies de falla, por caída libre, movimientos en 
masa, erosión o flujos (Rivera & Osorio, 2021). Muchos taludes naturales que han sido estables 
durante décadas, súbitamente pueden fallar debido a cambios en la topografía, sismicidad, flujo de 
aguas subterráneas, pérdida de resistencia, cambios en el nivel de esfuerzos y meteorización. 
Generalmente, estas fallas no son bien comprendidas debido a los escasos estudios, hasta que la 
misma falla origina la necesidad de su pormenorizado estudio (Pineda, 2015). 
 
Cuando estos fenómenos ocurren pueden conducir a una perdida considerable de vidas 
humanas y pérdidas materiales cuantiosas. Es por eso que los procesos de gestión de riesgo 
actualmente se han vuelto tan importantes y se han convertido en la base para poder estudiar el 
riesgo desde diferentes enfoques que le permitan a una comunidad ya sea prevenir, atender o 
recuperarse de eventos que pongan en riesgo su desarrollo. Existen medidas estructurales que se 
han implementado por muchos años para contener eventos como los deslizamientos de tierra, tales 
como las obras de drenaje, muros de contención, geos sintéticos, pilotes y anclajes. 
 
Estas soluciones siempre partirán de remodelaciones de la geometría de los taludes que 
disminuyan la pendiente y/o de la longitud de la ladera, tales como: descabezado de taludes, retiro 
de materiales inestables, tendido o perfilado de taludes, banqueo de taludes, que deben ser 
acompañadas de técnicas ambientales adicionales (Romero & Rivera, 2020). A pesar de que las 
medidas estructurales son las más aplicadas en la mayor parte del mundo para prevenir los 
movimientos en masa, también se han venido aplicando otras técnicas que consideran a la misma 
naturaleza para prevenir estos fenómenos, tales como la recuperación geomorfológica, las 
 
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soluciones con membranas o la hidrosiembra que se ha venido aplicando ya hace muchos años y 
hace parte de la bioingeniería. 
 
7.1.1. Principales Medidas de Prevención de Deslizamientos en Colombia y el Mundo 
 
Colombia presenta una geografía especial en Sudamérica y probablemente única en 
comparación con otras latitudes debido a que en su territorio confluye la cordillera de los Andes 
formando tres ramificaciones, la cordillera oriental, central y occidental. Este aspecto geográfico 
ha significado según datos oficiales que alrededor del 75% de la población de Colombia viva en 
zonas montañosas. Este panorama ha representado un reto para le gestión del riesgo y para el 
gremio ingenieril ya que en la gran mayoría de poblaciones y carreteras importantes del país se 
presentan múltiples fenómenos de movimientos de masa detonados además por las épocas de lluvia 
claramente más intensas