jueves, 24 de septiembre de 2009

Métodos de estabilización de laderas mediante empleo de materiales vivos

Los métodos de estabilización de suelos deben emplearse cuando existe la amenaza de que se desarrollen en el terreno fuerzas mecánicas peligrosas de tracción o compresión. En tales casos, se necesita inmediatamente una estabilización a fondo del suelo. El efecto de los métodos - que se describen a continuación depende de la profundidad de excavación del material, y de la distancia entre las diversas construcciones. La eficacia comienza con el desarrollo de las raíces, seguido por el aumento del crecimiento de las plantas, y se intensifica después proporcionalmente con el desarrollo de raíces y brotes.
    Las construcciones de estabilización consisten en sistemas puntuales o lineales. Por ello, lo normal es complementarlas con una protección superficial que afecta a una superficie mayor.
2.1 Empalizadas trenzadas
Procedimiento
    Se clavan en el terreno estacas de madera de 3 a 10 cm de diámetro y de 100 cm de longitud, o estacas de acero de longitud similar, a una distancia aproximada de 100 cm. Entre ellas se colocan otras estacas más cortas o estaquillas, clavadas en el terreno a intervalos de unos 30 cm aproximadamente.
    A continuación las estacas se entrelazan y enrollan con ramas vivas, largas y flexibles, de una especie conocida por su fácil enraizamiento a partir de trozos de rama (por ej. Salix). Cada rama viva debe apretarse hacia abajo después de haberla entrelazado con las estacas. Normalmente deben colocarse, una sobre otra, de tres a siete pares de ramas. En vez de ramas, pueden emplearse también alfombras prefabricadas de ramas entrelazadas para sujetarlas a las estacas.
    Las estacas no deben sobresalir más de 5 cm del dispositivo de ramas (alfombras), y por lo menos dos tercios de su longitud total debe estar dentro del suelo (Fig. 2).
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Fig. 2 Construcción de empalizadas trenzadas. A la izquierda, sobresaliendo del terreno. A la derecha, enrasadas.
La rama del fondo y las partes cortadas de todas las otras ramas deben estar en el suelo de tal modo que puedan enraizar. Las cercas completamente enterradas son mejores que las que sobresalen de la superficie, ya que en este último caso las ramas que están por encima del suelo tienden a secarse, lo que se traduce en una disminución de la estabilidad de la empalizada (Foto 11).
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Foto 11 Empalizadas trenzadas combinadas con tela metálica como protección contra la caída de piedras. Las ramas y estacas vivas que sobresalen demasiado por encima del terreno, no enraizaron porque se secaron.
Colocación de empalizadas trenzadas
    Las empalizadas trenzadas deben colocarse en hileras horizontales consecutivas o diagonalmente (Fig. 3). La disposición en diagonal sólo es eficaz para retener material suelto; en otro caso es un gasto innecesario.
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Fig. 3 Colocación en diagonal de empalizadas trenzadas.
Materiales
    Deben elegirse ramas flexibles, de 120 cm de longitud como mínimo, con pocas ramas laterales. Deben emplearse plantas que enraicen fácilmente a partir de estaquillas o empalizadas trenzadas prefabricadas. Los sauces arbustivos son especialmente adecuados. Las estacas de madera o de acero deben tener 100 cm de longitud; si se emplean estacas vivas o una combinación de estacas vivas y muertas, deben tener por lo menos 100 cm de longitud.
Epoca
Durante la estación de reposo.

2.2 Construcción de cordones
Procedimientos
    1. Construcción de cordones mediante el sistema de Couturier (1880)
    En primer lugar, se prepara una pequeña terraza horizontal cerca del pie de la ladera. El suelo que se extrajo para construir la primera terraza se vuelca al pie de la ladera.
    Si el fondo de la terraza excavada consiste en material muy duro y compacto, que no pueden penetrar las raíces, debe mullirse. Seguidamente, se colocan las plantas elegidas sobre la superficie de la terraza, de tal forma que se mantengan en pie completamente derechas. De esta forma, el centro de las raíces de las plantas estará por lo menos 10 cm hacia dentro de la terraza. Para sujetarlas hay que cubrir las plantas con tierra (Fig. 4).
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Fig. 4 Construcción de cordones. Arriba, método de Couturier. Abajo, método de Praxl, con un lecho de ramas muertas.
    A continuación se construye la terraza siguiente. Cuanto más inclinada sea la ladera, más estrecha debe ser la terraza. La distancia entre terrazas sucesivas depende ante todo del material del terreno y de su tendencia a deslizar. El material sobrante en vez de volcarlo, se deja deslizar con suavidad hacia abajo a la terraza inferior. De esta forma las plantas de la terraza inferior se cubren de tierra y la terraza excavada se rellena por completo. Solamente sobresalen las plantas vivas. El proceso se repite seguidamente avanzando hacia arriba hasta que se llega a la cumbre de la ladera.
    Cuando se termine el trabajo, el perfil de la ladera se habrá modificado ligeramente, excepto en la parte superior, que quedará ligeramente redondeada debido al material que se extrajo para cubrir la primera terraza. Esto mejora todavía más la calidad del trabajo de restauración, porque el redondeo protege a las plantas de nuevos deslizamientos de tierra y piedras.
Para una mayor estabilización del terreno, se plantan unas estaquillas más grandes de sauce por debajo de las plantaciones en cordón.
Resumen: la construcción de cordones mediante el sistema Couturier es realmente una plantación de setos o repoblación en curvas de nivel. Deben elegirse plantas pioneras que sean muy resistentes al recubrimiento. El empleo de estacas de sauce en la construcción e cordones es una variación que se emplea muy frecuentemente en zonas de pendiente peligrosas.
    2. Construcción de cordones por el sistema de Praxl (1954)
    Se coloca una capa transversal de ramas de coníferas sobre una terraza de Couturier; para estabilidad, se colocan horizontalmente por debajo de las ramas postes de algún material muerto, cerca del borde de la terraza. La capa de ramas de coníferas se cubre seguidamente con una capa de tierra de unos 10 cm y se colocan estaquillas de sauce unas junto a otras sobre esta capa de tierra a una distancia de 2 a 3 cm entre sí. A continuación se cubren también con tierra estas estaquillas (Foto 12).
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Foto 12 Método de Praxl para la construcción de cordones utilizando una capa de ramas y estacas muertas de coníferas.
Materiales
    Para el método de Couturier se necesitan tres brinzales con raíces de árboles o arbustos por cada metro de longitud de cordón, además de 2 a 5 estaquillas que deben tener por lo menos 10 cm más de longitud que la anchura de la terraza. Para cada terraza se necesitan de 10 a 25 estaquillas con una longitud mínima de 60 cm, suponiendo una anchura mínima de terraza de 50 cm.
Disposición
    Los cordones deben disponerse en hileras horizontales y paralelas a una distancia aproximada de 3 m entre hileras.
Epoca
    Durante la estación de reposo.
Eficacia ecológica y técnica
    El método de Couturier mejora el microclima porque retiene el agua, y también tiene un efecto nivelador de los terrenos de plantación.
    El método de Praxl proporciona una excelente estabilización de zonas adecuadas de las laderas mediante el importante refuerzo de las ramas. La buena penetración de las raíces en el terreno depende de haber mullido adecuadamente el suelo durante la construcción.
2.3 Empalizadas trenzadas de vegetación o fajinas de ladera
Procedimiento
    Se tienden fajinas de plantas leñosas vivas en zanjas con una anchura y profundidad de 30 a 50 cm. Cada fajina debe constar por lo menos de cinco ramas con un diámetro mínimo de un cm. En comparación con las fajinas mucho más pesadas que se suelen emplear para construcción en cursos de agua, con este método se puede ahorrar bastante material. Además, las ramas introducidas enraizan más fácilmente porque están en contacto con el suelo y no están todavía demasiado profundas en el terreno. Otra ventaja es que las fajinas de ladera no es preciso atarlas tan fuertemente como las empleadas en construcciones hidráulicas. Sólo hay que atar las fajinas a intervalos de 50 cm, mientras que en la construcción hidráulica, las ataduras no deben estar a más de 30 cm de distancia. Las fajinas de ladera se fijan con estacas vivas o muertas de 60 cm de longitud como mínimo, colocadas a intervalos de 80 cm. Las estacas deben clavarse en la ladera verticalmente y con profundidad suficiente para quedar enrasadas con la parte superior de la fajina. Mientras en otro tiempo las estacas se clavaban en el terreno después de las fajinas, no se clavan ahora en ellas, evitando así la molestia de sujetarlas con alambre. Las estacas de acero son mejores que las de madera debido a su menor diámetro con resistencia equivalente. Inmediatamente después de la plantación, se vuelven a cubrir las zanjas con tierra de tal modo que sólo una pequeña parte de las ramas sobresale del terreno. Es conveniente construir las fajinas de ladera comenzando desde la parte superior de ésta (Fig. 5, escalones 1 a 5).
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Fig. 5 Construcción de empalizadas con fajinas de vegetación.
Disposición
    La disposición de las fajinas de ladera debe ser horizontal o ligeramente inclinada con respecto a la línea horizontal (Foto 13).
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Foto 13 Construcción de empalizadas con fajinas de vegetación, de dos años, utilizando sauces.
Materiales
    Se emplean fajinas de ramas largas y rectas procedentes de plantas leñosas vivas. Cada fajina debe contener por lo menos cinco ramas con un diámetro mínimo de un cm. Para cada metro de longitud de fajina a construir se necesita por lo menos una estaca viva o muerta de 60 cm de longitud.
Epoca
    Este tipo de construcción sólo debe realizarse durante la estación de reposo.
2.4 Construcción de surcos
Procedimiento
    Se cavan a lo largo de la ladera surcos (zanjas de 30 a 60 cm de anchura y con la profundidad aproximada de una azada). En su parte delantera, se colocan fajinas delgadas de ramas vivas y se sujetan con estacas igual que en toda construcción de fajinas. Los surcos no se rellenan ni se cubren con la tierra que ha sido excavada, sino con tierra de la capa superior o con compost, o una combinación de ambos (Fig. 6).
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Fig. 6 Construcción de surcos.
Disposición
    Debido al efecto de encharcamiento de los surcos y al peligro de erosión, la disposición óptima de los surcos es en ángulo de 10 a 30 grados respecto a la línea horizontal; sin embargo, pueden disponerse también en forma de Z o en espiga (Fig. 7, Foto 14).
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Fig. 7 Disposición de la construcción de surcos. Arriba, diseño en Z. Abajo, diseño en diagonal
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Foto 14 Construcción de surcos.
    El ángulo de inclinación del sistema de surcos depende del sustrato y de la precipitación media local. En suelos permeables, el ángulo de inclinación debe ser relativamente pequeño; en suelos margosos y arcillosos, será mejor una pendiente fuerte. Hay que analizar cuidadosamente las condiciones del sitio para determinar si la construcción de surcos es realmente apropiada o si puede ocasionar daños por la penetración del agua. Debido a las necesidades precisas de la disposición de los surcos, y al empleo de tierra de la capa superior, la construcción de surcos es un método singular de construcción, y no simplemente una combinación de fajinas de ladera y plantaciones.
Materiales
    Por cada surco se necesitan fajinas vivas compuestas de 3 a 10 ramas vivas y una o dos plantas vivas con raíces. Se necesita también una estaca y aproximadamente 0,05 metros cúbicos de tierra de la capa superior, por cada metro de longitud.
Epoca
    Este tipo de construcción sólo debe realizarse durante la estación de reposo.
Eficacia ecológica y técnica
    Si se cortan en ángulo, los surcos actúan como drenaje de la ladera. La penetración de las raíces produce el efecto de consolidación y estabilización del suelo cuando se emplean fajinas en los surcos. Se logra un mejor desarrollo de las plantas utilizando tierra de la capa superior o compost.
2.5 Construcción de lechos de setos vivos
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Fig. 8 Construcción de lechos de setos vivos.
Procedimiento
    Se forman pequeñas terrazas o bermas con una profundidad de 50 a 70 cm como mínimo. La plataforma de la terraza debe tener un ángulo de inclinación (declive) hacia fuera de 10 grados por lo menos. Se colocan plantas con raíces, juntas entre sí, con las raíces hacia el interior de tal modo que aproximadamente un tercio de la longitud total de la planta se extienda sobre el borde de la terraza (Foto 16).
    Seguidamente se cubre la terraza con tierra excavada de la terraza superior. En zonas en que el terreno tiene escaso valor nutritivo, o está seco, o tiene alguna otra deficiencia intrínseca, antes de cubrir las plantas y la terraza, es conveniente a veces poner sobre las plantas una capa delgada de tierra de la capa superior del suelo o paja a fin de mejorar las condiciones de desarrollo.
Disposición
    Como norma, los lechos de setos vivos deben disponerse en hileras horizontales a distancias de 1 a 3 m. Las hileras pueden tener un pequeño ángulo pero no superior a 30 grados; en caso contrario la construcción resulta demasiado cara.
Materiales
    Se necesitan plantas leñosas con raíces, resistentes a la caída de piedras y al recubrimiento con tierra y que sean capaces de producir sistemas de raíces adventicias. Si es posible, deben emplearse transplantes de dos a cuatro años de edad y variedades de crecimiento muy rápido de brinzales de dos años. La proporción de raíces y brotes es muy importante. Cuanto más fuertes sean las raíces mejor se desarrollarán las plantas. Dependiendo de la especie, se necesitarán aproximadamente de 5 a 20 plantas por metro de longitud.
    Se deben combinar los distintos materiales vegetales de acuerdo con sus propias características de modo que se puedan complementar entre sí.
Epoca
    Los lechos de setos vivos deben construirse durante la estación de reposo vegetativo. (Excepción: en las zonas tropicales sin estación seca este sistema puede emplearse durante todo el año).
Eficacia ecológica y técnica
    La estabilización básica del suelo se logra inmediatamente después de la construcción. Los lechos de ramaje y los lechos de ramaje de setos vivos son más eficaces a largo plazo que la simple plantación de setos vivos, porque se producen raíces a lo largo de todo el tallo que queda cubierto.
    Dependiendo de las plantas empleadas, se logran diversos resultados en cuanto a penetración en el suelo, mejora y activación del suelo y tipo de sombra. Las especies con hojas que se secan rápidamente y las que desarrollan nódulos fijadores de nitrógeno tienen una alta eficacia ecológica (Foto 15).
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Foto 15 Ladera estabilizada mediante el establecimiento de lechos de setos vivos con alisos verdes y grises (Alnus viridis y A. incana).
2.6 Construcción de lechos de ramaje
Procedimiento
    Comenzando por el pie de la ladera, se cavan terrazas de 15 a 100 cm de anchura, ya sea a mano o con maquinaria.
    La plataforma de la terraza debe tener una inclinación del 10 por ciento como mínimo hacia el exterior, de modo que las ramas puedan enraizar en toda su longitud (Fig. 9, Foto 16).
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Fig. 9 Construcción de lechos de ramaje.
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Foto 16 Construcción de lechos de ramaje.
    Las ramas deben tener por lo menos un metro de longitud y no deben sobresalir del borde de la terraza más de un quinto o un cuarto de su longitud total. Las ramas se colocan cruzadas y no paralelas entre sí, de tal modo que todas ellas queden cubiertas de suelo lo máximo posible. La colocación de las ramas de forma cruzada en las terrazas permite también el empleo de ramas más largas. Es muy importante no sólo mezclar ramas de distintas especies, sino también emplear ramas de distinta edad y diámetro. Esto permite que las raíces penetren en el suelo a mayor profundidad y que se desarrolle una mayor variedad de crecimientos por encima del terreno.
    En laderas con suelos adherentes, se pueden cavar zanjas o bermas más profundas y estrechas sin el riesgo de que falle la ladera. Sin embargo, siempre que existe el riesgo de que falle la ladera, las zanjas sólo se deben cavar en pequeños tramos. El empleo de zanjas cortas puede ser también considerablemente más económico, ya que las zanjas pueden excavarse normalmente de forma mecánica. Aparte de reducir el peligro de un fallo ulterior de la ladera, la construcción de terrazas muy cortas y la colocación inmediata de ramas evita también la desecación del suelo.
    La construcción de lechos de ramaje comienza desde la parte baja de la ladera y avanza hacia arriba. La zanja inferior se rellena con el material sobrante de la zanja situada encima. Una vez que se han completado varios lechos de ramaje, comienza automáticamente una clasificación conveniente del material, a medida que la tierra rueda por la ladera. Las piedras ruedan hasta el fondo, mientras que los materiales más pequeños y finos quedan retenidos por los lechos de ramaje, lo que se traduce en la mejoría del suelo y la retención de la humedad.
    En zonas secas es mejor comprimir el material contra las ramas para asegurarse de que cada una de las ramas está completamente encajada y cubierta de tierra, lo que favorece la formación de raíces. El resto de la zanja se rellenará con el material que rueda por la ladera, procedente de la excavación de la zanja que está encima.
    En laderas de pendiente moderada puede ser factible establecer las terrazas utilizando una pequeña máquina equipada con un arado reversible; en laderas inclinadas pueden emplearse arados reversibles tirados por cabrestantes.
Disposición
    En desmontes y laderas inestables, se suelen colocar los lechos de ramaje horizontalmente o con un pequeño ángulo (Foto 17). En laderas junto a carreteras y en desmontes con material muy húmedo, los lechos de ramas deben construirse con un ángulo de 15a 90 grados, favoreciendo así un mejor drenaje del agua de las laderas (Foto 18). La distancia entre los distintos lechos depende del ángulo de la ladera y de la estabilidad del material del terreno. Sin embargo, debe ser menor de 150 cm para reducir la posibilidad de derrumbe de la ladera.
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Foto 17 Construcción de lechos horizontales de ramaje para la estabilización de laderas de torrentes. Arriba, de un año. Abajo, de nueve años.
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Foto 18 Protección de un talud muy húmedo de una carretera mediante lechos de ramaje inclinados.
    Los lechos de ramaje se construyen fácilmente en los taludes de los terraplenes. La parte externa del terraplén se construye con una ligera inclinación hacia el borde de la ladera (por lo menos el 10 por ciento). Las ramas se echan en las fajas exteriores de la superficie del terraplén (Fig. 10, 11). A continuación se cubren con tierra o relleno del terraplén, y se continúa el proceso de construcción del talud del terraplén (dique) de forma normal, igual que si no existieran lechos de ramas. El trabajo realizado con las ramas es tan duradero que incluso el daño mecánico no les afecta de forma importante. No obstante, es conveniente que los camiones entren marcha atrás, pues de esta forma colocan el material de relleno sobre las ramas. Para terraplenes, se pueden emplear ramas de varios metros de longitud, logrando un sistema radical muy penetrante y un efecto de estabilización sin ningún gasto adicional.
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Fig. 10 Construcción de lechos de ramaje de setos vivos en taludes de terraplenes.
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Fig. 11 Construcción de lechos de ramaje en taludes de terraplenes.
    En los taludes de los terraplenes, los lechos de ramaje deben disponerse horizontalmente y las distancias pueden mantenerse tan próximas como se desee. No es necesario regar ni cubrir el lecho de ramas con tierra de la capa superior del suelo.
Variación
    A fin de evitar la formación de surcos de erosión y para mejorar la estabilidad, pueden colocarse en el tercio exterior de la terraza, por debajo del lecho de ramas, hojas de fibra sintética, tiras de cartón alquitranado o de material en hojas, planchas u hojas de plástico (Fig. 12, Foto 19).
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Fig. 12 Construcción de lechos de ramaje con fajas longitudinales.
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Foto 19 Construcción de lechos de ramaje en fajas longitudinales.
    En contraste con el método normal de construcción de lechos de ramas, los lechos de este tipo con fajas longitudinales adicionales en laderas muy altas deben construirse desde la parte superior de la ladera hasta el pie, debido al peligro de las piedras que caen.
    En la construcción de lechos de setos vivos o de lechos de ramaje de setos vivos pueden emplearse también tiras longitudinales.
Disposición
    La construcción se debe disponer horizontalmente.
Materiales
    Deben emplearse ramas de plantas leñosas vivas, en número no inferior a unas 20 unidades por metro longitudinal, incluyendo aquéllas que tengan todas las ramas laterales intactas.
Epoca
    El material se debe colocar durante la estación de reposo.
2.7 Construcción de lechos de ramaje de setos vivos
Procedimiento
    Se colocan plantas fuertes con raíces, a distancias de 50 a 100 cm entre el lecho de ramas, de la misma forma en que se colocaron éstas.
    Este método es idéntico al de construcción de lechos de ramaje con la excepción de que se utilizan también plantas con raíces. Estas se cubren con tierra hasta tres cuartas partes de su longitud total, en la zanja o berma de plantación. Se desarrollan entonces raíces adventicias a lo largo de toda la longitud cubierta del tallo. Al igual que en la construcción de lechos de ramaje, no es necesario ni el riego ni la utilización de suelo de la capa superior. Sin embargo, con ellos pueden obtenerse con frecuencia mejores resultados. El lecho de ramaje de seto vivo estabiliza los desmontes y terraplenes y puede emplearse para construcciones de presas y diques, de la misma forma que el sistema de lechos de ramaje (Foto 20). También se puede combinar con un lecho de ramaje en fajas longitudinales de material muerto.
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Foto 20 Terraplén estabilizado con lechos de ramaje de setos vivos. Arriba, durante la construcción. Abajo, después de 20 años.
Materiales
    Deben emplearse, por lo menos, 10 ramas de plantas leñosas vivas con todas sus ramas laterales, por metro longitudinal de lecho de ramaje de seto vivo. Además, se emplean una o dos plantas sanas con raíces; son preferibles los brinzales de varios años, pero también son apropiados los brinzales de dos años de especies de crecimiento rápido. Deben elegirse únicamente plantas pioneras resistentes al recubrimiento y capaces de desarrollar raíces adventicias.
Epoca
    El material debe colocarse durante la estación de reposo.
2.8 Colocación de estaquillas, incluyendo la plantación de juntas de muros
Procedimiento
    1. Plantación de estaquillas en el suelo
    Se hace un agujero en el terreno con una barra grande o con un pico y se coloca una estaquilla dentro en el momento de extraer la barra. Debe apretarse la tierra que rodea a la estaquilla para asegurarse de que. quede firmemente colocada. Puede emplearse un martillo para introducir las estaquillas en el terreno; en este caso, el extremo inferior de las estaquillas debe cortarse en ángulo para facilitar la penetración. No debe haber por encima del terreno más de una cuarta parte de la longitud total de la estaquilla y, de no ser así, habrá mucho más peligro de desecación.
    2. Plantaciones de juntas
    Se hincan estaquillas en las juntas de muros de piedra y de montones de piedra sin mortero. Deben ser suficientemente largas para penetrar en el terreno existente detrás de los muros de piedra (Foto 21). Para esta operación, puede emplearse una barra larga o un pico. Después de haber plantado las juntas, es conveniente llenarlas con arena seca, o mejor todavía, introducir material fino húmedo. No es necesario emplear tierra de la capa superior del suelo.
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Foto 21 Plantaciones de juntas con estaquillas de sauce. Arriba, después de dos años. Abajo, después de nueve años.
Colocación de las estaquillas
    Las estaquillas deben colocarse de forma irregular; en ninguna circunstancia deben ponerse alineadas, porque su apariencia sería demasiado artificial. Deben colocarse por lo menos dos estaquillas por metro cuadrado; en áreas sujetas a una presión considerable (por ej. montañas donde son frecuentes los aludes, o en márgenes de ríos o barrancos con fuerte movimiento de arrastre) deben emplearse cinco estaquillas por metro cuadrado. El número de estaquillas necesarias depende del tamaño de las piedras del zampeado (cuanto menores son las piedras, más densamente hay que colocar las estaquillas). En lugares secos las estaquillas crecerán mejor en las juntas del sistema del pedraplén, donde se retiene humedad, que en un suelo sin protección.
    Con esta técnica hay que esperar una pérdida de plantas del 30 al 50 por ciento.
Material
    Deben emplearse estaquillas sanas, de uno a dos años (sin ramas), de 2 a 4 cm de diámetro, y con una longitud mínima de 40 cm. Si hay poca agua o su retención es mala, la longitud de las estaquillas debe aumentarse hasta 60 cm.
Epoca
    Las estaquillas se deben plantar durante la estación de reposo.
Eficacia ecológica y técnica
    La estabilización del suelo y el drenaje (mediante absorción del agua por las plantas) comienza con la formación de raíces. El pedraplén se fortalecerá con los sistemas radicales; de esta forma, pueden emplearse piedras más pequeñas que las que se utilizarían normalmente sin la plantación de juntas.
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Fig. 13 Muros de sostenimiento de madera con lechos de ramas para la estabilización del pie de una ladera.