La logística y los requerimientos de un pro- grama de fitoestabilización a gran escala son, sin duda, mayores y distintos a los involucra- dos en la ejecución de un ensayo piloto de pequeña o mediana escala. En esta sección se abordan los aspectos relacionados con la ejecución de un programa de fitoestabilización
a gran escala, que permita la estabilización de toda la superficie de un depósito de relaves (cubeta y muros o taludes).
4.1. Prpr l rr l-
m l g:
Antes de realizar la siembra o plantación sobre un depósito de relaves es muchas veces necesario realizar distintos preparativos
para crear un ambiente o superficie favorable para la germinación y el establecimiento de las plantas y para construir el paisaje que se desea rehabilitar. Por ejemplo, algunas veces es necesario nivelar o reperfilar la superficie, para luego incorporar los acon- dicionadores adecuados a las distintas áreas del depósito de relaves (Figura 4.9).
Debe tenerse claro que cada sitio posee caractersticas sitio-especficas únicas que determinarán los manejos más adecuados al lugar y a los objetivos de rehabilitación (uso posterior) definidos para el progra- ma de fitoestabilización. A continuación se describen las etapas generales para la preparación del terreno.
A) Nivelación del terreno
Un aspecto importante durante la prepa- ración del terreno es la integración de la morfología o la topografía del depósito de relaves con en el paisaje circundante y con el objetivo final de fitoestabilización definido. Es importante que esta actividad se enmarque dentro de las regulaciones vigentes y de la ingeniera de diseño que aseguren la estabilidad estructural del de- pósito de relaves en el largo plazo.
En zonas con superficies suaves y moderadas, es decir con pendientes menores a 20º, las labores de preparación del terreno consisti- rán en la eliminación de grietas profundas, la remoción de desechos y en la generación
Figura 4.9.Superficies inadecuadas deben ser niveladas o perfiladas en etapas tempranas y según el paisaje que se desea rehabilitar a partir de la ejecución del programa
de la microtopografía y de los componentes paisajísticos deseados (ej., incorporación de rocas y generación de una topografía ondu- lada para enriquecer el paisaje). El acceso de la maquinaria pesada a estas superficies no presenta dificultad. Sin embargo, pueden existir épocas del año más adecuadas que otras para la ejecución de estas actividades, ya sea porque los relaves están saturados de agua o porque están demasiado secos y el movimiento del material generará mucho polvo hacia la atmósfera.
En zonas con taludes escarpados o pendientes mayores a 20º, como algunos muros de los depósitos de relaves, se dificultan los traba- jos de adecuación del terreno. En este tipo de superficies puede ser necesario adoptar medidas estructurales de corrección o de protección para solucionar los problemas de erosión o de inestabilidad que normalmente se presentan y que algunas veces hacen técnicamente inviable la implantación de una cubierta vegetal a partir de los métodos tradicionales. La remodelación consiste en el movimiento de sustratos, ya sean relaves u otros materiales como marinas o estériles, para reducir el grado de pendiente y con- seguir superficies que favorezcan posibles tratamientos posteriores. Alternativamente, la construcción de terrazas puede permitir un mejor control de la escorrentía superficial y, por ende, de la erosión. Estas son, sin embargo, medidas correctivas costosas y en muchas ocasiones de difícil ejecución por el necesario empleo de maquinaria pesada y el difícil acceso a las zonas a remodelar. Estas acciones deben ser evaluadas en cuanto a los beneficios obtenidos, la estabilidad estructural lograda y los costos asociados.
B) Descompactación del sustrato e incor- poración de los acondicionadores
Una vez que se ha perfilado el depósito de relaves al objetivo de rehabilitación, la etapa
siguiente es la descompactación del sustrato y la incorporación de los acondicionadores
que permitirán abatir las condiciones limi- tantes identificadas para el sitio en cuestión. Usualmente son varios los factores limitantes que deben superarse, por lo que el uso de mezclas de acondicionadores puede ser más apropiado que el uso de acondicionadores aislados. Adicionalmente, distintas áreas del depósito pueden presentar variadas limitaciones para el establecimiento de la vegetación, por lo que se deberá trabajar cada zona en forma separada y con los acondicionadores adecuados.
Existen diversos aspectos de logstica que son muy importantes de considerar y de evaluar cuando se utilizan acondicionadores orgánicos y/o inorgánicos para la rehabili-
tación in situ y a gran escala, tales como la
disponibilidad, el transporte, el almacena- miento y el mezclado. Estos aspectos deben evaluarse antes de la ejecución del programa de fitoestabilización a gran escala, de forma de tener clara la logstica involucrada con el uso de los acondicionadores de interés para los relaves que serán trabajados.
Disponibilidad. La disponibilidad de los
acondicionadores tanto orgánicos como inorgánicos puede variar de localidad en localidad, por lo que es muy importante determinar cuáles de ellos están disponibles en las cantidades requeridas y cuáles son sus características específicas, de forma de definir una buena estrategia de uso.
Transporte. La logística de transporte de los
acondicionadores (identificación de fuentes y costos de despacho) debe ser considerada
en las etapas tempranas de planificación de un programa de fitoestabilización a gran escala. El transporte en camiones de los acondicionadores al sitio del proyecto requiere de buenas vías de acceso, las que incluyan caminos despejados durante los
60
1| Fl dp Rl cl – G n° 1: Mlg Grl
periodos de despacho, caminos y puentes dimensionados al peso de los camiones y sitios con áreas adecuadas de descarga, convenientemente niveladas y firmes. Otras consideraciones específicas pueden incluir la necesidad de una balanza adecuada para pesar los camiones, para controlar la do- sificación que será efectivamente aplicada en terreno. Se puede requerir, en algunos casos, de camiones especializados para el transporte de acondicionadores que son altamente higroscópicos (tienen alto con- tenido de agua), son cáusticos o tienen otras características especiales. Esto puede resultar en un mayor costo de transporte. Una distancia adecuada entre la fuente del acondicionador y el sitio del proyecto, para el transporte con camiones, normalmente varía entre los 50 y los 100 kilómetros. Para distancias mayores, el costo de transporte puede ser demasiado alto.
Almacenamiento. A menudo es necesario
el apilamiento temporal de los acondicio- nadores antes de su aplicación al relave. Sin embargo, la estabilidad del acondicio- nador es fundamental para la planificación
adecuada del almacenamiento in situ. Por
ejemplo, la exposición a la lluvia durante el almacenamiento puede afectar las pro- piedades del acondicionador antes de ser usado. Otros materiales son biológicamente activos, y sus propiedades nutricionales o de olor pueden cambiar al ser almacenados. Algunos materiales pueden ser trabajados en el área de almacenamiento, como por ejemplo, algunos de los materiales pueden
ser comportadosin situ, de forma de obtener
el producto final deseado.
Mezclado.Los acondicionadores individua-
les pueden ser combinados con otros para producir características óptimas para la reha- bilitación de un sitio particular. Por ejemplo, el objetivo puede ser producir una mezcla con un contenido completo de nutrientes
para un sustrato de pH y textura óptimos, o una mezcla adecuada a un sustrato de pH ácido y con un balance deseado de C:N de forma de reducir los riesgos de lavado de N. En estos casos, puede ser necesario disponer de equipamiento adecuado para preparar la mezcla. Dos aproximaciones
básicas son el mezclado in situ, sobre la
superficie que será acondicionada, o el mez-
clado previo ex situ, en un lugar apropiado,
para luego ser trasladada al sitio de interés. En ambos casos se requiere, sin embargo, equipamiento de gran escala. Cuando se preparan mezclas, se debe evitar la sobre- mezcla, ya que se puede alterar algunas de las propiedades físicas y/o químicas de los acondicionadores. Adicionalmente, se debe realizar un chequeo permanente de que la calidad de la mezcla se ajusta a lo deseado y que la proporción de los materiales se
ajusta a la definida.
Aplicación.Para algunos acondicionadores
pueden existir normativas que restringen
su aplicación in situ, como es el caso de
los biosólidos. Otra restricción deriva de la topografía del lugar; específicamente, la pendiente del lugar es clave para la selec- ción de los acondicionadores y su forma de aplicación, ya que la topografa puede restringir el ingreso de maquinaria pesada. Por ejemplo, la mezcla de biosólidos y ceni- zas muestra una cementación parcial al ser aplicada en laderas cercanas a 1:1 (100%) y, por ende, es altamente resistente al mo- vimiento y a la erosión. Adicionalmente, la planificación del proyecto debe reflejar las variaciones estacionales y sus poten- ciales impactos adversos para el uso de los acondicionadores. Por ejemplo, la ma- nejabilidad del material y la trabajabilidad del sustrato pueden ser inadecuadas en la época de lluvias, mientras que la siembra en verano puede ser inadecuada por la es- casez de lluvias y las altas temperaturas. El contenido de humedad del acondicionador
(comúnmente reportada como porcentaje de sólidos en los biosólidos y como porcenta- je de humedad en el caso de los guanos) es la caracterstica principal que dicta los procedimientos y el tiempo de aplicación. Por ejemplo, los rangos tpicos de sólidos
contenidos en los biosólidos aplicados in
situ van desde lodos líquidos con 2-8%
de sólidos, los que pueden ser fácilmente bombeados, a biosólidos semisólidos con 8-18% de sólidos, los que también pueden ser bombeados (aunque en forma menos eficiente que los biosólidos líquidos), y lodos sólidos con 20-40% de sólidos, los que pueden ser esparcidos con carros similares a los esparcidores de guano o simplemente depositados sobre el sustrato.
Básicamente, existen dos formas de aplicación de los acondicionadores: depositando el o los materiales sobre la superficie de los relaves o bien incorporándolos a los relaves. Los resul- tados de diversas investigaciones señalan que la estrategia más recomendable es incorporar los acondicionadores, mezclándolo con los primeros 15-20 cm de los relaves. Esto es particularmente posible en las superficies con topografías suaves. Se recomienda aplicar el material de esta forma, particularmente en el caso de los acondicionadores orgánicos, por las siguientes razones:
• La densidad de los acondicionadores
orgánicos es baja (< 0,9 g cm-3); por lo
tanto, si se aplican secos sobre la superfi- cie de los depósitos de relaves en lugares ventosos, el material será transportado
fácilmente fuera del sitio.
• Al aplicar el material orgánico en la
superficie, las races de las plantas es- tablecidas tienden a desarrollarse en la capa orgánica sin traspasar hacia la capa de relaves subyacente, existiendo una escasa conexión de los materiales en la interfase enmienda/relave, por lo
que el material puede quedar expuesto a procesos erosivos.
• Para que se produzcan los procesos de
adsorción y complejación de los metales solubles, y reducir as la biodisponibili- dad de ellos, es necesario maximizar la superficie de contacto entre el acondi- cionador y los relaves. Por ende, mezclar los relaves con el o los acondicionadores favorecerá los procesos de inmovilización de los metales.
Sin embargo, en algunos casos es más adecuado aplicar el o los acondicionadores sobre el relave, ya sea por las restricciones topográficas propias del lugar (ej., muros o taludes) o por requerimientos intrínsecos del acondicionador. Por ejemplo, en el caso de los suelos de escarpe, es fundamental su aplicación superficial, de forma que el banco de semillas contenido pueda germinar en forma adecuada. En el caso de los taludes con fuertes pendientes es imposible pensar en el mezclado de los acondicionadores con el relave debido a la imposibilidad de introducir maquinaria pesada en el sitio. En estos casos, la aplicación superficial con los métodos y equipamientos disponibles para la aplicación a distancia (ej., hidrosiembra), es la única alternativa.
La aplicación de la mayora de los acon- dicionadores requiere de la utilización de maquinaria pesada. Esto se debe, por una parte, a los grandes volúmenes de acondicio- nadores que deben ser movilizados y a las grandes superficies de relaves involucradas, pero también a las caractersticas propias de algunos acondicionadores. Por ejemplo, la alta densidad de los acondicionadores
inorgánicos (ej. 1,2 a 1,9 g mL-1 para los
suelos de escarpe y ripios de lixiviación) y el alto porcentaje de sólidos contenidos en algunos acondicionadores orgánicos, son las principales caractersticas que determinan
62
1| Fl dp Rl cl – G n° 1: Mlg Grl
el tipo de maquinaria requerida y los pro- cedimientos de aplicación. Los materiales orgánicos que contienen 2 - 20% de sólidos pueden ser bombeados con un carro espar- cidor de guano, mientras que los materiales con un 20% o más de sólidos pueden ser depositados con un camión tolva.
Una vez que el o los acondicionadores se encuentran esparcidos sobre la superficie de los relaves, éstos deben ser mezclados con los primeros 15 a 20 cm de profundi- dad de los relaves, para lo cual se puede utilizar un arado de disco. La incorporación de los acondicionadores orgánicos debe realizarse lo antes posible, para evitar la pérdida del material por la erosión eólica, la volatilización del nitrógeno o el lavado por la escorrenta superficial.
C) Obtención y preparación del material vegetal
Existen distintas actividades relacionadas con la obtención y preparación del material vegetal que ha sido definido para el pro- grama de fitoestabilización de un depósito de relaves de interés de rehabilitar a gran escala. Estas actividades se describen bre- vemente a continuación. Información más detallada puede encontrarse en la gua de Propagación de Plantas complementaria a este documento.
Colecta de semillas. Cuando sea posible,
es recomendable comprar las semillas dis- ponibles en el comercio local. Las semillas comerciales son rigurosamente testeadas en relación a la germinación y la pureza. Los costos, generalmente, se compensan con los resultados obtenidos. Sin embargo, debe tenerse presente que las plantas pro- venientes de semillas comerciales podran no ser del mismo genotipo representado en el área de trabajo o podrían tener
distintas características de crecimiento que las especies locales. Si existe dificultad para obtener semillas comerciales o por motivos de interés de conservación de la diversidad genética del área, deben entonces obte- nerse las semillas desde fuentes naturales locales, a través de colectas programadas, realizadas en terreno bajo la supervisión de un experto. Debe escogerse el material a partir de plantas que se encuentren en buen estado de salud y en el período adecuado, de forma que estén maduras y secas. Las semillas húmedas rápidamente dejan de ser viables durante el almacenaje y están más
propensas a la infección por hongos. Para colectar las semillas se debe tener claro el período adecuado de colecta, el cual puede variar considerablemente de un año a otro, dependiendo de las condiciones climáticas. Las semillas deben dejarse en la planta el tiempo suficiente para que alcancen la maduración, pero debe prevenirse que estas caigan prematuramente de la planta. La recolección de semillas inmaduras resulta en una baja viabilidad o perodo de vida latente de la semilla. Para algunas especies, el período de colección de semillas es muy limitado.
Idealmente, la colecta de semillas debe realizarse con el tiempo suficiente para obtener el volumen requerido para cubrir toda la superficie del depósito de relaves. En este sentido, pueden requerirse varias temporadas o años de colección de semillas para obtener el volumen total requerido. Alternativamente, se puede planificar el trabajo de preparación del sustrato y de siembra en etapas consecutivas, de forma de no agotar o acabar con el banco de semillas disponibles en el área de emplazamiento del depósito de relaves.
Almacenamiento de las semillas. El alma-
paso fundamental en el proceso de obten- ción de los propágalos requeridos, de forma de garantizar la viabilidad de las semillas desde que son colectadas hasta el momento en que serán utilizadas para la siembra (her-
báceas y pastos) o la propagación ex situ
(leñosas). Las semillas viables son aquellas semillas que están vivas y son capaces de germinar al sacarse del almacenamiento. La duración del almacenamiento es variable y depende de muchos factores, dentro de los cuales los más importantes tienen re- lación con las caractersticas propias de la semilla y con las condiciones ambientales, tales como la temperatura y la humedad. En general, por cada reducción en un 1% en la humedad de la semilla se dobla la vida de ésta y por cada reducción de 5 ºC en la temperatura de almacenamiento, la semilla dobla su vida. Si el contenido de humedad en la semilla es lo suficientemente alto (sobre el 30%), una semilla latente (en dormancia) germinará. Las semillas deben ser secadas lo antes posible a un contenido de humedad por debajo del 10% y deben ser almacenadas a este contenido de hume- dad todo el tiempo, de manera de evitar la proliferación de hongos que destruyan las semillas. Es recomendable secar las semillas con aire tibio y seco a una temperatura que no exceda los 30-35 ºC. Por ningún motivo se deben secar las semillas directamente al sol.
Tratamiento de las semillas. Para una germi-
nación adecuada es muchas veces necesario aplicar un tratamiento pregerminativo a las semillas. El pretratamiento requerido puede variar entre especies vegetales, por lo que
es muy importante conocer esta información antes de preparar las mezclas de semillas, de forma de aplicar los tratamientos ade- cuados a cada especie. Las semillas pueden sembrarse sin un pretratamiento, pero esto aumenta el riesgo de daño, depredación o su traslado a otros sitios por animales
durante el perodo de dormancia, ya que demorarán más tiempo en germinar.
Propagación por siembra. La siembra con-
siste en depositar sobre la superficie de los relaves acondicionados las semillas de las especies seleccionadas (Figura 4.10). Las especies que generalmente se propagan por este medio son las herbáceas y los pastos, aunque también pueden sembrarse semillas de árboles y arbustos. La siembra se realiza sobre superficies más o menos extensas y tiene como objetivo prioritario implantar una cubierta vegetal de bajo crecimiento, pero densa, capaz de proteger a los relaves de los procesos erosivos y de otros factores limitantes para el establecimiento de otras especies vegetales, tales como las tempera- turas extremas y la escorrenta superficial. Un aspecto fundamental en el momento de la siembra es la colocación de la semilla en el sustrato a la profundidad adecuada para su germinación y establecimiento. La profundidad óptima de siembra difiere entre especies pero, en general, mientras más pequeña es la semilla más superficial debe ser la siembra; mientras más grande es la semilla más profunda debe ser su siembra. En general, la siembra a una profundidad de un centmetro es la óptima para la ma- yoría de especies nativas y endémicas. Los dos tipos de siembra posibles de usar en un depósito de relaves son la siembra en surcos y al voleo (Tabla 4.5).
• Siembra en surcos: Este tipo de siembra
consiste en la utilización de un dispositivo que coloca la semilla a una profundidad específica en el sustrato. La localización de la semilla en los relaves debera op- timizar su potencial para el contacto con el agua. Por lo tanto, la profundidad de siembra variará con la capacidad de re- tención de agua, la textura de los relaves, la exposición del sitio y otros aspectos que influyen en la humedad del sustrato.
64
1| Fl dp Rl cl – G n° 1: Mlg Grl
Los surcos deberan colocarse a mayor profundidad en relaves arenosos, ligeros