Modelo de la fitorremediación para su evaluación ambiental como método de recuperación de suelos

Abstract

Actualmente la contaminación de suelos con metales pesados es un problema en distintas regiones del país, generalmente asociadas a la actividad minera. Ejemplo de esto es la zona Quintero-Puchuncaví, cuyos suelos están contaminados con arsénico, cobre y otros metales. Ante la necesidad de estrategias de recuperación de suelos, la fitorremediación se ha posicionado como una alternativa sustentable. Sin embargo, no se tiene claridad sobre las consecuencias de estos cultivos en el ecosistema.

El objetivo principal del trabajo es evaluar los efectos ambientales a largo plazo de la fitorremediación de suelos con arsénico mediante un modelo. Así, se modelan las transferencias de arsénico entre un cultivo de Pteris vittata, el suelo, la fauna y el agua, incluyendo el postratamiento de las plantas, para estimar los impactos de esta técnica.

El modelo implementado en Matlab muestra que en 15 años se reduce el contenido de arsénico en el suelo entre un 9,4 y un 0,4 %, dependiendo de la masa de raíces a distintas profundidades. El 71,6% del arsénico removido es acumulado por el cultivo, en 9,63 [ton] de biomasa que son enviadas a disposición final o pirólisis. El riego provoca la infiltración del 25,3% del arsénico removido y lo restante se acumula en la fauna local. En particular en los herbívoros, que ingieren arsénico al incluir el cultivo en su dieta. Por el contrario, las lombrices disminuyen su contenido de arsénico a medida que se remueve metal del suelo. Así, el modelo muestra la remoción de arsénico alcanzada y las consecuencias ambientales de la fitorremediación, que de otra forma no habrían sido previstas.

A partir de estos resultados se revisan soluciones para la infiltración, la exposición al metal de la fauna local y el rendimiento del cultivo. Cambiar el sistema de irrigación por métodos más eficientes tiene el potencial de reducir a un 2% el arsénico perdido por infiltración. Por otro lado, la realización de múltiples cultivos de menor duración reduce la exposición a arsénico de los herbívoros, mientras que la selección de especies cuya sensibilidad al metal se ajuste al terreno a remediar puede mejorar el rendimiento.

Así, el modelo proporciona una primera estimación de los resultados de una estrategia de fitorremediación, junto con las consideraciones de diseño relevantes para reducir la contaminación de otros espacios. El problema principal del trabajo es la falta de información respecto a las interacciones de la fitorremediación con el ecosistema. Esto repercute en el modelo, cuya validación es parcial y debe completarse a medida que se disponga de más información. Además, el modelo puede ser expandido para incorporar otros aspectos de la planificación, como el uso de fertilizantes o la presencia de múltiples contaminantes.