La Eficacia del Pasto Vetiver en la Erosión y el Control del Sedimento en una Mina de Bentonita en Queensland, Australia

Owen Bevan y Paul Truong

Bentonita Australiana, Miles

Queensland, Australia

Extracto

En Australia, la industria minera, tiene grandes preocupaciones acerca del efecto de las prácticas mineras sobre la comunidad en general y el ambiente. Un aspecto en particular es el tratamiento de los desechos de la operación minera y del agua rodada antes de que se escurra de los suelos mineros.

El material de desecho de las minas de bentonita puede ser altamente sódico e infértil, el cual usualmente contiene un alto contenido de arcillas montmorilloníticas. Estos materiales son altamente erosivos debidos a las características altamente dispersivas de los suelos sódicos cuando están húmedos. Las aguas que corre con velocidades altas, particularmente de los flujos concentrados de las aguas rodadas llevarían a problemas severos de erosión en estos suelos. El sodio también proporciona condiciones no favorables para establecimientos para cobertura de suelo.

Se condujeron ensayos de campo para determinar el establecimiento del pasto vetiver en terrenos con alto contenido de sodio intercambiable y la efectividad de los setos vivos de vetiver en la dispersión de flujos concentrados, en la captación de sedimento en áreas de grandes flujos, en el suministro de un mecanismo de apoyo para otros crecimientos de plantas y en la reducción de signos visibles de erosión.

Los resultados hasta la fecha han demostrado que los setos de vetiver se establecerían fácilmente en suelos extremadamente sódicos cuando se suplen adecuadamente con fertilizantes y agua. Aunque no estén completamente establecidos, (a los 10 meses) los setos son muy efectivos en la captación de sedimento fino y grueso (el cual sostendría otro tipo de vida vegetal) y han reducido signos visibles de erosión.

Introducción

Uno de las más grandes preocupaciones ecológicas sobre las minas de bentonita es el efecto de escorrentía desde las áreas perturbadas a las cuencas vecinas, particularmente cuando el sedimento es el principal mecanismo de transporte de un rango de contaminantes que entran en los cauces del agua (Kingett Mitchell 1995). El sitio de prueba es una de las áreas más perturbadas en esta mina. Consiste en dos hectáreas que han sido modificadas y niveladas para suministrar una base de apoyo para el almacenamiento y el secado solar de la bentonita sódica.

Toda el área requería de cobertura vegetativa para proteger el suelo de la erosión. Debido al alto contenido de sodio, capacidad limitada de retención de agua y bajo valor nutricional del material de desecho de la bentonita, la vegetación que se requería para la rehabilitación de este sitio tenía que ser específicamente de especies resistentes.

El vetiver de Monto ha demostrado que se adapta a ambientes hostiles (Truong 1999a y b); así pues, fue seleccionado como especie primaria para la prueba del sitio arriba mencionado. Tres tipos de tecnología de vetiver fueron aplicados: Vetiver de Contorno, la Estabilización de Pendientes y la Tecnologías de Flujo de Alta Concentración. Mayores discusiones a lo largo de este reporte harán énfasis en el uso de las tecnologías de Vetiver de Contorno y la Tecnología de Flujo de Alta Concentración

Manejo Inicial del Agua

Antes del establecimiento de la Tecnología de Pasto de Vetiver (VGT), el manejo del agua para las dos hectáreas consistía en un drenaje trapezoide, localizado alrededor del los exteriores occidentales, meridionales y norteño de la zona de ensayo. El propósito principal del desagüe es la de suministrar un drenaje para el agua contaminada proveniente del sitio y dirigir esa agua a caudales vecinos.

Se han utilizado bafles de heno con ripraps livianos como barreras de filtros en el drenaje. Estos han sido efectivos para filtrar las partículas en flujos ligeros, pero claramente han sufrido cuando hay flujos altos de agua, ya que han sido arrastrados. Aunque los embalajes de heno son baratos de instalar, solo proporcionan una medida temporal ya que no son efectivos después de una estación lluviosa.

Se identificó erosión visible de las turbulencias de agua alrededor de los bafles de heno y de los puntos de colisión de las principales cárcavas del sitio de prueba con el drenaje de lluvias torrenciales. El punto de colisión de la segunda cárcava contenía una única cárcava que medía, 20m de largo por 1m de ancho por 0.5m de profundidad, indicando la alta naturaleza erosiva del suelo.

Suelo

El suelo del sitio de prueba es altamente sódico con un porcentaje de intercambio sódico de hasta un 48% (Tabla 1), altamente dispersivo (arcilla montmorillonica) y susceptible a la erosión si no se aplican las practicas apropiadas de conservación. La erosión de túnel se había iniciado en la esquina noreste de la zona de prueba antes de la siembra de las hileras.

La capa vegetal superior natural de la región es predominantemente suelo superficial con contraste de textura (Podzolic) con una superficie de mantilla arenosa de asentamiento duro. Sin embargo, la zona de prueba ha sido modificada y nivelada para adaptar el secado y almacenamiento de la bentonita usando una sobrecarga fuertemente sódico y semi-impermeable.

El suelo contiene niveles muy bajos de nutrientes principales, lo cual combinado con su naturaleza extremadamente reflexiva, proporciona un ambiente hostil para la germinación de semilleros pero es capaz de albergar especímenes establecidos(Tabla 1)

Clima

La precipitación anual promedio del sitio es de 663 mm y la evaporación anula promedio es de 1,770 mm, con marcado verano húmedo (diciembre a febrero) y estaciones con inviernos secos. Las heladas son comunes en el invierno con máximo diario promedio de 32¼ C en verano y 19¼ C en invierno.

Tabla 1. Análisis químico del suelo en el sitio de prueba

Análisis

Sobrecarga

Desecho de Bentonita
pH

5.40

5.40

EC (mS/cm)

0.18

0.14

Cl (mg/kg)

135.00

47.40

N03-N (mg/kg)

1.90

0.70

P (mg/kg)

2.00

5.00

S04-S (mg/kg)

66.00

101.00

Ca (meq/l00g)

0.19

0.93

Mg (meq/100g)

4.75

6.44

Na (meq/l00g)

2.70

7.19

K (meq/100g)

0.16

0.43

Organic Matter (%)

0.45

0.35

ECEC (meq/100g)

8.00

15.00

ESP (%)

35.00

48.00

 

Vegetación

La prueba de Transect ha indicado que la cobertura promedio de rastrojo para toda el área era completamente carente, excepto por varios eucaliptos en la extensión sur del área de prueba. Estos se establecieron en áreas de menor acumulación orgánica (de charcas de agua) de hojas de Casuarina y de Eucalipto, probablemente provenientes de los campos adyacentes no perturbados.

Técnicas de Sembrar

En los sitios de pruebas, varias hileras de vetiver fueron plantadas en la línea del contorno. Las hileras fueron inspeccionadas cuidadosamente para asegurar que las mismas estén niveladas con cero caída en ambos extremos para suministrar un mecanismo de dispersión. Se contempló que este método reduciría la velocidad del control de flujo de agua frente a la erosión superficial y ayudaría en la construcción de un banco de semillas a lo largo del área de sequía excesa.

Las cuatro hileras principales fueron diseñadas para interceptar los flujos de agua del norte-noroeste. La primera fila (A) fue plantada en un intervalo vertical (IV) de 0.75 m, entonces la segunda fila (B) fue colocada para interceptar el agua que se desvía desde (A) en un IV de 0.5m. Luego, la tercera fila (C) fue colocada a un IV de 0.75m de la fila (B).

El vetiver también fue plantado a través de los drenajes para el control de la erosión y para atrapar el sedimento en el agua rodada

Las plantas de vetiver criadas en tubos fueron sembradas con un espaciado de 100m para formar una barrera y así permitir que la fila actúe como un regadero efectivo de agua, reduciendo la velocidad del flujo y a su vez reduciendo el impacto en el suelo sódico.

Dadas las condiciones secas al momento de la siembra, las hileras fueron regadas y cubiertas con pajote directamente después de sembradas. Algunas plantas especificas también fueron abonadas con una mezcla de urea:agua (20 g/L) para estimular crecimiento rápido.

Ocho semanas después de la siembra las filas fueron fertilizadas con fosfato de di-amonio (DAP) en un índice de 300kg/ha; esta cantidad se aplicó también a las 16 semanas después que se plantó.

Resultados Actuales

Los siguientes resultados se observaron a los 10 meses de la siembra.

Tabla 2. Tiempo que toma pasar 300mL de agua por un tamiz de 2mm

Muestra de Agua Tiempo
Corriente arriba desde las filas 20.54 sec
Corriente abajo desde las filas 11.76 sec
Agua Destilada 11.20 sec

Conclusión

Los propósitos de esta prueba eran el de determinar la habilidad de los setos vivos de pasto de vetiver de establecerse en un suelo extremadamente sódico, el efecto de los setos en la dispersión de flujos concentrados, en la captación de sedimento en áreas de mayor flujo para suministrar un mecanismo de apoyo para otros crecimientos de plantas y en la reducción de signos visibles de erosión.

Los resultados actuales han indicado que el vetiver se establecería satisfactoriamente en suelos sódicos cuando se suplen adecuadamente con fertilizantes y agua. El uso de pajote a una profundidad 100mm proporcionará una constante subida en la temperatura para las raíces de las plantas permitiendo un crecimiento continuo.

La TPV también ha alcanzado todos los propósitos arriba mencionados por medio de la dispersión efectiva de los flujos concentrados de agua y de la captación de sedimento, suministrando condiciones favorables para el establecimiento de otras especies. Este proceso también ha reducido los signos visibles de erosión.

Traducción gracias al Sara Jalil.