INTRODUCCIÓN

En Portugal, asi como en otros lugares del mundo, existen numerosas minas que han sido abandonadas y no presentan una adecuada gestión ambiental. En estas minas, la presencia de sulfuros metálicos y condiciones extremas del estado de los residuos mineros conllevan a la generación de drenajes ácidos ricos en elementos potencialmente tóxicos (EPT) cuya dispersión no controlada contribuye a grandes problemas ambientales (^{Lottermoser, 2010}).

En la actualidad, las estrategias de rehabilitación implementadas en las áreas mineras abandonadas enfocan, principalmente, la seguridad y contención de la dispersión del drenaje ácido. Además, pocos son los proyectos que presentan estrategias de una recuperación ambiental que permita trazar objetivos de sostenibilidad para estos espacios, siendo uno de los principales desafíos para el cierre de este tipo de minas la disponibilidad de coberturas edáficas.

En este contexto surje la idea de evaluar, en áreas mineras abandonadas de la parte Portuguesa de la Faja Piritica Ibérica, la aplicación de tecnologias de remediación innovadoras, sostenibles y que promuevan la economía circular, como son los Tecnosoles.

La aplicación de Tecnosoles diseñados es una tecnología que ya ha sido evaluada en diferentes condiciones ambientales y escalas que van desde ensayos de micro- y meso-cosmos con residuos mineros ricos en sulfuros de la Peninsula Ibérica hasta ensayos a gran escala para el cierre de depósitos en Perú. Los resultados en todos los casos demuestran mejoras significativas de las caracteristicas fisico-quimicas y biológicas de los materiales degradados y sus lixiviados (ej. ^{Monterroso et al., 1998}; ^{Macías et al., 2011}; ^{Santos et al., 2016}, 2020; ^{Arán et al., 2016}, 2022).

Dependiendo de las características de diseño, los Tecnosoles pueden promover el establecimiento de una cobertura vegetal diversa y productiva, al mismo tiempo que estimulan los procesos biogeoquímicos y edáficos (ej. neutralizar ácidos, disminuir la oxidación de sulfuros y dispersión de sulfatos y EPT, incrementar la fertilidad) y los servicios ecosistémicos, generando una mejora integral del sistema (ej. ^{Rodríguez-Vila et al., 2016}; ^{Santos et al., 2016}, 2020; ^{Arán et al., 2016}, 2022).

Este trabajo tuvo como objetivo evaluar, a largo plazo, la eficiencia de la aplicación superficial de un Tecnosol en la mejora físico-química de los materiales presentes en las áreas de lavado con drenajes ácidos.

MATERIAL Y MÉTODOS

La mina São Domingos, ubicada en la Faja Pirítica Ibérica, SE de Portugal, presenta un nivel máximo de riesgo ambiental (^{Matos y Martins, 2006}). Durante el período de explotación se generó una acumulación dispersa de residuos mineros en diferentes escombreras, así como se construyeron canales perimetrales cuya función era conducir el agua ácida generada y descargarla por los taludes con el objectivo de promover los procesos de evaporación disminuyendo el aporte de lixiviados y carga de EPT a los cuerpos de agua (^{Quental et al., 2002}).

Estas áreas, que estuvieron sujetas a condiciones de lavado continuo con drenajes ácidos de mina, además de su gran extensión, representan zonas de enriquecimiento multielemental y de mayor movilidad de EPT al medio. En una de estas zonas fué donde se implementó un ensayo piloto (≈1,5 ha) con la aplicación superficial de un Tecnosol con propiedades alcalinas y eutróficas (espesor de ~40 cm). El Tecnosol se elaboró a partir de residuos agroindustriales y urbanos que permitieron obtener las propiedades de diseño requeridas. Un área adyacente sin aplicación del Tecnosol fue usada como control.

En las áreas con aplicación de Tecnosol y Control fueron sembradas una mezcla comercial de herbáceas. El porcentaje de cobertura fue evaluado al largo del tiempo (15 dias, 1, 3, 6 y 12 meses).

Tras 6 y 12 meses de la aplicación, muestras compuestas del Tecnosol (TEC, n=60, 0-40 cm de profundidad), Material contaminado localizado abajo del Tecnosol (EscR, n=8, sólo a los 12 meses) y Material sin recuperar (Esc, n=24; 0-20 cm de profundidad) fueron recogidas para la evaluación de su calidad físico-química. Los materiales (fracción <2 mm) se caracterizaron para: pH, potencial redox y conductividad eléctrica (1:2,5 m:V); P disponible (método Olsen); N total (analizador LECO), C orgánico (digestión por via húmeda) y capacidad de intercambio catiónico (^{Peech et al., 1947}). La concentración multielementar en la fracción total (extracción aqua regia) y en la disolución de equilibrio que simula el agua de poro se determinaron por ICP-MS.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El área Control presentó una importante degradación ambiental caracterizada por la pérdida total de la cubierta edáfica, y alteración del material geológico presente por la acción continuada de las aguas ácidas que provocaron intensos procesos de hidrolisis ácida y conllevaron a que, actualmente, el material se encuentre completamente meteorizado y degradado.

Los materiales del área Control presentaron pH acidos, oxidantes, muy baja fertilidad (Tabla 1), así como elevada tendencia oxidativa. Las concentraciones totales de varios EPT (ej. - mg/kg; As: 403-1720; Cu: 100-473; Pb: 174-1080; Sb: 1,9-26,4) exceden los valores de referencia establecidos por la legislación portuguesa de suelos para diferentes usos (APA, 2021). Bajo estas condiciones pH-Eh, las áreas Control contribuyen para la dispersión de vários EPT (Ej. Al, As, Cu, Fe, Mn, Pb, Sb y Zn), principalmente en sus formas catiónicas libres.

Después de 12 meses de la aplicación del Tecnosol y siembra del estrato herbáceo, los materiales contaminados situados por debajo del Tecnosol presentaron significativas mejoras caracterizadas por el aumento del pH y disminución del Eh, incremento de la fertilidad y reducción de la disponibilidad de los EPT (80 % para As y Fe, 87 % para Al y >95% para Cu, Pb y Sb) comparativamente al Control.

Por ultimo, las muestras de Tecnosol presentaron durante todo el período de monitorización (hasta 12 meses) condiciones de reacción neutra a alcalina con potenciales redox bajos y una elevada fertilidad (Tabla 1). Su textura, franca a franco-arenosa, y elevada capacidad de neutralización de ácidos permitió modificar las condiciones de los materiales subyacentes, tanto en la reducción de movilidad de los contaminantes como incremento de la fertilidad. Estes cambios permiten a las plantas profundizar su enraizamiento.

La cobertura de herbáceas en las áreas Control fue muy baja (<10 %), a pesar de la mayor cantidad de semillas aplicadas (10 veces más que para las áreas con Tecnosol). Además, las especies que lograron estar presentes durante todo el período evaluado fueron siempre las naturales espontáneas, principalmente, la especie Spergularia purpurea. La contribución del estrato sembrado fue praticamente nula.

En las áreas con aplicación de Tecnosol, la germinación fue rápida obteniendose una cobertura densa (>90 %) y estable (Figura 1) que tras completar su ciclo vegetativo volvió a germinar.

Figura 1 Área con aplicación de Tecnosoles (con vegetación) y Control (sin vegetación) al tercer mes de la aplicación. 

CONCLUSIONES

La aplicación del Tecnosol diseñado con propiedades alcalinas y eutróficas contribuyó a la recuperación ambiental del espacio minero a largo plazo, reduciendo la generación de drenaje ácido y minimizando la dispersión de los contaminantes. Esta tecnología permitió implantar nuevamente un sistema edafico con todas las propiedades y funciones de los suelos, generando un espacio productivo con valor para otros usos. Además, permitió el estabecimiento de una cobertura vegetal densa y vigorosa que contribuye para la disminución de los procesos erosivos.

Esta tecnología verde es una solución efectiva para la conversión de áreas no productivas en áreas productivas.