SISTEMA VETIVER PARA FITORREMEDIACIÓN DE SUELOS

María Eugenia Arévalo PimientoIngeniero Agrónomo M.Sc.

Consultor Privado AGVmarevalo@viverosfrutales.cl

Quillota.Octubre 21 de 2015

• Chrysopogon zizanioides es una gramínea perenne,

originaria del sur de la India, pertenece a la familia Poaceae,

subfamilia Panicoindae poco conocida, con características

fisiológicas que la hacen una planta única, estéril fuera de su

hábito natural en tierras pantanosas.

VETIVER

Es una planta ambientalmente amigable. Se le ha denominado el“Pasto Milagroso”, o “Pasto Maravilloso”, capaz de crear unapared viva, una franja de filtración viva y un pilote viviente derefuerzo.

Se denomina Sistema Vetiver (SV), al conjunto de aplicaciones y alas múltiples ventajas asociadas del uso de esta especie. Sepuede desarrollar en diversidad de climas, que van desde lotropical, subtropical y mediterráneo, en cerca de 100países

El Sistema Vetiver se ha utilizado por más de 20 años, como unabarrera natural contra la erosión del suelo y hay múltiplesexperiencias con el fin de utilizarlo como fijador de metalespesados en suelos y aguas contaminadas por actividad minera.

Es una planta fácil de reproducir, de preferencia a raíz desnuda,por división de las macollas que produce la planta. Se logra unaalta tasa de reproducción que en vivero puede ser de 1:30 en 3meses.

Sin embargo para asegurar el establecimiento es mejor utilizarplanta en contenedor, ya sea en sistemas de tiras (strip planting)o en bolsas individuales.

CARACTERISTICAS

• Sistema radicular fasciculado

• Raíces finas, compactas y profundizadoras,

3-4 m de profundidad el primer año de

plantación. Gran volumen de rizósfera

• Posee tallos firmes y erguidos de hasta 3 m en buenascondiciones.

• Capacidad de rebrote desde la corona, resistiendo sequías,fuego, heladas, salinidad y otras condiciones adversas.

• No produce semillas , estolones, ni rizomas funcionales

• Tolerancia a temperaturas extremas (-15ºC hasta los 55ºC)

•Tolerancia condiciones extrema de pH (3,3 a 12,5), sinenmiendas del suelo•Muy tolerante a medios altos en acidez, alcalinidad,salinidad, sodicidad y Mg•Alta eficiencia de absorción de nutrientes como N y P ymetales pesados en aguas contaminadas.•Alta tolerancia al Al, Mn y metales pesados (As, Cd, Cr, Ni,Pb, Hg, Se, Cu y Zn) en los suelos•Alta capacidad de crecer en distintas condiciones deaireación del suelo, particularmente en suelos anegados.

•Alto nivel de tolerancia a herbicidas y plaguicidas (MTD, en APLde Viveros Frutales)•Poco tolerante a la sombra, siendo necesario el control demalezas en el establecimiento•La sombra reduce su crecimiento y en casos extremos puedeeliminar el vetiver a largo plazo.

(Truong et al.,2009)

Característica o condición Australia Otros países

Condiciones de suelo adversas

Acidez ( pH)

3,3 – 9,5 4,2-12,5 ( altos

niveles de Al

soluble)

Salinidad (50% reducción

rendimientos)

17,5 mS/cm

Salinidad ( sobrevivió) 4755 mS/cm

Nivel de saturación con Aluminio

(Sat.Al %)

Entre 68 – 87%

Nivel de Manganeso >578 mg/Kg

Sodicidad 48% (Na

intercambiable

Magnesicidad 2400 mg/kg (Mg)

Fertilizante

Se puede establecer en suelos de baja

fertilidad debido a su fuerte asociación con

micorrizas.

N y P ( 300 Kg / Há

FDA)

N y P, estiércol de

Granja.

Fuente: Truong et al., (2009)

Característica o condición Australia Otros países

Metales pesados (mg/kg)

Arsénico (As)

Cadmio (Cd)

Cobre (Cu)

Cromo (Cr)

Niquel (Ni)

Mercurio (Hg)

Plomo (PB

Selenio (Se)

Zinc (Zn)

100- 250

20

35-50

200-600

50-100

>6

1500

74

750

Clima

Precipitación Anual (mm)

Heladas (temperatura de suelo)

Olas de calor

Sequía

450-4000

-11°C

45°C

15 meses

250-5000

-22°C

55°C

Palatabilidad Vacas lecheras,

ganado, caballos,

conejos, ovejas

Vacas,

ganado,

ovejas,

cerdosFuente: Truong et al., (2009)

La fitorremediación es la descontaminación de los suelos, ladepuración de las aguas residuales o la limpieza del aireinterior, usando plantas vasculares, algas (ficorremediación) uhongos (micorremediación), y por extensión ecosistemas quecontienen estas plantas

Aplicaciones de fitorremediación con Sistema Vetiver

•Esta tecnología de fitorremediación con Vetiver, ha sidoincorporada como una opción más a considerar en los planesde reparación del daño ambiental, para las empresas que lorequieran.(Green Lab UC, DICTUC, en conjunto con CORFO, SMA y SEA, 2015)

Son elementos químicos de la tabla periódica que presentan unadensidad igual o superior a 5 gr/cm3 cuando está en formaelemental o cuyo número atómico es superior a 20 (Vardanyan yIngole, 2006). Son altamente dañinos para la salud.

La mayoría de los elementos metálicos de interés económico, portanto, de interés minero.

Absorción de metales pesados.

El SV previene y trata el agua y los suelos contaminados de lasiguiente forma:

Reduce el volumen de agua residual por su granconsumo (1 Kg de Vetiver consume 6,86 L / Día,Puede llegar a 40, 7 Ton / Há).

La biomasa de Vetiver a las 12 semanas de edad, almomento del máximo de su ciclo de crecimiento, esalrededor de 30,7 t/Há, una Há de vetiver utilizaría 211KL/Há/día (21 mm de agua).

Destacable y cercano

Exitoso caso de recuperación y estabilización de suelos en laAmazonía de Venezuela en una mina de Bauxita (extracciónde Aluminio) a cielo abierto en el estado de Bolivar. Unazona de alta pluviometría, el terreno después de laextracción queda desprotegido y los sedimentos sonarrastrados por las fuertes lluvias.

Fuente: Luque et al. (2006)

Se logró solución del problema grave de erosión protegiendolas paredes de lagunas de sedimentación y se demostró la grancapacidad de absorción de aluminio que posee la planta, yaque extrae el contaminante del suelo, alejando la fuente . Años2003 al 2006.

Estabilización de talud en mina de Bauxita y al cabo de 3años se aprecia la presencia de especies vegetales pioneraspara la recuperación del bosque nativo (Luque et al, 2006)

Fuente: Luque et al. (2006)

Protección de paredes de lagunas de sedimentación

2003 2006

Eliminación de la pérdida por derrame y la consiguientecontaminación de suelos y aguas, a partir de la base del tranque

2006 2006

2004 2006

Taludes estabilizados en el 2006 y resiembra en en el 2004 en zona erosionada antes del arraigue de las barreras. Culmina con éxito el año 2006.

Las características del Sistema Vetiver serían apropiadascomo protección del suelo en plantaciones hortofrutícolassobre laderas y pendientes mayores, con curvas de nivel o sinéstas (Truong, 2009; Almeida y Arévalo, 2010).

http://www.adkn.org/en/agriculture/article.asp?a=45

Tailandia.Troung et al (2009)

P.Molina (2009)

Troung et al (2009)

Control de erosión

Humedales para la eliminación de lixiviados mediante riego por aspersión en Australia

Balsas con Vetiver en lagunas de granjas de cerdos en China

Eliminación de Aguas

Residuales

Troung et al. 2009.

Vetiver plantado en el dique del rio Tra Bong y a la derecha cubriendo los ladosdel dique de un estuario anti salinidad, a lo largo del mismo rio (Vietnam)

Protección de Dunas en Vietnam Central

70.000 há, a lo largo de la zona costera de este país, está cubierta por dunas de arena bajo severas condiciones climáticas y de suelo. Las dunas crecen hacia el interior

Casuarinas, piña silvestre, eucaliptos y acacios se hanutilizado para reforestar y solo logran reducir elmovimiento de arena por el viento.

En el año 2002, con el apoyo de Holanda se ensayó el SV yse estabilizó la duna al cabo de 4 meses. Las especiesnativas y árboles se reestablecieron. Vetiver fue eliminadopaulatinamente por la sombra de los árboles y actúo comoplanta nodriza en este caso.

Otros ejemplos

Limpieza de sépticos de aguas residuales, eliminando algasverdiazules en 4 días, con alta carga de nitratos (100 mg/L) yFosfatos (10 mg/L), llegando a 6mg/L para N y a 1 mg / L en P.Redujo en 94 y 90 % respectivamente (En Australia, 1996).Se plantaron 100 plantas en 50 m². (Truong and Hart, 2001)

Otras aplicaciones:

• Eliminación de lixiviados en rellenos sanitarios (Percy yTruong, 2005)

• Eliminación de aguas residuales industriales (Smeal et al.,2003)

• Mejoramiento de la calidad del agua• Captura de desechos, sedimentos y agroquímicos en tierras

agrícolas (Truong et al, 2000)

Las gruesas macollas sobre el terreno, retienen desechos y partículas del suelo a lolargo del curso del agua. (Chomchalow, 2006)

Concentración de pesticida en el suelo, depositado aguas arriba y debajo de barreras de vetiver. Franjas filtrantes de vetiver ubicadas a 10 m de distancia.

Aplicaciones y Experiencia en Chile

Plantaciones a partir del año 2005, en sitios mineros enexplotación y relaves fuera de operación:Mina Lo Aguirre, Mina La Africana, Codelco Andina y AngloAmerican.

Se demostró que Vetiver puede crecer en niveles de cobre muyalto: 2369 mg / kg y pH tan ácido como 3,6.

Muñoz (2012)

Hipótesis

Existe un considerable número de especies vegetalesdenominadas como metalófitas, las cuales son un nichoimportante para el tratamiento de tranques de relave comoresultado de la actividad minera en Chile.

MonografíaMuñoz, Quevedo y Arévalo (2012)

Ginocchio, R. 2011.

Fitoestabilizaciónde Depósitos de Relaves en Chile

Guía Nº1: Metodología

General. Coquimbo. Chile.

Identificación de especies vegetales en relaves mineros abandonados

La utilidad de Vetiver en el tratamiento de agua o sueloscontaminados con metales pesados y otros elementos, se basaen la gran capacidad y rapidez de absorción y la tolerancia aelevados niveles de estos.

Los niveles en la planta son menores que en lashiperacumuladoras.

Por rápido crecimiento y altos rendimientos, Vetiver remueveun volumen mayor de nutrientes y metales pesados de tierrascontaminadas.

100 t/Há/año, producción de materia seca

Contaminación por sales

El suelo se contamina por sales provenientes del agua de riego opor aportes exógenos como cercanía al mar.

Los sólidos disueltos constituyen la salinidad del agua, visiblessolo cuando el agua es evaporada, dejando un residuo quecontiene carbonatos, cloruros o sulfatos de calcio, sodio,potasio, magnesio, etc.

En aguas residuales urbanas se destacan además importantescontenidos de fosfatos y N amoniacal.

En promedio, un litro de agua marina contiene entre 33 y 39 gramos de sal.

1dS/m = 0,64 g de cloruro de sodio /L

Vetiver para la desalinización de suelos y aguas

Hipótesis

Es de esperar una alta tolerancia de vetiver a distintassalinidades de agua de riego bajo condiciones de cultivo enChile y un diferente comportamiento ante dos sustratosdistintos, con componentes orgánicos y minerales.

Arévalo, Verdugo y O´Ryan (2011).

Na Cl (g/L de solución) C.E. (dS/m)

0,32 0,5

0,64 1

1,28 2

2,56 4

5,12 8

Niveles de salinidad en base de NaCl (sal de mar)

Sistema de recolección de lixiviados

Según protocolo de Arévalo (2010) para estudios de salinización en macetas.

Recolección del lixiviado en plantas de Vetiver y

medición de CE(Verdugo, 2010)

Las propiedades físicas y químicas del sustrato determinan la retención de agua, en coincidencia con estudios anteriores de la salinización de sustratos en

macetas (Arévalo, 2010)

El crecimiento en altura de vetiver no se ve afectado por el sustrato ni por la salinidad del agua de riego hasta

niveles de 8 dS/m.

La CE de los lixiviados es menor que la del agua de riego y

el aumento de la salinidad en el agua no se refleja en un

aumento proporcional de sales en el lixiviado.

Vetiver es una especie tolerante a las sales de la solución

del suelo, incorporándolas a sus tejidos.

Región de Arica y Parinacota, Valle del Lluta. Proyecto FIA (2012), del Ministerio de Agricultura y la Universidad de Tarapacá, liderado por

la Investigadora Sandra Ugalde. Limpia las aguas con el Sistema Vetiver para la producción de hortalizas. 2200 Há en recuperación.

Ugalde

Aguas con exceso de boro, en un volumen de 3.000 L. Disminuyó de 13,35 mg/l a 7,1 mg/l en 5 días.

CONCLUSIÓN

El Sistema Vetiver constituye una herramienta real y efectiva de fitorremediación, al alcance de todos, con

múltiples beneficios adicionales.

Fotografia: Carlos Estevez, Proyecto Orígenes,

Ecopetrol - Artesanías de Colombia (2011)

Sogamoso Colombia. Vetiver artesanías

GRACIAS