Física II

 

Conservación y recuperación de los suelos para un futuro más verde

 

 

 

Introducción

El suelo es un elemento clave para el sostenimiento de la vida en la Tierra. Además de ser el soporte principal para la vegetación, la infraestructura y el hábitat de la biodiversidad, juega un papel vital en el funcionamiento de cualquier ecosistema. Al igual que los bosques, el agua e incluso los yacimientos minerales, el suelo es un recurso finito y parte del capital natural estratégico de cualquier país. Sin embargo, a pesar de ser la base de muchas de las economías agrícolas del mundo, se enfrenta a presiones cada vez mayores para el deterioro debido al crecimiento de la población y los patrones de consumo y producción mundial insostenibles. Su degradación puede explicarse, al menos en parte, a que no se le considera aún en las políticas públicas como un recurso patrimonial ni ambiental de primer orden, debido, en gran medida, a que no es un bien directamente consumible y a la percepción errónea de que es renovable en la escala de tiempo humana, sin embargo, se calcula que una capa de un centímetro de espesor de suelo puede tardar en formarse alrededor de cien años (Zinck, 2005; Guevara et al., 2012; Gardi et al., 2014; FAO, 2015).

El compostaje es un proceso biológico que consiste en el tratamiento de residuos orgánicos biodegradables que se descomponen por efecto de la acción de microorganismos, que transforma los residuos orgánicos  mediante la acción de microrganismos en un material similar al suelo, denominado compost. Este proceso ocurre en presencia de humedad y genera elevadas temperaturas que permiten higienizar la mezcla, produciendo dióxido de carbono, agua y materia orgánica. Es una rica fuente de materia orgánica, una sustancia vital para el aire, la humedad y la retención de nutrientes. La materia orgánica del suelo juega un papel importante en el mantenimiento de la fertilidad del suelo y, por tanto, en la producción agrícola sostenible. Además de ser una fuente de nutrientes para las plantas como nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), mejora las propiedades físico-químicas y biológicas del suelo.

Justificación 

La acumulación de sustancias repercute negativamente en el comportamiento del suelo. Estas sustancias al volverse tóxicas, hace que los organismos que viven en él pierdan su productividad. Hasta hace poco, el suelo no se ha tenido en cuenta como un recurso medioambiental, aún sabiendo que constituye uno de los medios receptores de la contaminación más vulnerable y sensible.

Tiene una serie de consecuencias nocivas tanto para las personas como para los animales y vegetación, llegando al empobrecimiento global del ecosistema. Pero además tiene otra serie de efectos adversos entre los que se encuentran la salud de las personas debido a una exposición continuada a los suelos contaminados, generando daños congénitos y enfermedades crónicas. La presencia de metales contaminantes, así como productos químicos encontrados en el suelo pueden producir ciertos efectos adversos en las plantas, como inhibición en el crecimiento, fotosíntesis o alteración de la permeabilidad de la membrana celular.

La prevención es la mejor solución, de eso no cabe duda, pero también es cierto que no siempre se puede evitar este tipo de contaminación. En ocasiones se producen accidentes o lo ocasiona la lluvia ácida, con lo que es difícilmente controlable, cuando no imposible. Yendo directamente a las raíces del problema, sería necesario un drástico cambio del modelo productivo o una prohibición de determinadas prácticas como la extracción minera, la actividad industrial que produce desechos tóxicos o, por ejemplo, el uso de fertilizantes y abonos artificiales. La biorremediación de los suelos es una estrategia que busca restaurar ecosistemas contaminados utilizando seres vivos, como bacterias, plantas, hongos. Dependiendo del tipo de contaminación que se quiera combatir se utilizará uno u otro agente biorremediador. Su aplicación es amplia, con resultados interesantes en suelos contaminados por radiactividad o, por ejemplo, por actividades mineras.

Problemática social que resuelve

Cada vez es más evidente la falta de nutrientes en el suelo debido a la sobreexplotación del mismo o a la contaminación con elementos altamente nocivos, ya sean sólidos como pilas, componentes electrónicos, plásticos, o líquidos dados por las lluvias ácidas, detergentes, y desechos industriales. El adoptar medidas enfocadas a prácticas más sustentables en los estudiantes del plantel, ayudaría a la mejora de nuestro suelo dentro y fuera del plantel.

 

Público al que va dirigido

Se espera que los estudiantes se involucren en la resolución de problemas que afectan a su entorno, logrando así, formar ciudadanos proactivos y comprometidos con la sociedad. Los grandes cambios de la actualidad se inician con una propuesta, esa propuesta puede ser la que ofrezcan como equipo en este proyecto integrador.

La mayor parte de las instituciones aplica normas de derecho ambiental, pretendiendo promover estrategias de aprovechamiento de deshechos. Una composta es una herramienta que como alumnos entendemos sobre la reutilización de nuestros restos de frutas y vegetales que se generan en nuestra universidad; entendiendo el ciclo de la materia orgánica y evitando problemas ambientales, fomentando así entre todos como institución la sustentabilidad. Es muy importante informarnos sobre la contaminación que ocasionamos por la basura, cuyos residuos se pueden filtrar a los mantos acuíferos y contaminar plantas y vegetales. Por lo cual, todos tenemos la tarea de hacer de nuestro propio hábitat, un lugar seguro y limpio.

 

La física y sus aplicaciones en el cuidado del suelo

La física interviene en la sustentabilidad, en específico el cuidado del suelo, ayudando a calcular el volumen, por ejemplo de un contenedor que contiene composta, el calor y temperatura necesarios para que el proceso de degradación de la materia orgánica se de manera adecuada, el gasto y flujo de los lixiviados producidos por la composta. La densidad aparente ayuda a calcular la compactación del suelo dando un parámetro para saber si el suelo es sano o no, siendo la relación entre masa del suelo por unidad aparente.

 

Antecedentes

Los procesos de degradación del suelo están generalizados en todo el mundo, con diversos grados e impactos en la sociedad. Significan reducir su complejidad biológica, su capacidad para producir productos económicos y desempeñar funciones reguladoras directamente relacionadas con el bienestar humano, como la productividad agrícola y el mantenimiento de la calidad del agua y el aire (Lal, 1998). La FAO define la degradación como un cambio en la salud del suelo, que se refleja en una disminución de la capacidad de los ecosistemas para producir directa e indirectamente bienes y servicios ambientales (FAO, s/a). Puede ser de origen natural y humano y es el resultado de una interacción compleja de factores naturales como el tipo de suelo, la topografía, la vegetación y el clima; factores socioeconómicos como la densidad de población, la tenencia de la tierra, las políticas ambientales y el uso y manejo de la tierra (Gardi et al., Año 2014).

 

Descripción del prototipo

La composta es una mezcla de materia orgánica (plantas, cascaras, papel, etc.) y tierra. La correcta descomposición de estos materiales se debe de dar en un lugar cubierto, con sombra y clima cálido, es por eso que se propone una caja de madera (Huacal), el cual esta hecho por tablas de madera unidas con clavos, además esta caja debe de ser cubierta por dentro con una bolsa negra reciclada o una bolsa de tela orgánica para la correcta descomposición de los materiales. Estas cajas de madera (huacal) se utilizan comúnmente en transporte de frutas y verduras, su costo es de aproximadamente 50 pesos y es ideal debido a que no contamina.

Además de su bajo consto la caja de madera tiene dimensiones apropiadas (40 cm X 30 cm X 29 cm apx.) para una composta familiar, ya que los residuos que puede contener pasan los 10 kg, si se desea se pueden tener más cajas con este tipo de estructura. La durabilidad de estos materiales es de aproximadamente 3 años en condiciones adecuadas.

La descomposición biológica aeróbica de residuos orgánicos en condiciones controladas. El compostaje es un proceso aeróbico que combina fases mesófilas (15 a 45 ºC ) y termófilas ( 45 a 70 ºC ) para conseguir la transformación de un residuo orgánico en un producto estable, aplicable al suelo como abono.

Materiales a emplear

• 1.    Caja de madera (huacal)
• 2.    Bolsa de tela reutilizable (grande), bolsa de plástico (mediana) o cartones de huevo (7 piezas)
• 3.    Cartón o aserrín (una caja de cartón o 1 kg de aserrín)
• 4.    Pala jardinera
• 5.    Atomizador
• 6.    Tierra (2 kg)
• 7.    Agua (1 L)
• 8.    Residuos Orgánicos (cascara de huevo, hojas de plantas, pasto, cascaras de frutas, verduras, desperdicio de comida, etc.)
• 9.    Guantes de jardín 

    Instrucciones de construcción

• 1.    Cubre la caja de madera (huacal) con el plástico, bolsa o cartón que vallas a utilizar, trata de cubrir toda la caja.
• 2.    Con ayuda de los guantes agrega una capa de tierra hasta cubrir la superficie inferior de la caja, agrega la materia orgánica previamente triturada hasta cubrir la superficie de tierra, agrega una capa de aserrín o cartón previamente cortado. Repte el proceso hasta llenar la caja procurando que las capas de estos materiales sean uniformes.
• 3.    Agrega un poco de agua, la suficiente para que el porcentaje de humedad sea de 80%.
• 4.    Envuelve o cubre la composta con la bolsa o cartón utilizado.
• 5.    Deja la caja en un lugar húmedo y con sombra.
• 6.    No permitas que se seque ni que se humedezca de más. De este modo los microorganismos hacen su trabajo de descomposición.
• 7.    En 6 a 8 semanas observa el color y olor de la tierra compostada. Si es color obscuro y tiene olor agradable a tierra húmeda ya está listo para agregarlo al suelo.