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Introducción
La actividad minera es de importancia económica, pero los distintos procesos que se le asocian generan diversos impactos ambientales. Una de las afectaciones que resultan de la actividad minera es la eliminación de la vegetación en los sitios donde se busca obtener los minerales de interés (Sipriano Morales, 2016). Con esta actividad se han extraído miles de millones de toneladas de distintos minerales metálicos (Delgado Ramos, 2010; Uc Peraza, 2014; Pueblos y Comunidades de Oaxaca, 2018), desechando cantidades aún mayores de rocas molidas provenientes del subsuelo; estos materiales no son útiles para la minería y, en México, se denominan relaves, colas o jales (Reyes Mariano, 2014). En este trabajo el término a utilizar es el de jales. Los jales contienen niveles significativos de toxinas combinados con materiales generados durante el beneficio o concentración de minerales residuales y son depositados en forma de tiraderos (Nieto Ávila, 1997; Ramos-Arroyo et al., 2004; SEMARNAT, 2010; Anglés Hernández et al., 2021): a cielo abierto (Rivera Castelo, 2009; Ahumada Mexía, 2017), en barrancas (Corder, 2006), como relleno de tajos abiertos o de túneles en minas subterráneas (ELAW, 2010; Ambrocio Rosales, 2017). Personalmente, se ha observado que algunos jales pueden estar confinados, otros solo se depositan a cielo abierto sin una contención; en ambos casos, estos son arrastrados por la lluvia o por el viento. El depósito de materiales desechados por la minería representa una amenaza para el medio ambiente (Kiere et al., 2021), ya que existe una modificación considerable del relieve a nivel local y del paisaje en donde se realiza esta actividad (Islas Vargas, 2013; Pineda Juárez, 2018).
A pesar de los graves impactos ambientales provocados por los jales, en México se han establecido miles de jales clandestinos por todo el país, ocasionando graves daños ambientales (Rivera Castelo, 2009; Ahumada Mexía, 2017; SEMARNAT, 2021). Estos daños son consecuencia de la tardía e ineficiente regulación ambiental en esta materia. Entre 1995 y 1997, el Instituto Nacional de Ecología reportó en 18 estados de la República, 161 sitios contaminados y abandonados por la minería (Volke Sepúlveda y Velasco Trejo, 2002). Sin embargo, el número real de empresas que desechan sus residuos clandestinamente es incierto, pero el número potencial de depósitos de jales podría ser mayor a 100,000 (Rivera Castelo, 2009). Fundar, Centro de Análisis e Investigación, A.C. (Fundar, 2021) denuncia que aún en 17 Áreas Naturales Protegidas Federales y Estatales (ANPs) existen 65 presas de jales mineros y, que otras 157 se ubican a una distancia de entre 1 y 5 km de las ANPs. Por ello, urge que el Senado apruebe la Reforma al artículo 46 de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA), para prohibir la minería en estas zonas, mismo que ya fue aprobado en la Cámara de Diputados (Fundar, 2021).
En torno al mismo tema del vacío regulatorio respecto a los jales mineros, en octubre de 2019, el Gobierno Federal puso en marcha una página de información y una plataforma donde la sociedad puede reportar los jales mineros en el país (SMG, 2019). Desafortunadamente, la sociedad no participa activamente o la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) no actualiza la información con la regularidad suficiente, dado que, hasta el 3 de agosto de 2022, en esta plataforma, solo se habían registrado 585 jales a nivel nacional (SEMARNAT, 2022). Lamentablemente, los mayores esfuerzos para ubicarlos y evaluar los impactos de la actividad minera han provenido principalmente de las instituciones de investigación (Ahumada Mexía, 2017; Armendáriz, 2016). Antes de 2018, las administraciones gubernamentales en México se enfocaron principalmente a desarrollar una legislación que incentivara la minería en el país (Cárdenas, 2013; Pérez Jiménez, 2014). Del mismo modo, se otorgaron miles de concesiones mineras en los sexenios de los presidentes Fox y Calderón; estas administraciones concesionaron 52 millones de hectáreas del territorio nacional para exploración incluyendo la de bienes minerales, lo que ha generado millones de toneladas de residuos mineros (Vargas Mergold, 2016; Moreno Montemayor, 2017). Un número menor de concesiones se dio en el sexenio de Peña Nieto, pero tan solo para el estado de Morelos, la superficie concesionada se triplicó en cuatro años de gobierno (Escobar Salazar, 2021). Al final, las administraciones de México han privilegiado la explotación minera sobre la conservación y manejo sostenible de la naturaleza.
En lo que se refiere a la regulación ambiental para el depósito de jales es muy limitada y, por lo regular, se enfoca a la mitigación de los aspectos de contaminación y contención de los materiales. La principal Norma que se relaciona directamente con los jales es la Norma Oficial Mexicana NOM-141-SEMARNAT-2003 (SEMARNAT, 2004), que establece el procedimiento para caracterizar los jales, así como las especificaciones y criterios para la caracterización y preparación del sitio, proyecto, construcción, operación y postoperación de presas de jales, pero se limita a describir los aspectos técnicos para preparar el sitio y construir presas que contienen jales (SEMARNAT, 2004). También existe la NOM 147 (SEMARNAT, 2007), NOM-155-SEMARNAT-2007 (SEMARNAT, 2010) y la NOM-157-SEMARNAT-2009 (SEMARNAT, 2011). Aunque existe una ley que regula la protección del ambiente como la Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente, esta se limita a la etapa de exploración en la minería y no regula el destino de los jales, ni protege a la naturaleza durante la explotación y el cierre de las minas (SEMARNAT, 2012). La legislación mexicana es sumamente insuficiente para la protección del ambiente en cuanto a la disposición que se hace de los jales mineros y la forma como se puede compensar el daño por esta actividad.
Un problema adicional, relacionado con el descrito anteriormente, es el año en que los jales fueron depositados en un sitio. El año de depósito influye en sus impactos al ambiente por dos motivos: i) los jales depositados clandestinamente incumplen con las especificaciones establecidas en la NOM-141-SEMARNAT-2003 (SEMARNAT, 2004) y ii) los jales creados antes de la promulgación de dicha Norma incumplen con las especificaciones y medidas de mitigación mínimas para mantener su estabilidad y reducir las condiciones de toxicidad. Algunos ejemplos de estos jales son los siguientes: 1) presas y depósitos a cielo abierto en Huautla, Morelos (Figs. 1, 2); 2) los que se encuentran en Real del Monte, cercanos a la ciudad de Pachuca, Hidalgo (Lizárraga-Mendiola et al., 2014); 3) los de presas en Nacozari de García, Sonora (Rivera Castelo, 2009); 4) los acumulados en diversas localidades de Zacatecas y San Luis Potosí (Romero y Gutiérrez-Ruiz, 2010), como el Valle de Guadalupe (Zetina Rodríguez, 2012) y Villa de la Paz, Cerro de San Pedro, Charcas, Cedral y Real de Catorce, Zacatecas, que se han explotado desde hace siglos (Montes Rocha, 2016); 5) zonas mineras implementadas a partir de la época de la Conquista; 6) zonas mineras existentes desde la época virreinal y que han sido productoras de oro, plata, plomo, zinc y cuentan con almacenamientos de jales en el noroeste y el sur del país, asociados a la producción de metales tradicionales, al cobre y al grafito, óxido de titanio, hierro y fosfatos (Rivera Castelo, 2009). Por tanto, resulta indispensable conocer la distribución de todos los depósitos de jales, tanto registrados oficialmente como clandestinos y verificar si han aplicado estrategias integrales para mitigar todos los impactos ecológicos y ambientales provocados por su depósito.
Figura 1: Jal minero en Huautla, Morelos, México, depositado hace 30 años con una presa que se disolvió con la lluvia. Foto: Márquez-Huitzil, R. 2021.
Figura 2: Depósito de jales “Las Presas” en Huautla, Morelos, retenido por presas de jales elaboradas con los mismos materiales. Las flechas señalan montículos de materiales dispersos formados por el daño de la erosión hídrica a la antigua presa de jal. Imagen: Google Earth, 2021.
La alta toxicidad de los jales mineros no es la única amenaza ambiental, sino también la inestabilidad ocasionada por la falta de estructura de los materiales que contienen (Fig. 1) (Rico, 2016). Al carecer de una estabilidad estructural, en combinación con los factores ambientales como los escurrimientos pluviales, pueden ocurrir los siguientes incidentes: i) el deslizamiento en masa de jales durante lluvias o sismos severos, ii) rotura del talud del almacenamiento por flujo interno del agua a través de la superficie exterior de jales no protegidos adecuadamente (Reyes Mariano, 2014; Figs. 1, 2). Existen antecedentes de incidentes relacionados con el deslizamiento de residuos mineros en México, debido a la inestabilidad producida por insuficiente regulación de escurrimientos pluviales y rotura de conductos que transportan o están en contacto con los jales, provocando derrames de estos residuos (Reyes Mariano, 2014). Como resultado, en nuestro país se ha reportado el derrame accidental de jales hacia los cauces de los ríos cuando menos una vez al año, causando impactos ambientales y pérdida de vidas humanas (Ramírez Rodríguez, 2001). La toxicidad e inestabilidad de los depósitos de jales representa un riesgo para la biota local y las comunidades humanas establecidas en su vecindad o hacia donde se desplacen (Luque Agraz et al., 2019). Cuando esto ocurre a cielo abierto, destruye los ecosistemas y también puede afectarlos al dispersar sus contaminantes en la formación de polvaredas (Tamayo, 2014; Vargas Mergold, 2016), haciendo necesaria la mitigación de sus impactos ambientales (Manzanares Acuña et al., 2005; Dávila Luna et al., 2018).
La mitigación es el proceso de prevenir, evitar o minimizar los impactos negativos; se puede actuar de distintas formas (Treweek, 1999): 1) evitando realizar una acción particular, 2) limitando el grado de una acción, 3) reparando, rehabilitando o restaurando el ambiente degradado y 4) suministrando recursos substitutos. Las estrategias de mitigación se pueden diferenciar de acuerdo con la recuperación de un ecosistema degradado respecto a su estado original (Meffe y Carroll, 1994; Fig. 3); entre ellas se encuentran la remediación, la rehabilitación y la restauración ecológica. Estas estrategias de mitigación pueden diferenciarse por el grado de recuperación del ecosistema y por los factores de deterioro que atienden (Bradshaw, 1983; Gann et al., 2019).
Figura 3: Diagrama que muestra la relación entre las estrategias de mitigación con la recuperación del ecosistema original. Modificado de Bradshaw (1983).
Las dos primeras son consideradas como restaurativas, ya que reducen las causas y efectos de la degradación, favoreciendo la recuperación del ecosistema al disminuir los impactos ecológicos y en la sociedad (Gann et al., 2019). La remediación agrupa distintas técnicas para controlar los efectos provocados por los contaminantes (Volke Sepúlveda y Velasco Trejo, 2002), y la rehabilitación busca restablecer el funcionamiento del ecosistema para la provisión de algunos servicios ecosistémicos que podrían incluso derivarse de ecosistemas no nativos, ya que su objetivo final no es recuperar al ecosistema nativo (Gann et al., 2019). Por otro lado, la restauración ecológica tiene como meta lograr una recuperación sustancial del ecosistema en relación con un modelo de referencia apropiado, independientemente del tiempo necesario para lograrla (Gann et al., 2019). Al buscar una restauración ecológica su meta es la autosostenibilidad del sistema, que sea armónico ecológicamente con el paisaje natural y que brinde la mayor cantidad de servicios ecosistémicos (Gann et al., 2019).
La restauración ecológica es la estrategia de mitigación que permite recuperar autosuficiencia del ecosistema (Fig. 3). Las distintas actividades e intervenciones (estrategias de mitigación), cuando son aplicadas para recuperar los elementos estructurales y funciones del ecosistema, deben tener una interconexión entre ellas para formar parte de un continuo restaurativo; durante la interconexión se deben reconocer las características de la localidad a restaurar, lo que permitirá la recuperación de los servicios ecosistémicos en calidad y cantidad (Gann et al., 2019). Por lo anterior, la restauración ecológica resulta ser una estrategia adecuada para recuperar las características originales del ecosistema en sitios afectados por el depósito de jales.
El objetivo de esta revisión es presentar las consideraciones que fueron la base en las que se apoya la propuesta metodológica de restauración ecológica en jales mineros. Se plantearon once consideraciones que buscan ampliar los límites encontrados en la literatura científica y técnica abordando la problemática de los jales e integrar una sola metodología que sea accesible a todo lector. Así mismo, se trata de combinar el análisis de la información científica desde diferentes puntos de vista con la visión técnica con que se revisan y cuestionan los proyectos que tienen un impacto ecosistémico y/o de restauración, buscando la restauración ecológica como meta. Se consideran aspectos como la ecología, la ecología de la restauración, la restauración ecológica, la estadística en cuanto al diseño experimental y sus limitaciones, el manejo de ecosistemas y la toma de decisiones en el sector ambiental para apoyar esta propuesta. Las consideraciones presentadas son la base y justificación del camino que toma esta propuesta metodológica y del por qué no solamente se habla de remediación o rehabilitación en términos generales, sino de una selección de técnicas dentro de cada una de estas estrategias, apoyada en la Evaluación del Riesgo Ecológico (ERE, Treweek, 1999). Así mismo, este documento permite compartir con el lector algunas de las investigaciones y metodologías que existen en la literatura y en las que se pueden apoyar, tratando de sugerir, advertir, pero no apegarse a un estudio en particular para plantear e implementar un proyecto de restauración ecológica en jales. La propuesta surge del interés por hacer una síntesis entre la información científica y la realidad, evaluando y cuestionando el impacto ecosistémico que puede tener la implementación de proyectos. El objetivo es lograr que la restauración del ecosistema vaya más allá de las propuestas que se limitan a un aspecto como la contaminación o la inestabilidad particulares para la resolución a los problemas ambientales generados por los jales. Se discuten las limitaciones y omisiones detectadas en estudios y propuestas que se hacen para mitigar los impactos ecológicos y ambientales de los jales mineros, tratando de integrar los aspectos mencionados anteriormente para apoyar esta propuesta.
Materiales y Métodos
La presente propuesta surge de la integración de distintas perspectivas en la mitigación de los procesos de degradación y en la restauración del ecosistema (Fig. 4). Se toma como base la experiencia en la rehabilitación de una mina de roca caliza con la generación de un modelo propuesto para la restauración de canteras (Márquez-Huitzil et al., 1998; Márquez-Huitzil, 1999). Toma en consideración también el entendimiento del papel de la remediación en la descontaminación ambiental y del uso de distintas técnicas para lograrlo; la forma como la rehabilitación mitiga los procesos de erosión, inestabilidad de los sitios, contando con distintas técnicas para hacerlo (Brown et al., 1986, por mencionar una fuente). Primeramente, desde los materiales revisados que incluyen literatura sobre restauración ecológica y ecología de la restauración (Holl y Aide, 2011; Temperton et al., 2004; Sánchez et al., 2005; Márquez-Huitzil, 2005; Palmer et al., 2016; Chazdon y Uriarte, 2016; Gann et al., 2019); revisión de la literatura básica de Ecología (Begon et al., 2005) (Fig. 4). Con base en el análisis sobre la restauración de minas publicado en Bradshaw y Chadwick (1980), donde definen a la restauración ecológica como la estrategia que busca recuperar las características de un ecosistema degradado, dañado o destruido, así como la relación de esta con otras estrategias de mitigación. Considerando el planteamiento anterior, en nuestro trabajo se desarrolló una metodología que involucró lo siguiente: conocimientos adquiridos en la revisión y generación de opiniones técnicas sobre proyectos con un impacto ambiental, en temas como la liberación de insectos como controles biológicos, la introducción de especies fuera de su rango de distribución original, la experiencia en la restauración de selvas, ríos, manglares, y proyectos de infraestructura con un impacto a nivel de paisaje o de cambio de uso del suelo y la capacitación a funcionarios públicos y sociedad civil en el tema de restauración ecológica, durante el período de 2001 a 2010 en el Instituto Nacional de Ecología (ahora Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático).
Figura 4: Planteamiento de la metodología para la restauración de jales mineros. Toma como base los aspectos que se resaltan en naranja. La generación de este modelo implicó combinar el pensamiento sistemático del análisis científico con el práctico como lo analiza el funcionario público del sector ambiental e integrarlos con aspectos de otras áreas relacionadas entre sí, como con los supuestos del diseño experimental en la estadística. A partir de esto, se analiza tanto la problemática que generan los jales al depositarse en el ecosistema, su relación con el paisaje, y las distintas soluciones que pueden aplicarse para resolver el problema.
Entre los temas revisados se incluye el análisis de las descripciones de los impactos socioambientales de los jales mediante Sistemas de Información Geográfica y de percepción remota, las descripciones de los impactos de los jales al ambiente físico descritos en la literatura (Rivera Castelo, 2009; Ramos-Arroyo y Siebe-Grabach, 2006; Ahumada Mexia, 2017), el uso de estrategias utilizadas para su remediación y rehabilitación (Moriarty, 1999; Volke et al., 2005); la integración y síntesis de información que se forma al revisar e interactuar con especialistas de distintas áreas para la resolución de problemas ambientales con un enfoque ecosistémico. Revisamos adicionalmente, reportes técnicos de minería, mitigación, remediación y de rehabilitación de minas y jales obtenidos al colaborar en la restauración de una mina a cielo abierto en Cuautlapan, Veracruz (Márquez-Huitzil, 1999). Toda la información fue compilada de bibliotecas, haciendo búsquedas en internet, o compartidas directamente por investigadores trabajando en el tema, desde 1995 a diciembre de 2021.
Tomando como base la información recopilada se plantean algunas consideraciones que deben tomarse en cuenta antes de elaborar una propuesta de mitigación de jales (Fig. 4). En este estudio se propone la restauración como la estrategia de mitigación más adecuada para revertir los impactos ecológicos causados por los jales mineros, pero en combinación con otras estrategias de mitigación (remediación y rehabilitación) al momento de intervenirlos; analizando en todo momento los impactos colaterales que representan algunas de las técnicas utilizadas comúnmente dentro de la remediación o de la rehabilitación para seleccionar solo las más adecuadas para el ecosistema. Así mismo, se revisaron algunos métodos para evaluar su impacto sobre el ecosistema, la evaluación ecosistémica rápida y algunas utilizadas con mayor frecuencia en la restauración de ecosistemas con un menor disturbio, para enmarcar la propuesta dentro de una restauración ecológica.
Resultados
Consideraciones antes de iniciar la mitigación sobre los jales
Antes de iniciar un proyecto e invertir recursos será necesario garantizar que podrán ejecutarse los trabajos de restauración. En caso de que los materiales se encuentren en un predio particular o comunal debe consultarse a los propietarios legales del predio. En la actualidad, uno de los obstáculos que puede enfrentar la restauración de un depósito de jales es que se les ha dado utilidad económica. Los jales aún pueden ser útiles por los metales que contienen y que anteriormente no se extrajeron por falta de tecnología; también son vistos como útiles en la construcción o el relleno de carreteras (Lizárraga-Mendiola et al., 2017), aunque no se consideran los riesgos por su toxicidad y presencia de elementos potencialmente tóxicos (EPT). Desafortunadamente, quienes convencen a las comunidades de vender los jales no profundizan con los propietarios acerca de los impactos ambientales asociados al procesamiento de los jales, ni que esos daños pueden quedarse sin mitigarse. Antes de iniciar un proceso de restauración ecológica es indispensable la autorización de las comunidades y tomadores de decisiones en donde se pretende implementar el proyecto (Gann et al., 2019). Los métodos de investigación participativa permiten resaltar las prioridades y perspectivas locales; buscando el involucramiento de la población en las investigaciones y la planeación, fortaleciendo su efectividad y ahorrando tiempo y dinero en el largo plazo (Cornwall y Jewkes, 1995). Durante la toma de decisiones debe involucrarse a los representantes legales y a la población en general relacionados con la tenencia de la tierra y legalidad a la toma de decisiones (Pahl-Wostl, 2002). Las comunidades no solo deben involucrarse como fuerza laboral para implementar los proyectos, sino teniendo un papel activo en la confección de decisiones críticas en todas las partes del proceso y aportando recomendaciones para fortalecer los esfuerzos junto con los tomadores de decisiones (Ortega-Álvarez et al., 2021).
Por otra parte, el espacio ocupado por los jales forma parte de un ecosistema y los jales crean nuevas condiciones (Azamar Alonso et al., 2021) que, si se rehabilitan o remedian, permiten la colonización natural en estos jales contaminados. Por tanto, en el Cuadro 1 se enlistan algunas consideraciones que se tomaron en cuenta en la elaboración de esta propuesta metodológica.
Cuadro 1: Consideraciones utilizadas para el planteamiento de la propuesta y parte de la literatura en la que se apoya. Hay que resaltar que las consideraciones no solamente toman en cuenta la literatura sino también análisis, síntesis y reflexión sobre cada una de las consideraciones que se enlistan. La literatura es para dar una base a cada consideración en el contexto de la restauración de ecosistemas.
| # | Consideración | Fuente |
|---|---|---|
| 1 | Al mitigar los jales debe adoptarse como objetivo principal la recuperación del ecosistema de forma integral, buscando que las estrategias aplicadas recuperen la totalidad o la mayor cantidad de elementos y procesos del ecosistema original. | Bradshaw, 1983; SER, 2004; Gann et al. 2019 |
| 2 | Los jales están formados de rocas trituradas y molidas, cuyas partículas son semejantes a las partículas de arenas, arcillas y limos de un suelo que fue formado por procesos naturales como el intemperismo, pero su origen es distinto, por lo que son clasificados como tecnosoles. | MacGregor Arroyo, 1992; Nieto Ávila, 1997; Ramos-Arroyo et al., 2004; Volke et al., 2005; Rossiter, 2007; Haldar, 2018 |
| 3 | Antes de aplicar una técnica de mitigación, deben evaluarse los impactos ecológicos potenciales asociados a la misma. | Treeweek, 1999 |
| 4 | La restauración de un jal implica el uso de una o más técnicas agrupadas dentro de la remediación o de la rehabilitación (i.e., remediación de suelos, estabilización de materiales, rehabilitación de suelos). | Meffe y Carrol, 1994; Bradshaw, 1983; Bradshaw y Chadwick, 1980; Brown et al., 1986 |
| 5 | El depósito de jales ocupa un lugar dentro de un ecosistema e interactúa con los procesos a nivel de paisaje. | Aguirre-Salado et al., 2017; Ahumada Mexía, 2017; Buczyñska, 2020 |
| 6 | La mitigación de jales, por lo regular, se limita a controlar la toxicidad de los materiales y sus metales, pero no considera que, al ser depositados a cielo abierto, la problemática en el ecosistema es mucho más compleja | Ortega, 2014; Camarillo Reyes, 2014; Naidu et al., 2015; Annable et al., 2020 |
| 7 | En el caso de los elementos potencialmente tóxicos (EPT), incluidos los metales pesados, el factor que genera mayor peligro es su biodisponibilidad. | Castañeda-Bautista, 2016; Cervantes-Ramírez et al., 2018 |
| 8 | El uso de organismos vivos o materiales orgánicos en la rehabilitación o en la remediación de un jal contaminado con metales pesados o EPT, atrae a la biota nativa, pero puede impactar al ecosistema a distintos niveles, creando una trampa ecológica, es decir, un ambiente que puede ser percibido por la biota de la zona como un nuevo hábitat. | Battin, 2004; Robertson y Hutto, 2006 |
| 9 | La colonización de los jales por especies nativas tolerantes a la toxicidad puede introducir los contaminantes a la cadena trófica por las interacciones con otras especies como herbívoros, polinizadores o frugívoros. | Battin, 2004; Robertson y Hutto, 2006 |
| 10 | Los tratamientos probados en laboratorio o para resolver problemas particulares en los jales deberían extrapolarse solo a condiciones similares a las del sitio donde fueron obtenidos o para el problema para el que fueron planteado, considerando incluso los supuestos del modelo utilizado para el diseño experimental, perdiendo su validez al extrapolarse a condiciones de campo. | Méndez Ramírez et al., 1996; Méndez Ramírez, 2012; Hernández Sampieri et al., 2014 |
| 11 | Los jales a cielo abierto interactúan con los factores abióticos (i.e., suelo, agua, viento, geomorfología, fenómenos meteorológicos, pendientes, hidrología) y bióticos (i.e., bacterias, hongos, protozoarios, plantas y animales), incluidas las interacciones entre estos y en distintas escalas geográficas (local, de paisaje, regional, global), por lo que las estrategias para mitigarlos deberían de considerar esta complejidad. | Treweek, 1999; Sanderson y Harris, 2000; Ramos-Arroyo y Siebe-Grabach, 2006; Rivera Castelo, 2009; Siebe et al., 2016 |
La propuesta metodológica se detalla a continuación, junto con sus componentes principales (Fig. 5). (1) Inicialmente se realiza una evaluación rápida de la zona a dos niveles (Sayre et al., 2000): de manera local (1a) se planifican las estrategias de mitigación sobre el jal en base a las características del sitio (1.1a), considerando sus relaciones a nivel de paisaje como pueden ser la zonas que potencialmente podrían afectarse por el desplazamiento de los materiales, las afectaciones a zonas aledañas como vegetación nativa, humedales, escurrimientos, asentamientos humanos o infraestructura, basados en lo que hay en el ecosistema de referencia (1.1b), así como en sitios naturales (1.1c) y sitios transformados por las actividades humanas (1.1d). En el sitio se describen características (2a) como la toxicidad (2ac), inestabilidad (2aa), y condiciones de los materiales o si estos se movilizan con el viento o el agua (2ab). También se describe si se encuentran descubiertos de vegetación, y las especies vegetales y animales que interactúan con el jal y entre sí, así como las interacciones con aves, polinizadores, vegetación establecida, especies buscando madrigueras, entre otros (1aa) o en el medio físico (1ab). Las características microclimáticas y ecológicas en el ecosistema de referencia se describen; esta descripción puede incluir información sobre la composición de las especies, la estructura de la vegetación, la diversidad, las poblaciones vegetales, y la edafofauna (indicador biológico de la fertilidad del suelo) en las áreas naturales (1.1b). A escala del paisaje (1b), se describen las características del relieve, escurrimientos, infraestructura cercana, asentamientos humanos, el grado de fragmentación y conectividad espacial, entre otros componentes: características en sitios conservados (1.1c) y en sitios transformados por el hombre (1.1d).
Tomando como base la evaluación rápida anterior, se hace una planeación en donde se consulta a los poseedores de la tierra; se identifican los procesos a mitigar y son seleccionadas las técnicas dentro de cada estrategia de mitigación (3). Los trabajos se orientan para favorecer la sucesión natural de plantas y animales (3b). Finalmente, se pueden reintroducir especies nativas que no arriben a la zona por sí mismas (4).
A continuación, se describe detalladamente el diagrama con los puntos propuestos para la restauración de un jal, los cuales pueden sustituirse de acuerdo con las necesidades de cada caso particular:
(1) Caracterización estructural y de la composición del jal
Los jales o relaves mineros son clasificados por Rossiter (2007) como tecnosuelos o tecnosoles, ya que son depósitos de materiales cuyas propiedades y funcionamiento están dominados por las actividades humanas técnicas; dentro de este grupo se incluyen a los materiales excavados desde la profundidad de la pedósfera donde no fueron influenciados previamente por procesos superficiales, con propiedades sustancialmente distintas a las del ambiente donde son depositados. Sugerimos subdividir esta descripción de la siguiente forma: i) la descripción del tecnosuelo y, ii) la descripción de los jales como un suelo contaminado.
Se considera que la restauración debe contemplar distintos aspectos relacionados con los riesgos que representan los depósitos de jales: las características estructurales del depósito, la forma en que fueron colocados los materiales (a cielo abierto, en presas de jales), las particularidades de los materiales que forman los jales y la dinámica de estos. Entre las características estructurales del depósito de jales se encuentran la morfología, las dimensiones, la presencia de estructuras de contención como presas u otros elementos que confinen los materiales, la existencia de una cubierta vegetal, las pendientes de los taludes, la susceptibilidad a la erosión hídrica y eólica, así como el posible colapso de los materiales (Vick, 1990; Rivera Castelo, 2009; Cruz Ruiz, 2017). Las características estructurales y de los materiales, así como las especies vegetales que han colonizado el jal, también interactúan con factores ambientales como el viento, la lluvia o los sismos, y ocasionan daños a los ecosistemas desde el momento en que son depositados y a través del tiempo (Dávila Luna et al., 2018), por lo que conviene realizar la descripción de estas características junto con una Evaluación Ecosistémica Rápida (EER) como la descrita por Sayre et al. (2000). Tener una descripción de las características mencionadas permite identificar y predecir los posibles riesgos asociados a los materiales como la erosión, el movimiento por el viento, las sustancias tóxicas o el desplazamiento en masa que puedan relacionarse con su estructura (i.e., riesgos de desplazamiento en masa). Las características relacionadas con la composición de los jales permiten identificar sus propiedades fisicoquímicas y describir la dinámica de las partículas que los componen, medir su toxicidad y describir la interacción que puedan tener con los organismos a nivel superficial y subsuperficial (Wardle, 2010).
En la descripción del tecnosuelo se caracteriza su estructura, lo que puede realizarse mediante la elaboración de un perfil de suelo (Ramos-Arroyo y Siebe-Grabach, 2006). Para la descripción del perfil de suelo puede utilizarse el “Manual para la descripción y evaluación ecológica de suelos en el campo”̋ de Siebe et al. (2016). Por otro lado, la descripción de los jales como un suelo contaminado considera la identificación de los contaminantes en muestras de los jales a distintas profundidades y sitios sobre el jal; también la evaluación de la dinámica de las sustancias tóxicas que se relaciona con las propiedades de los jales, los contaminantes contenidos en ellos como los metales pesados o las sustancias utilizadas en la recuperación de los metales y la interacción con los procesos ambientales como el viento, los escurrimientos, la sismicidad, entre otros (MacGregor Arroyo, 1992; Nieto Ávila, 1997; Bundschuh et al., 2011; Chávez Ramírez, 2020). Es necesario evaluar la producción de lixiviados tóxicos desde los jales (Lottermoser, 2010; Pozo-Antonio et al., 2014; García Aguirre et al., 2018; Peña-Limón y Paredes-Aguilar, 2019), las características, composición y origen de los materiales (Volke et al., 2005; Meuser, 2013), así como el movimiento que siguen los contaminantes en el medio (i.e. contaminantes contenidos y su posible dispersión en forma de lixiviados (SEMARNAT, 2007, 2010, 2011, 2012, 2016; García Aguirre et al., 2018; Peña-Limón y Paredes-Aguilar, 2019)). Existen distintos métodos para evaluar el riesgo por la toxicidad de los sólidos que pueden ser utilizados para la medición de los contaminantes en suelos, sedimentos, lodos o material biológico. Algunos ejemplos son el caso de los metales pesados que se identifican por un alto peso atómico, con gravedades específicas más grandes de cinco y especialmente, aquellos tóxicos para los organismos como Cu, Zn, Pb, Cd, Mi, Hg, Cr y los metaloides (As) (Zhang, 2007). En suelos, por ejemplo, se utilizan distintos métodos de fraccionamiento de metales para determinar su concentración mediante la espectrofotometría de absorción atómica (Martínez y Rivero, 2005). En seres humanos, por ejemplo, se puede realizar una evaluación de cambios nucleares en el epitelio bucal mediante un conteo de los núcleos afectados por exposición a metales pesados (Reyna Rosas, 2009). También para los suelos puede utilizarse un análisis multi-elementos para determinar las concentraciones de metales pesados por espectrometría de masas por inducción de plasma, entre otros métodos (Candeias et al., 2014). La caracterización de los jales debe considerar también aspectos como la definición de la magnitud y tipo de contaminación, el muestreo y los análisis fisicoquímicos de las muestras (USEPA, 1991). Dependiendo de las características del jal, de ser posible, resulta importante definir el perfil horizontal y vertical de los contaminantes, esta información resulta crítica para la selección de la tecnología de remediación adecuada (Volke Sepúlveda y Velasco Trejo, 2002). El objetivo de estas descripciones es conocer las propiedades y dinámica de los jales, y elaborar un diagnóstico para identificar las estrategias adecuadas para caracterizar el comportamiento de los contaminantes, antes de considerar las técnicas para la contención de los materiales y remediación de las sustancias tóxicas.
(2) Evaluación Ecosistémica Rápida
La Evaluación Ecosistémica Rápida (EER, o REA, por sus siglas en inglés) tiene como finalidad caracterizar y conocer el estado de conservación del ecosistema (Sayre et al., 2000). La EER se realiza a escala de paisaje (gruesa) (Farina, 2000) y local (fina; Sayre et al., 2000). Es importante que la descripción se realice considerando el espacio antes del depósito de los jales, por lo que algunas veces tendrá que inferirse. Así como realizar una descripción en la actualidad que es después del depósito de jales y los cambios que haya provocado en el espacio ocupado por los mismos en el paisaje, la extensión del depósito, entre otros. Para analizar la interrelación entre el depósito de jales y el paisaje, deben conocerse las características de la zona previas al depósito de jales, por lo que es importante entender las características morfológicas y los procesos interrumpidos por el depósito de los jales, así como sus interacciones con la hidrología. Esta información deberá incorporarse en la planificación de los trabajos de restauración. La descripción del paisaje incluye también conocer las características morfológicas, hidrológicas (i.e., lomeríos, barrancas, escurrimientos naturales, zonas de inundación), los tipos de suelo, la dirección de los vientos, los tipos de vegetación, entre otros factores del sitito donde se localizan los jales con las de la matriz del paisaje y sus relaciones espaciales (Bailey y Herzog, 2004; Bissonette, 2003; SER, 2019). Además, es importante conocer las interacciones de las comunidades bióticas con las actividades humanas (Valladares et al., 2011). Esta descripción incluye las interacciones a nivel de paisaje y las características y procesos en el sitio, ya que los materiales depositados interactúan con estos componentes a través de procesos naturales o humanos que ocurren en estos sitios (Rivera Castelo, 2009). Al ejecutar la EER a nivel del paisaje se deben identificar los ecosistemas de referencia o sitio de referencia que sirven para plantear una línea base y determinar las condiciones naturales a las que se busca llegar (Clewell y Aronson, 2013). Es decir, remanentes del ecosistema prístino, que mantengan las características y procesos ecológicos originales que se buscarán recuperar sobre los jales (SER, 2004). Además, la EER hace una valoración en corto tiempo del ecosistema, identificando sus atributos clave, interacciones como competencia y depredación, el establecimiento de especies invasoras, se identifican interacciones importantes entre los organismos como la que ocurre entre los hongos y las plantas (micorrizas), o la que sucede entre las plantas y los animales (herbivoría, frugivoría y granivoría) y que influyen en la dinámica de dispersión o depredación de semillas. Durante esta evaluación ecosistémica es necesario identificar las interacciones directas entre los organismos y los jales, ya que pueden implicar su afectación por los contaminantes contenidos en ellos e introducirlos a la cadena trófica (Baranowska et al., 2005; Tovar-Sánchez et al., 2012; Kiere et al., 2021). La evaluación del ecosistema permite establecer una línea de base para los trabajos de restauración (Bruns y Wiersma, 2004; Riitters y Tkacz, 2004). Este procedimiento puede combinar el análisis de imágenes de percepción remota, colecciones de datos de campo y visualización de información espacial para planificar las estrategias de restauración (Walls, 1999; Siebe et al., 2016).
El impacto de la minería con la evaluación rápida a nivel de paisaje debe contemplar los cuatro aspectos propuestos por Kussmaul (1989): 1) el tamaño de la explotación, que se refiere a la superficie afectada por la extracción de los minerales y, de las zonas afectadas por actividades asociadas al proceso de transformación de los minerales en la zona, así como por la generación de desechos y de aguas residuales; 2) la localización geográfica del sitio donde se lleva a cabo la explotación; 3) los métodos de explotación, que dependen del tipo de yacimientos a explotar y que están directamente relacionados con la naturaleza y extensión del impacto de los desechos (Cuadro 2) y; 4) las características fisicoquímicas de los minerales extraídos, que pueden ser minerales metálicos, no metálicos o energéticos (INEGI, 2011); así como de las sustancias químicas utilizadas en el beneficio de los minerales, proceso por el que se obtienen los minerales adheridos a la roca (Nieto Ávila, 1997). En la descripción del paisaje es importante identificar las áreas afectadas en el ecosistema tanto por el depósito de los jales como por el arrastre de los materiales para mitigar su desplazamiento (Fig. 3). El conocimiento del arrastre de materiales permite identificar la movilidad de los materiales contaminantes debido a los escurrimientos naturales, pues tiene efectos adversos en ecosistemas aledaños (Saunder et al., 1993; Márquez-Huitzil, 2005). La EER a nivel local y paisajístico son complementarias para entender las interrelaciones del jal con el resto del entorno, así como las características ecológicas de los remanentes del ecosistema original (i.e., ecosistema de referencia).
Cuadro 2: Tipos de explotación minera con su descripción y los métodos que involucra. Fuente: López Aburto, 1994.
| Tipo de explotación | Método de minado | Descripción | Materiales desechados |
|---|---|---|---|
| Minería superficial | Mina de placeres, tajo abierto (cielo abierto) o “Glory hole” | Excavación a cielo abierto destinada a la explotación de minerales metálicos o no metálicos, donde el mineral de interés está a menos de 160 m de profundidad. El tamaño de los depósitos varía de cientos a más de 100 millones de toneladas | Terreros y presa de jales |
| Minería subterránea | Rebajes naturalmente soportados Rebajes artificialmente soportados Rebajes de hundimiento Rebajes con métodos combinados | Utilizados para extraer minerales que se encuentran en las profundidades de la superficie de la tierra. Los minerales comunes que se extraen son el oro, el plomo y la plata. Una mina subterránea puede tener una profundidad de 300 m a 3 km | Terreros y presa de jales |
| Métodos especiales | Minado por soluciones (proceso “Frasch”, disolución con agua caliente, lixiviación) | Son métodos especiales de minado subterráneo que emplean técnicas de disolución de los valores contenidos en el yacimiento. Estos métodos son utilizados cuando el mineral a obtener es soluble en algún tipo de medio acuoso | Terreros, lixiviados y presa de jales |
A una escala local (fina), la EER debe considerar las características físicas, químicas y bióticas del depósito de jales, de los ecosistemas vecinos, zonas vecinas y asentamientos humanos. En cuanto a los jales, como se ha mencionado antes, es importante caracterizar su estructura, y la estabilidad de los materiales, el estado de las presas de jales (si las hay), evidencias de procesos de erosión laminar como surcos, cárcavas o exhumación de raíces, pendiente del terreno y escurrimientos (Rivera Castelo, 2009). La composición química de los jales es importante evaluarla y conviene tomar muestras a diferentes profundidades para ver la distribución de los contaminantes (MINAM, 2014; Montes Rocha, 2016). La presencia de sedimentos en suspensión en el agua o su acumulación cercana a los cauces, estos últimos indicarían el arrastre de los materiales (Gaitán et al., 2017). Tanto en los jales, en el ecosistema de referencia, como en áreas vecinas es necesario conocer la composición de las especies vegetales y animales (Keel et al., 2000), la diversidad biológica, y las principales interacciones entre los organismos (Young et al., 2000). El conocimiento de las interacciones entre especies vegetales establecidas en el jal con especies animales es importante para evaluar la introducción de los contaminantes en la cadena trófica (Skipin et al., 2016; Galván Ramírez, 2020). La evaluación ecológica rápida a escala local debe considerar la identificación de los organismos cuyo ámbito hogareño incluya la interacción con los jales (Esteves Aguilar, 2018; López Michelena, 2021) (Fig. 6). En un momento dado, también podrían ayudar a la colonización del sitio, ya que la visita de animales frugívoros permitirá la llegada de propágulos (de la Peña-Domene et al., 2014).
Figura 6: Interacción de algunas especies de fauna con los jales. A. madriguera de un organismo en los jales (círculo blanco) de Huautla, Morelos, México, posiblemente un mamífero; B. grupo de avispas excavando en los materiales del jal (círculo blanco) que, al momento de la foto presentaban un comportamiento errático al excavar (Foto: R. Márquez-Huitzil, 2021).
(3) Planificar los tratamientos para el jal
La planificación es un aspecto fundamental en cada parte de la restauración. Tanto si se trata de la forma del depósito de jales o relaves mineros (Hustrulid et al., 2013; Puell Ortiz, 2017), hasta la aplicación de cada estrategia de mitigación como la remediación, la rehabilitación o la restauración; estas deben ir precedidas de una planificación (Fig. 5). Así mismo, debe existir una planificación de las técnicas de rehabilitación tanto a escala de paisaje (Buczyñska, 2020), como a escala local (Vick, 1990). La planificación permite obtener mejores resultados y realizar una evaluación de riesgo ecológico de la estrategia, antes de aplicarla (Treweek, 1999). Antes de seleccionar una técnica de mitigación en particular es importante realizar una evaluación de su posible impacto ecológico (Mandelik et al., 2005). Dado que algunas estrategias de mitigación involucran organismos vivos, estas pueden tener impactos colaterales no conocidos, como se ha demostrado en otros estudios (Simberloff y Stiling, 1996; Stromberg et al., 2009), además de que existe un porcentaje cercano a 11% del impacto de las especies introducidas sobre los ecosistemas (Simberloff et al., 2013) y, menor aún sobre su papel en la introducción de contaminantes en las cadenas tróficas locales. Cuando las estrategias de mitigación se relacionan con la restauración del ecosistema deben basarse en la guía internacional (Gann et al., 2019), que integra distintas herramientas, escalas e indicadores para la restauración en su planificación (Aguirre-Salado et al., 2017). Dado el amplio espectro de problemáticas a resolver en la restauración ecológica de los depósitos de jales, se debe incluir un grupo multidisciplinario y objetivo para plantear las estrategias adecuadas al intervenirlos, coordinados con un enfoque de restauración del ecosistema (Márquez-Huitzil, 2005; Gann et al., 2019).
La planificación en la propuesta metodológica se sugiere realizarlo apoyado en el diagnóstico previamente descrito. La planificación es utilizada para seleccionar las técnicas de mitigación a ser aplicadas, después de evaluar y descartar cualquier riesgo potencial al ecosistema, sobre todo para aquellas técnicas que carecen de una evaluación de riesgo de impacto ecológico en el corto, mediano o largo plazo, o evitar su uso, en apego al Principio Precautorio (Anglés Hernández, 2018; Anglés Hernández et al., 2021). Después de esta evaluación se planifican las intervenciones y el monitoreo de estas. En base a las características del jal se planifica la reintroducción del componente biótico, el monitoreo de este y, en caso necesario, el manejo de las zonas intervenidas hasta llegar a características semejantes a las del ecosistema de referencia (Márquez-Huitzil, 1999; Gann et al., 2019). En síntesis, los pasos lógicos en la planificación de un proyecto de restauración de jales serían los siguientes: 1) diagnóstico de la zona afectada, 2) selección y aplicación de estrategias de mitigación sin efectos colaterales a otros componentes del ecosistema (Simberloff y Stiling, 1996; Ewel et al., 1999; Louda y Stiling, 2004; Simberloff, 2012; Simberloff et al., 2013; Dickey et al., 2020), y 3) monitoreo que permite la adecuación de las intervenciones y de los tratamientos hasta lograr la autosuficiencia del ecosistema (SER, 2004, 2019; Márquez-Huitzil, 1999, 2005) .
(4) Precauciones previas al uso de organismos o enmiendas de materia orgánica en jales contaminados
En esta metodología se recomienda que antes de implementar una estrategia de remediación o de rehabilitación que implique el uso de organismos vivos o de materia orgánica se evalúe el riesgo de un impacto ecológico (Fig. 5). La evaluación del impacto ecológico busca obtener información confiable y una interpretación de las implicaciones ecológicas de cualquier proyecto desde su inicio, durante su implementación y, hasta el término de este, ayudando a prevenir impactos negativos al ecosistema (EIANZ, 2015). La evaluación del impacto ecológico permitiría identificar si las técnicas implementadas tendrían efectos colaterales en el ecosistema como la creación de trampas ecológicas (Battin, 2004). Las especies o las enmiendas que sean utilizadas como biorremediadoras o como estabilizadoras de los materiales en los depósitos de jales conllevan distintos riesgos; cualquier especie utilizada como bioacumuladora es susceptible de ser depredada por las especies que se encuentran arriba en la cadena trófica, por tanto, existe un riesgo de que abran el camino a la red trófica (Martínez-Trinidad et al., 2013; Santoyo Martínez, 2016; De la Cruz Guarneros, 2018; Eissa y Negim, 2018; Ali y Khan, 2019; Díaz Alvarado et al., 2020; Muro González, 2020). Las especies también pueden hibridizarse con las especies nativas afectando su capacidad de bioacumulación y, si son depredadas por otras especies, habrá un incremento de EPT hacia arriba de la cadena trófica (Pivetz, 2001).
A nivel ecosistémico, el uso de organismos o de enmiendas orgánicas para la remediación o para la estabilización de un sustrato contaminado con metales pesados puede atraer a otras especies, convirtiéndose en trampas ecológicas al resultar atractivo para los organismos (Severns, 2011; Fig. 5). Del mismo modo, independientemente del grupo taxonómico al que pertenezcan y si son especies nativas o exóticas, pueden convertirse en especies invasoras, causando daños ambientales, económicos y a la salud (Pivetz, 2001; Levine, 2008; Ehrenfeld, 2010; Olenin et al., 2017). Esta observación también puede aplicarse a la presencia de los jales y a todas las zonas afectadas por la minería que presentan distintos niveles de degradación; así como a un depósito de jales que, por sus características, los materiales que lo forman pueden desplazarse a zonas aledañas, favoreciendo una invasión de estas (Gagnon et al., 2021). En cuanto a la invasión biológica, se debe tener en cuenta que no solo depende de la capacidad de la especie para invadir (invasividad), sino también de la presencia de un ecosistema degradado que puede ser invadido (invasibilidad; Barney y Whitlow, 2008). Por tanto, el uso de especies durante la remediación o la rehabilitación de los jales implica diversos riesgos sobre los jales y en los ecosistemas aledaños, que deberían de ser evaluados antes de introducirlas, ya que son sitios con materiales expuestos que interactúan con el ambiente y los ecosistemas.
Por estos motivos, algunos autores sugieren que los estudios y los proyectos de mitigación deben realizarse con una perspectiva del ecosistema entero y evaluar los impactos colaterales de los tratamientos (Ewel, et al., 1999; Battin, 2004; Amezcua-Allieri y Rodríguez-Vázquez, 2008; Mazej et al., 2010; Ali et al., 2013; Goussen et al., 2016; Dickey et al., 2020; Oreja et al., 2020; Fig. 7). La presencia o ausencia de riesgo para los receptores ecológicos y la biodisponibilidad en un sitio deben ser evaluados cuando se considere utilizar alguna técnica que implique el uso de organismos vivos o de materiales de origen orgánico, aplicando la Evaluación de Riesgo Ecológico (ERE; Parisien et al., 2016).
Figura 7: Rutas que pueden seguirse para la mitigación de un jal minero considerando los criterios de una restauración ecológica. Las flechas en amarillo indican las estrategias de mitigación para mitigar un jal contaminado con metales pesados. Las flechas azules indican las técnicas que pueden seguir la remediación y la rehabilitación, así como los caminos que pueden seguir después de aplicarlas. Las flechas rojas indican los efectos negativos que puede tener la selección de algunas técnicas de remediación o de rehabilitación si hacen biodisponibles los metales pesados. Las flechas verdes indican la selección adecuada de una estrategia de mitigación en el camino de una restauración ecológica, eliminando los contaminantes, estabilizando los jales y rehabilitando los suelos, pero sin hacer biodisponibles a los metales pesados. Obsérvese que, el uso de la fitorremediación puede conducir hacia la restauración, si se realiza una Evaluación de Riesgo.
En este trabajo se propone que, de acuerdo con el tipo de afectaciones y amenazas que provoca el jal, se seleccionen las técnicas de mitigación más adecuadas, pero apoyados en la ERE, descartando el uso de aquellas técnicas que puedan significar un riesgo de hacer biodisponibles los metales pesados para las especies que interactúen directa o indirectamente con el jal o bien a nivel ecosistémico (Fig. 6). Afortunadamente, existe toda una gama de técnicas de remediación (Volke et al., 2005; Meuser, 2013), y de rehabilitación (Meuser, 2013; Bolan et al., 2018), que pueden seleccionarse al mitigar los jales y que no implican el uso de organismos vivos o de materia orgánica, por lo que las técnicas seleccionadas no deben poner en riesgo los procesos naturales al generar contaminantes secundarios y microorganismos dañinos para el ecosistema (Sarkar et al., 2018; Fig. 7).
(5) Definir los tratamientos
En el caso de la remediación existen distintas alternativas para el manejo de los contaminantes en los jales (Förstner at al., 2002). Estas pueden vincularse con el diseño de estrategias para prevenir el drenaje ácido, planificar su recorrido, o la contención de los materiales (Rivera Castelo, 2009; Pozo-Antonio et al., 2014; Ahumada Mexía, 2017). También es posible el tratamiento in situ de sitios contaminados con metales pesados mediante la inmovilización de estos, utilizando métodos físicos o químicos, donde los contaminantes son estabilizados, solidificados o contenidos evitando que sean atractivos como alimento para los organismos (Martin y Ruby, 2003; Volke et al., 2005). El uso de algunos tipos de enmiendas, como las zeolitas o los compuestos ricos en fierro se combinan con los metales pesados, provocando una reacción denominada complejación, transformándolos a formas no biodisponibles (Curi et al., 2006; Gadepalle et al., 2007), resaltando que no todas las enmiendas propician esta complejación. Otras estrategias de remediación utilizadas para remover los metales pesados son: 1) la electroremediación, 2) el lavado de suelos (técnica ex situ) y, 3) el uso de compuestos inorgánicos que reduce los impactos sobre la flora y la fauna en el corto o largo plazo (Curi et al., 2006; Lim et al., 2013). En cualquier caso, cuando se aplique una estrategia de remediación, antes debe realizarse una ERE para evitar posibles efectos colaterales sobre el ecosistema.
Un problema adicional a la toxicidad de los jales es la inestabilidad de los materiales del jal como tecnosuelo. Para lograr este fin, existen distintas técnicas de rehabilitación. Entre las estrategias de estabilización del terreno están: 1) aquellas que consideran la modificación a la estructura del jal, como la creación de terrazas y taludes de poca inclinación que se ha realizado en algunos sitios afectados por la minería (Márquez-Huitzil, 1999; Rivera Castelo, 2009; Fig. 8A); 2) las relacionadas con el control de los escurrimientos, como la construcción de canales para desagüe (Rivera Castelo, 2009); 3) el control del arrastre de los materiales mediante la construcción de presas, diques o el uso de otros elementos para contener o frenar el movimiento de materiales (Cardoza et al., 2007; Loredo-Osti et al., 2007; Meza-Figueroa et al., 2009; Fig. 9A-C); 4) el confinamiento de los materiales es otra opción, pero representa un riesgo si las estructuras contenedoras no son herméticas o si sufren un deterioro que las fracture, provocando fugas o creando el riesgo de movimientos en masa (Rivera Castelo, 2009; Garduño Sanabria, 2013; Sánchez-Núñez et al., 2015; Fig. 8B). Otros elementos para prevenir la movilización de los materiales por agua o aire son las geomallas, presas de gaviones, la creación de bordos o zanjas y el uso de acolchados, entre otros (Rivera Castelo, 2009; Gerencia de Restauración Forestal, 2018; Fig. 9). Ahumada Mexía (2017) considera que estos materiales deben ser confinados, aunque esta estrategia no termina con el problema y se corre el riesgo de que los mecanismos de confinamiento no sean efectivos a largo plazo. En resumen, existe una infinidad de estrategias para estabilizar los jales ante los procesos naturales de arrastre de materiales, los cuales son complementarios al control de su toxicidad y debido a la existencia frecuente de depósitos de jales inestables, pueden utilizarse antes de la remediación.
Figura 8: Ejemplo de técnica de estabilización de taludes y de contención. A. diseño en taludes y bancos; B. contención con una presa de jales.
(6) Aplicación de tratamientos
Para evitar el desplazamiento de los jales, primero podrían estabilizarse los materiales mediante técnicas de rehabilitación, como construcción de presas o modificación a la estructura del sitio. La aplicación de estas estrategias es de acuerdo con el principio nueve planteado por la Sociedad para la Restauración Ecológica que dice que la restauración ecológica es parte de un Continuo de Actividades Restaurativas (Gann et al., 2019). En este caso, las técnicas de remediación se utilizan para controlar la biodisponibilidad de los tóxicos; posteriormente, se incorporan técnicas de rehabilitación de suelos para incrementar su fertilidad y favorecer la colonización por plantas (Fig. 3; Brown et al., 1986; Naidu et al., 2008; Meuser, 2013). La rehabilitación recupera parte del funcionamiento del ecosistema y algunos servicios ecosistémicos (SER, 2019). Incorporada a la restauración ecológica pueden seleccionarse algunas técnicas de estabilización de suelos, control de la erosión, ordenar los escurrimientos y recuperar la productividad de los suelos (Brown et al., 1986). El uso de organismos o de materiales orgánicos se propone que se emplee solo después de comprobar que el sitio no representa un riesgo de convertirse en una trampa ecológica. En cuanto a la vegetación del jal, se propone seleccionar especies vegetales nativas que crezcan y se desarrollen bajo las características fisicoquímicas y mineralógicas de los jales descontaminados, recordando que se trata de un tecnosuelo, donde la textura y propiedades pueden diferir de los suelos originales del sitio donde son depositados (Baghdad et al., 2006; Valdez-Hernández et al., 2019). Adicionalmente, las especies vegetales nativas utilizadas deben encontrarse dentro de su área de distribución natural u original (histórica) y formen parte de las comunidades bióticas naturales del área de acuerdo con su potencial de dispersión natural (CONABIO, 2010).
El diagnóstico ayuda a detectar el grado de estabilidad del sitio, el nivel de toxicidad que presenta, y el movimiento de los materiales. Esto permite elegir el orden en que las medidas de estabilización, contención o remediación requieren aplicarse (SEMARNAT, 2004, 2011). En este caso se propone que el depósito de jales se maneje como otro componente del ecosistema, buscando que se integre al funcionamiento del paisaje. Esto involucraría manejar la estructura del depósito en equivalencia a una geoforma, considerando su posición en el paisaje, los escurrimientos presentes y canales (si se crearon) para el drenaje que equivaldrían a la hidrología, el tipo de tecnosuelo tratarlo de acuerdo con la forma como se haya rehabilitado y por sus propiedades.
Se sugiere que la rehabilitación para la recuperación de la fertilidad de los suelos se busque después que hayan sido controlados los metales pesados y las sustancias tóxicas y se presenten por debajo de los límites máximos permisibles, para evitar la posibilidad de crear trampas ecológicas. Los organismos del suelo juegan un papel fundamental en la restauración de los ecosistemas afectados por la minería, ya que permiten recuperar la función del suelo o las interacciones bióticas de los organismos (Fragoso y Rojas, 2012; Cross et al., 2020). Una vez que los jales no representan un riesgo para la biota por su toxicidad, recomendamos crear condiciones de fertilidad en ellos, dependiendo de las características edáficas originales y del ecosistema de referencia (p. ej., árido, templado, tropical). El uso de micorrizas, en especial las arbusculares, tiene un efecto importante en el crecimiento de las plantas en sitios en recuperación y también favorecen la retención de las partículas de suelo en ecosistemas desertificados (Álvarez Sánchez, 2009; Palenzuela y Barea, 2009; Carrillo-Saucedo et al., 2022). Si las condiciones originales de la zona presentan suelos fértiles, entonces, mediante técnicas de rehabilitación de suelos pueden modificarse las características superficiales de los materiales e incrementar la fertilidad a través de la introducción de enmiendas (Dafana et al., 2010), o mediante transposición de porciones superficiales de suelos desde sitios remanentes conservados (Ceccon, 2013).
Las estrategias que pueden utilizarse para la recuperación de las comunidades bióticas pueden seguir distintas alternativas. Algunos autores mencionan que existen al menos tres grados de intervención en la restauración (Martínez-Garza et al., 2016; Christmann y Oliveras Menor, 2021): a) intervención mínima, por ejemplo, permitir la regeneración natural o bien excluir el agente que provoca la degradación del sitio; b) nivel intermedio de intervención o regeneración asistida, lo que puede involucrar la siembra directa, la remoción de especies competidoras, intervenciones que involucren el uso de acolchados, o el manejo de especies invasoras y c) máxima intervención o restauración activa como el establecimiento de plantaciones de especies nativas. En los dos últimos niveles puede propiciarse la atracción de fauna, entre la que se encuentran muchas especies dispersoras (Hernández-Galindo, 2016). La adición de composta o materia orgánica, así como el trasplante de suelos, son otras estrategias que pueden implementarse para dirigir la rehabilitación del jal hacia una restauración (Ceccon, 2013). Este tipo de estrategias busca favorecer la colonización de plantas y la llegada de organismos de todos los grupos hacia el jal, incluyendo la microfauna edáfica que interviene en los procesos de formación de suelos, pero resaltamos que deben implementarse en sitios libres de contaminantes. Los acolchados formados con materiales orgánicos es otra estrategia para aumentar la fertilidad de los materiales ya que mantienen la humedad del suelo y previenen la perdida de partículas por el desplazamiento provocado por la lluvia o el viento (Barajas, 2007). Adicionalmente, en esta fase, puede aprovecharse el potencial estabilizador de las plantas (Pineda Juárez, 2018). Existen distintas técnicas de rehabilitación de suelos aplicables a los materiales contenidos en los jales que pueden favorecer la colonización de plantas, ya que, finalmente, los jales provienen de la roca madre, parte de la matriz edáfica.
Si no se cuenta con apoyo para los trabajos de restauración, es posible utilizar estrategias para promover la movilización y colonización natural de germoplasma hacia un sitio (Hernández-Galindo, 2016). Para decidir si un sitio tiene las condiciones necesarias para favorecer la intervención mínima de restauración (p. ej., regeneración natural), se puede evaluar el potencial de regeneración natural con variables abióticas (p. ej., suelo, precipitación, temperatura), asociadas al disturbio (p. ej., tamaño, severidad, duración) e incluso sociales (p. ej., índice de desarrollo; Martínez-Garza et al., 2021). Además, paralelo a las plantaciones hay otras estrategias como la formación de grupos de Anderson (Ceccon, 2013), la nucleación (Zahawi et al., 2013), el uso de comunidades sintéticas (Mendoza, 2013), el uso de perchas artificiales (Rubiano Guzmán, 2016), que requieren una menor inversión de tiempo y esfuerzo con buenos resultados, aunque a un mayor plazo, dependiendo de las características ambientales del sitio. El uso de plantas nodrizas favorece el establecimiento de otras plantas nativas (Palenzuela y Barea, 2009), al tiempo que atraen propágulos, insectos, dispersores de semillas y animales insectívoros (Martínez-Garza et al., 2016). En algunos jales puede ocurrir una colonización espontánea de vegetación por lo que conviene monitorearla a lo largo del tiempo y, posiblemente, eliminar a las especies que lo colonicen para evitar el ingreso de los metales pesados a la cadena trófica a través de estas (Santoyo Martínez, 2016; Chen et al., 2019). La restauración ecológica consiste en los trabajos prácticos para recuperar un ecosistema, pero también puede generar conocimiento de la siguiente forma: sistematizando los tratamientos, infiriendo acerca de las causas y efectos del éxito o fracaso de un procedimiento y, considerando las distintas escalas de comunidad, paisaje y ecosistema (Howe y Martínez-Garza, 2014).
Para evitar el desplazamiento de los jales, primero podrían estabilizarse los materiales mediante técnicas de rehabilitación, como construcción de presas o modificación a la estructura del sitio. La aplicación de estas estrategias es de acuerdo con el principio nueve planteado por la Sociedad para la Restauración Ecológica que dice que la restauración ecológica es parte de un Continuo de Actividades Restaurativas (Gann et al., 2019). En este caso, las técnicas de remediación se utilizan para controlar la biodisponibilidad de los tóxicos; posteriormente, se incorporan técnicas de rehabilitación de suelos para incrementar su fertilidad y favorecer la colonización por plantas (Fig. 3; Brown et al., 1986; Naidu et al., 2008; Meuser, 2013). La rehabilitación recupera parte del funcionamiento del ecosistema y algunos servicios ecosistémicos (SER, 2019). Incorporada a la restauración ecológica pueden seleccionarse algunas técnicas de estabilización de suelos, control de la erosión, ordenar los escurrimientos y recuperar la productividad de los suelos (Brown et al., 1986). El uso de organismos o de materiales orgánicos se propone que se emplee solo después de comprobar que el sitio no representa un riesgo de convertirse en una trampa ecológica. En cuanto a la vegetación del jal, se propone seleccionar especies vegetales nativas que crezcan y se desarrollen bajo las características fisicoquímicas y mineralógicas de los jales descontaminados, recordando que se trata de un tecnosuelo, donde la textura y propiedades pueden diferir de los suelos originales del sitio donde son depositados (Baghdad et al., 2006; Valdez-Hernández et al., 2019). Adicionalmente, las especies vegetales nativas utilizadas deben encontrarse dentro de su área de distribución natural u original (histórica) y formen parte de las comunidades bióticas naturales del área de acuerdo con su potencial de dispersión natural (CONABIO, 2010).
El diagnóstico ayuda a detectar el grado de estabilidad del sitio, el nivel de toxicidad que presenta, y el movimiento de los materiales. Esto permite elegir el orden en que las medidas de estabilización, contención o remediación requieren aplicarse (SEMARNAT, 2004, 2011). En este caso se propone que el depósito de jales se maneje como otro componente del ecosistema, buscando que se integre al funcionamiento del paisaje. Esto involucraría manejar la estructura del depósito en equivalencia a una geoforma, considerando su posición en el paisaje, los escurrimientos presentes y canales (si se crearon) para el drenaje que equivaldrían a la hidrología, el tipo de tecnosuelo tratarlo de acuerdo con la forma como se haya rehabilitado y por sus propiedades.
Se sugiere que la rehabilitación para la recuperación de la fertilidad de los suelos se busque después que hayan sido controlados los metales pesados y las sustancias tóxicas y se presenten por debajo de los límites máximos permisibles, para evitar la posibilidad de crear trampas ecológicas. Los organismos del suelo juegan un papel fundamental en la restauración de los ecosistemas afectados por la minería, ya que permiten recuperar la función del suelo o las interacciones bióticas de los organismos (Fragoso y Rojas, 2012; Cross et al., 2020). Una vez que los jales no representan un riesgo para la biota por su toxicidad, recomendamos crear condiciones de fertilidad en ellos, dependiendo de las características edáficas originales y del ecosistema de referencia (p. ej., árido, templado, tropical). El uso de micorrizas, en especial las arbusculares, tiene un efecto importante en el crecimiento de las plantas en sitios en recuperación y también favorecen la retención de las partículas de suelo en ecosistemas desertificados (Álvarez Sánchez, 2009; Palenzuela y Barea, 2009; Carrillo-Saucedo et al., 2022). Si las condiciones originales de la zona presentan suelos fértiles, entonces, mediante técnicas de rehabilitación de suelos pueden modificarse las características superficiales de los materiales e incrementar la fertilidad a través de la introducción de enmiendas (Dafana et al., 2010), o mediante transposición de porciones superficiales de suelos desde sitios remanentes conservados (Ceccon, 2013).
Las estrategias que pueden utilizarse para la recuperación de las comunidades bióticas pueden seguir distintas alternativas. Algunos autores mencionan que existen al menos tres grados de intervención en la restauración (Martínez-Garza et al., 2016; Christmann y Oliveras Menor, 2021): a) intervención mínima, por ejemplo, permitir la regeneración natural o bien excluir el agente que provoca la degradación del sitio; b) nivel intermedio de intervención o regeneración asistida, lo que puede involucrar la siembra directa, la remoción de especies competidoras, intervenciones que involucren el uso de acolchados, o el manejo de especies invasoras y c) máxima intervención o restauración activa como el establecimiento de plantaciones de especies nativas. En los dos últimos niveles puede propiciarse la atracción de fauna, entre la que se encuentran muchas especies dispersoras (Hernández-Galindo, 2016). La adición de composta o materia orgánica, así como el trasplante de suelos, son otras estrategias que pueden implementarse para dirigir la rehabilitación del jal hacia una restauración (Ceccon, 2013). Este tipo de estrategias busca favorecer la colonización de plantas y la llegada de organismos de todos los grupos hacia el jal, incluyendo la microfauna edáfica que interviene en los procesos de formación de suelos, pero resaltamos que deben implementarse en sitios libres de contaminantes. Los acolchados formados con materiales orgánicos es otra estrategia para aumentar la fertilidad de los materiales ya que mantienen la humedad del suelo y previenen la perdida de partículas por el desplazamiento provocado por la lluvia o el viento (Barajas, 2007). Adicionalmente, en esta fase, puede aprovecharse el potencial estabilizador de las plantas (Pineda Juárez, 2018). Existen distintas técnicas de rehabilitación de suelos aplicables a los materiales contenidos en los jales que pueden favorecer la colonización de plantas, ya que, finalmente, los jales provienen de la roca madre, parte de la matriz edáfica.
Si no se cuenta con apoyo para los trabajos de restauración, es posible utilizar estrategias para promover la movilización y colonización natural de germoplasma hacia un sitio (Hernández-Galindo, 2016). Para decidir si un sitio tiene las condiciones necesarias para favorecer la intervención mínima de restauración (p. ej., regeneración natural), se puede evaluar el potencial de regeneración natural con variables abióticas (p. ej., suelo, precipitación, temperatura), asociadas al disturbio (p. ej., tamaño, severidad, duración) e incluso sociales (p. ej., índice de desarrollo; Martínez-Garza et al., 2021). Además, paralelo a las plantaciones hay otras estrategias como la formación de grupos de Anderson (Ceccon, 2013), la nucleación (Zahawi et al., 2013), el uso de comunidades sintéticas (Mendoza, 2013), el uso de perchas artificiales (Rubiano Guzmán, 2016), que requieren una menor inversión de tiempo y esfuerzo con buenos resultados, aunque a un mayor plazo, dependiendo de las características ambientales del sitio. El uso de plantas nodrizas favorece el establecimiento de otras plantas nativas (Palenzuela y Barea, 2009), al tiempo que atraen propágulos, insectos, dispersores de semillas y animales insectívoros (Martínez-Garza et al., 2016). En algunos jales puede ocurrir una colonización espontánea de vegetación por lo que conviene monitorearla a lo largo del tiempo y, posiblemente, eliminar a las especies que lo colonicen para evitar el ingreso de los metales pesados a la cadena trófica a través de estas (Santoyo Martínez, 2016; Chen et al., 2019). La restauración ecológica consiste en los trabajos prácticos para recuperar un ecosistema, pero también puede generar conocimiento de la siguiente forma: sistematizando los tratamientos, infiriendo acerca de las causas y efectos del éxito o fracaso de un procedimiento y, considerando las distintas escalas de comunidad, paisaje y ecosistema (Howe y Martínez-Garza, 2014).
(7) Monitoreo
Los trabajos de restauración deben monitorearse considerando algunos criterios: a) el monitoreo debe ser transparente, y una evaluación y un manejo adaptativo son componentes integrales que pueden utilizarse de forma complementaria entre sí, durante el proceso de restauración; b) esta evaluación debe apoyar metas flexibles, que, más que ser objetivos estáticos de la restauración del ecosistema, podrían modificarse de acuerdo con las condiciones que se van generando; c) un monitoreo efectivo y una adecuada evaluación requieren de una línea base para determinar el progreso de las acciones y tratamientos; d) los criterios de seguimiento dependen del contexto, particularmente cuando se considera todo el espectro de ecosistemas (Science Task Force for the UN Decade on Ecosystem Restoration, 2021). Cualquier estrategia utilizada en el continuo restaurativo requiere de un monitoreo constante, ya que podría requerir de un manejo de modo iterativo. En el caso de la restauración, el seguimiento del área intervenida es necesario hasta lograr la autosuficiencia del ecosistema (Márquez Huitzil, 1999; Gann et al., 2019). El monitoreo es indispensable para prevenir cambios en la toxicidad potencial del suelo (Oreja et al., 2020). La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (Science Task Force for the UN Decade on Ecosystem Restoration, 2021) resalta algunos criterios importantes para tomar en cuenta durante el monitoreo de los proyectos de restauración. La falta de monitoreo y la investigación posterior a la restauración han significado pocas oportunidades para mejorar la teoría y la práctica de la restauración ecológica en la minería (Cooke y Johnson, 2002). El monitoreo de las zonas rehabilitadas tiene varias ventajas (Turrión et al., 2021): i) permite evaluar la efectividad de las técnicas implementadas; ii) facilita detectar estados críticos que pueden comprometer el éxito en la restauración y, establecer medidas correctivas de ser necesario; iii) cuantifica objetivamente la recuperación de los servicios ecosistémicos al área restaurada. Cualquier método utilizado requiere de un seguimiento y un mantenimiento adecuado a largo plazo para garantizar su rendimiento (Xiong, et al., 2018). El monitoreo de la restauración debe contrastarse con metas y objetivos claros, mediante el uso de indicadores medibles (Gann et al., 2019). En otros sitios afectados por la minería, se ha observado que es necesario establecer un sistema efectivo de monitoreo que permita conocer el estado y las tendencias de los indicadores seleccionados y ayude a identificar la necesidad de realizar acciones y modificaciones en los trabajos de restauración (Turrión et al., 2021).
Dentro de las metas para la restauración de los jales proponemos un seguimiento de la presencia de EPT (Elementos Potencialmente Tóxicos), de la estabilidad y del desplazamiento de los materiales. En el caso de los EPT, proponemos que se midan tanto en los materiales como en las plantas que se establezcan en el sitio (Hernández-Acosta et al., 2009), aún después de remediar los jales, ya que las plantas, a través de su sistema radicular, podrían acceder a contaminantes de las partes profundas del jal y son un eslabón con otros organismos en la cadena trófica (Rebollo-Salinas, 2019). El transporte de los EPT desde los jales hacia su vecindad es otro aspecto de importancia que se tiene que monitorear, sobre todo en jales que se encuentren en climas que favorecen su dispersión por viento o por agua (Corrales-Pérez y Romero, 2013; Esteller et al., 2015; Kiere et al., 2021). Eventualmente los EPT ocasionan daños a los ecosistemas desde el momento en que los jales son depositados (Dávila Luna et al., 2018). Del mismo modo, es importante dar seguimiento a la estabilidad de los materiales. Un análisis de los accidentes en minas a cielo abierto ha revelado que las fallas en taludes y tiraderos presentan una tendencia a la alza (Chaulya y Prasad, 2016). Para el monitoreo de la estabilidad pueden aplicarse metodologías que predicen la vulnerabilidad a los movimientos de ladera en función del tipo de materiales, la pendiente y la precipitación, entre otros factores (Alcántara Ayala, 2000; Garduño Sanabria, 2013; Chaulya y Prasad, 2016). Del mismo modo es importante dar seguimiento al monitoreo de la estabilidad de los materiales y ante procesos graduales de erosión (RUSLE, por sus siglas en inglés). En este caso particular se puede emplear el indicador de la Ecuación Universal Revisada de Pérdida de Suelo para que calcule la pérdida de suelo de manera directa (FAO, 2019), o también puede calcularse mediante el uso de los Sistemas de Información Geográfica (Kim et al., 2012; Suh et al., 2017). Por estos motivos, es necesario desarrollar estrategias para identificar aquellos sitios que representen un peligro por la dispersión de los contaminantes desde los jales hacia el ambiente y desarrollar estrategias para evaluar su riesgo (Ramos-Arroyo y Siebe-Grabach, 2006), así como por la inestabilidad de los propios depósitos de jales.
En cuanto a los objetivos de la restauración del ecosistema, los indicadores seleccionados deben considerar a los distintos grupos de organismos en la recuperación del ecosistema (Fragoso y Rojas, 2012). Realizar un seguimiento a la sucesión ecológica y la recuperación de la biodiversidad resulta indispensable, pues es la meta final de la restauración ecológica, ya que los jales, al encontrarse en una matriz de interacciones ambientales e interactuar con distintas especies en el paisaje, pueden seguir distintas rutas durante la sucesión (Hustrulid et al., 2013; Parraga-Aguado et al., 2013). Por otro lado, en la restauración, el objetivo es recuperar un ecosistema semejante al original (Bradshaw, 1983; Jordan III et al., 1987; Gann et al., 2019). Para dirigir el proceso de sucesión en los jales se recomienda el monitoreo del ecosistema de referencia o modelo y que, de ser necesario, el proceso de restauración sea un proceso iterativo de corrección continua. Después de la remediación y la rehabilitación es conveniente monitorear la vegetación en los jales, independientemente de su origen (i.e., plantada o reclutada naturalmente). Para ello es importante identificar el origen de la especie (nativa o exótica), su sobrevivencia, síndrome de dispersión, tipo de frutos (Bejarano-Castillo y Guevara, 2008) y propagación en el área, lo que permitirá hacer predicciones sobre la recuperación natural y eliminar a la vegetación potencialmente invasora o a la exótica del sitio (Márquez Huitzil, 1999; Castillo-Campos y Juárez, 2012). En este caso, el uso de cuadros permanentes de muestreo para vegetación puede ser de gran utilidad (Márquez Huitzil, 1999; Gallaga y Juárez, 2012). El monitoreo de la vegetación también debe hacerse en el ecosistema de referencia y en un área degradada no intervenida, para observar la recuperación en la estructura y composición florística en los jales (Márquez Huitzil, 1999; Castillo-Campos y Juárez, 2012; Gann et al., 2019). Para evaluar el progreso en la recuperación de la estructura de la comunidad, se puede utilizar el Índice de Similitud de Jaccard que ya ha sido utilizado para dar seguimiento a la revegetación de minas de roca caliza y a otros estudios de restauración (Márquez Huitzil, 1999; Smith-Ramírez et al., 2011; Castillo-Campos y Juárez, 2012; López-Barrera et al., 2016). Los muestreos periódicos de especies son un factor de gran importancia para determinar la presencia de especies nativas y eliminar a las invasoras, por lo que se debe identificar, contar y medir sistemáticamente a la vegetación presente comparando con la referencia ecológica, evitando también que la sucesión tome un camino distinto a esta (Márquez Huitzil, 1999; Gallaga y Juárez, 2012; Turrión et al., 2021; Science Task Force for the UN Decade on Ecosystem Restoration, 2021). Además, se debe registrar la sobrevivencia, el diámetro y la altura durante al menos los primeros dos años, ya que estas mediciones pueden predecir el desempeño a mediano plazo (Martínez-Garza et al., 2016). Los monitoreos deben registrar la estructura, el comportamiento y el papel ecológico de las distintas especies que colonicen el sitio, así como el retorno de comunidades faunísticas funcionales, resilientes y biodiversas relacionadas con los paisajes restaurados después de la minería y su seguimiento debe ampliarse hacia un examen holístico (Cross et al., 2021).
Discusión
La problemática ambiental y los impactos a los ecosistemas por las actividades humanas resultan ser factores mucho más complejos y variados que las soluciones planteadas y ampliamente difundidas (Bourgeron et al., 2018). En la literatura referente a problemas ambientales se encuentran gran cantidad de propuestas para resolverlos, pero la gran mayoría lo reducen a una sola solución, sin considerar al ecosistema como un sistema complejo en el que se aplicarán dichas soluciones, como en el caso de la contaminación o de las especies invasoras; esto provoca que no haya una evaluación de los efectos colaterales que la propia solución podría tener sobre otros componentes de los ecosistemas (Louda et al., 2003; Louda y Stiling, 2004; Zaller y Brühl, 2019). Las soluciones planteadas muchas veces no resuelven completamente el problema porque no se abarca la problemática de forma integral (Simberloff y Stiling, 1996; Stromberg et al., 2009; Goussen et al., 2016; Gann et al., 2019). Tomando como base el modelo de Bradshaw (1983) y los principios de Gann et al. (2019), la aplicación aislada de una estrategia de remediación o de rehabilitación sin buscar la estructura y funcionalidad originales del ecosistema, puede impedir lograr su restauración y llevar al sistema en sentido opuesto.
Goussen et al. (2016) resaltan que la mayoría de los estudios y proyectos relacionados con el ambiente se limitan a reducir los problemas a unas cuantas causas de esta compleja problemática y sus efectos sobre el ecosistema. En el caso de los jales mineros, la mayor parte atiende solo a la contaminación producida por estos (Pérez et al., 2021), y la solución, por lo regular, se enfoca al uso de la biorremediación por ser la estrategia de menor costo y que requiere menor esfuerzo en su implementación (Lasat, 1999; Mench et al., 2010; Parraga-Aguado et al., 2013; Tőzsér et al., 2017; Chen et al., 2019). Resulta preocupante que algunos investigadores sugieran que “Latinoamérica al ser tan diversa tiene un gran potencial para utilizar las especies como bioacumuladoras” (Guerra Sierra et al., 2021). No obstante, como se mencionó anteriormente, no se estudian las interacciones del propio tratamiento sobre otros componentes del ecosistema (van Riper III et al., 2008). En esta revisión se resalta que tanto el depósito de jales mineros como la creación de minas a cielo abierto provocan una problemática compleja por la interacción de esos materiales con todos los fenómenos naturales y las variadas interacciones dentro de los ecosistemas. Como se expuso, las soluciones sencillas a problemas complejos no son la mejor opción para recuperar o crear condiciones semejantes a los ecosistemas que se formaron en miles de años y pueden generarse nuevos problemas. La metodología propuesta en esta revisión es integrar distintas técnicas y procedimientos de diversos autores. Se enfatiza, por una parte, la importancia del orden y la selección de las estrategias para planificar el trabajo de restauración de los jales. Tanto al seleccionar las técnicas de remediación y rehabilitación como al momento de aplicarlas no debe existir un riesgo de biodisponibilidad para los organismos nativos, ni deben crearse trampas ecológicas con otros niveles de impacto ecológico, exponiendo los motivos en el documento. Por otra parte, un enfoque de restauración ecológica tendría como meta que los sitios ocupados por el depósito de jales se integren al ecosistema ofreciendo hábitats de calidad para la flora y la fauna y que, además, aporten servicios ecosistémicos para todas las especies, incluido el ser humano.
Implicaciones
La mitigación con una orientación a la restauración ecológica de los impactos provocados por los jales mineros, permitiría integrarlos en el paisaje como parte del ecosistema una vez controlados los elementos tóxicos. Existen numerosos trabajos enfocados solo al uso de especies vegetales tolerantes a concentraciones altas de contaminantes o de enmiendas en minas y jales con especies que pueden extraer o acumular metales pesados, pero que no consideran el impacto sobre otros organismos (Hossner y Hons, 1992; González-Chávez, 2005; Dafana et al., 2010; Lottermoser, 2010; Ortega-Larrocea et al., 2010; Kabas et al., 2011; Nyakudya et al., 2011; Parraga-Aguado et al., 2013; Al-Lami et al., 2019; Oreja et al., 2020; Santoyo-Martínez et al., 2020). En ambos casos, pocas veces se considera el efecto de las plantas sobre la biota nativa de la zona o sobre las especies domesticadas por el hombre que pudieran visitar los jales (Ali et al., 2013; Sánchez-López et al., 2015; Rebollo-Salinas, 2019; Oreja et al., 2020). Por otra parte, distintos estudios han resaltado la importancia de no establecer relaciones uno a uno en la resolución de los problemas ambientales, sino considerar los distintos factores medioambientales involucrados al interactuar con los ecosistemas (Graf et al., 2002; Louda y Stiling, 2004; Stromberg et al., 2009). La falta de estudios que den una continuidad a los tratamientos de mitigación, y/o evalúen sus efectos colaterales, deja abierta la posibilidad de que las especies utilizadas solo para remediar o solo para rehabilitar, sin un control posterior, favorezcan la creación de trampas ecológicas, afectando a otras especies.
Conclusiones
La resolución de los problemas generados por los jales debe tener un enfoque multifactorial y multivariado, en donde se involucren todas las interacciones posibles entre los factores. Como esto es poco factible en la realidad, entonces hay que seleccionar los tratamientos que conlleven el menor riesgo posible. La presente propuesta ofrece alternativas para sitios afectados por la minería y actividades involucradas en la misma, pero no significa que sea la solución para los casos presentados en las distintas condiciones donde existen jales mineros, o para cualquier tipo de impactos mineros o un pretexto para justificar una “minería sustentable”, porque, en la actualidad, ya no la hay. Esta propuesta incorpora parte de las alternativas que pueden seguirse en la búsqueda de mitigar los impactos provocadas por una minería mal regulada jurídica y técnicamente deficiente en el aspecto ambiental, pues un ecosistema restaurado nunca será igual al ecosistema original. Existen pocos estudios, pero no por eso despreciables, de cómo una solución para un problema ambiental puede conllevar efectos ecosistémicos colaterales si no se incorpora un mayor número de variables al estudio. Con base en los impactos anteriormente descritos, los aspectos que cubre cada estrategia de mitigación y un trabajo de análisis y síntesis sobre los impactos colaterales que puede tener la selección de una estrategia inadecuada, como ha ocurrido en otros campos de la investigación que utilizan organismos vivos para resolver problemas ambientales generados por las actividades humanas (Louda et al., 2003; Louda y Stiling, 2004; Stromberg et al., 2009), se propone que las estrategias de mitigación se enfoquen a 1) la remediación de los metales pesados o elementos potencialmente tóxicos en los jales, 2) la estabilización de los depósitos en los jales, 3) la rehabilitación de los materiales (jales) que sean tratados como suelos, y 4) la colonización y sucesión por plantas nativas. Restaurar un ecosistema no garantiza que los procesos dentro del mismo se mantendrán en el largo plazo sin retroceso y, mucho menos, si se toman en cuenta los grandes cambios que sufre el planeta por los impactos de las actividades humanas a distintas escalas (i.e., cambio climático, la urbanización acelerada, la minería, entre otros; Özyavuz, 2012; Dawoudian, 2021; Wang et al., 2021). Por lo que recomendamos evitar el uso de organismos o materiales orgánicos hasta remediar los contaminantes, evitando crear trampas ecológicas. Proponemos una metodología para lograr estos objetivos. Así como realizar el monitoreo de los metales pesados y del restablecimiento de la comunidad vegetal en los jales a lo largo de toda la mitigación. El potencial de restauración ecológica nunca debe invocarse como una justificación para destruir o dañar a los ecosistemas nativos existentes o para el uso insostenible de los recursos naturales (SER, 2019).
