La minería ha sido una de las acti-vidades económicas más impor-tantes del país, desde los tiemposprehispánicos y la Colonia. En lossiglos XVIII y XIX, por las altas leyesde los minerales presentes (sobreel 4% para el cobre), se comenzócon operaciones de pequeña es-cala y tecnología simple. Con elcorrer del siglo XX se fue transfor-mando en operaciones de gran es-cala y alta tecnología, debido a lapaulatina y constante disminuciónde las leyes (inferiores a 1% parael cobre en la actualidad).Producto de la explotación inten-siva de minerales, en los últimos150 años se han generado grandescantidades de desechos mineros.Particularmente son relevanteslos depósitos de relaves. Por ejem-plo, hasta 1990 se habían deposi-tado aproximadamente 22.060.646m3 en 398 depósitos de la Regiónde Coquimbo (SERNAGEOMIN,1990), lo que representa el 52%del total de depósitos presentesentre las regiones de Antofagastay del Maule.Los depósitos de relaves post ope-rativos o abandonados presentanriesgos de contaminación de sue-los y aguas con metales y metaloi-des por arrastre del material hacialas zonas aledañas por dispersióna través del viento y del agua, conlos consecuentes problemas parala salud humana, los ecosistemasnaturales y el sector agropecuario.Aunque hay poca información so-bre los impactos ambientales, al-gunos casos específicos están biendocumentados, por ejemplo, el de-rrame de relaves al estero Aucó

RECURSOS GENÉTICOS PARA FITOESTABILIZACIÓN:

PLANTAS QUE REDUCEN LACONTAMINACIÓN PORDESECHOS MINEROS

Rosanna Ginocchio C.Ecóloga, Dra.

rginocc@cimm.clCIMM

Pedro León-LobosBiólogo, Ph.D.INIA Intihuasi

en la quebrada Alcaparrosa (Re-gión de Coquimbo), producida porla falla de varios depósitos a causade lluvias intensas y el fuerte sismode 1997 en la comuna de Punitaqui.Uno de los principales factores quehan potenciado los efectos am-bientales negativos antes descritoses la ausencia de una legislaciónque regule la etapa post operativa

de las faenas mineras. Sin embar-go, a corto plazo, las normas quese aplicarán en el ámbito del cierrey abandono de faenas mineras enChile, enfatizan que los depósitosde relaves deberán ser estabiliza-dos física y químicamente antesde ser abandonados, a través deluso de tecnologías ambientalmentesustentables.

Fitoestabilización derelaves mineros

Se han desarrollado diferentes tec-nologías o estrategias de remedia-ción para enfrentar los problemasque conlleva el incremento de lossuelos con metales. Sin embargo,la remediación de sustratos enri-quecidos con metales es muy difícil

Trapiche y relave minero abandonado en el sector de Punitaqui, provincia de Limarí.

porque estos elementos no puedenser degradados químicamente. Lostratamientos tradicionales, desdeel punto de vista económico, soninviables en países en vías de de-sarrollo y dejan al sustrato en unacondición alterada en sus propie-dades físicas, químicas y biológi-cas, lo que restringe las posibilida-des de uso posterior. Por ello en la

última década se ha buscado méto-dos más baratos, ambientalmentemás adecuados y que permitanmayores posibilidades de uso pos-terior.Entre los métodos emergentes conmejor eficiencia y relación costo-beneficio está la fitoestabilización.En términos generales, este méto-do se define como el uso de espe-cies vegetales para estabilizar con-taminantes inorgánicos (metalespesados y metaloides) u orgánicospresentes en un sustrato sólido, ydejarlos en formas inocuas. En elcaso de los desechos mineros sóli-dos ricos en metales, como los re-

laves, consiste en el uso de plantasmetalófitas y de materiales queinmovilizan o reducen los metalespresentes en los desechos indus-triales (estabilización química); losmetales son quelados, precipita-dos, absorbidos y adsorbidos porlas raíces de las plantas, donde seacumulan en forma inocua, lo queevita el lavado de elementos tóxi-cos a napas freáticas (aguas sub-terráneas). Una cubierta vegetalmetalófita también mejora la esta-bilidad física, y previene la disper-sión por el viento y el agua del ma-terial hacia zonas aledañas.Actualmente, la fitoestabilización

de sustratos enriquecidos con me-tales, como los depósitos de rela-ves y los suelos cercanos a fundi-ciones, es una tecnología probada,sustentada por muchos estudiosexitosos en Europa, Estados Unidosy Canadá.Aunque la fitoestabilización es unatecnología emergente, evaluacio-nes realizadas en Estados Unidosen 1999 indicaron un mercado de4,5 a 6 millones de dólares, el queha seguido un rápido aumento de-bido a la mayor aceptación y almayor número de empresas con-sultoras que ofrecen servicios deeste tipo. Europa representa el se-gundo mercado más grande paradicha tecnología, aunque es diezveces más pequeño que el norte-americano. En Chile aún no se uti-liza, pero la importancia que la in-dustria minera ha tenido y losnumerosos problemas ambientalesque provoca, hacen pensar que elmercado potencial es muy grande.La selección adecuada de las es-pecies es tal vez el factor más crí-tico para asegurar el buen éxito dela fitoestabilización. El primer requi-sito es que puedan tolerar las altasconcentraciones de metales delsustrato (metalófitas) y acumulenlos metales en las raíces o tejidossubterráneos (metalófitas exclu-yentes). El segundo requisito esque las especies estén adaptadasal clima local y sean inocuas parael medio ambiente. En los progra-mas de fitoestabilización realizadosen Europa y Estados Unidos se hapreferido, como regla general, es-pecies vegetales nativas / endémi-cas por sobre las especies exóticaso introducidas, puesto que se correel riesgo de que se transformen enespecies invasoras que alteren ladinámica de las comunidades sil-vestres del lugar.Aunque la experiencia de otrospaíses ha mostrado que esta tec-nología es adecuada, en Chile aún

Dispersión de polvo de relave por acción del viento.

Especie nativa creciente en un afloramiento superficial de cobre en el valle de Elqui.

no se ha implementado, ya que esnecesario validarla y adaptarla alas condiciones locales. Desde elaño 1995 se ha impulsado investi-gaciones relacionadas con la iden-tificación de especies metalófitasen el país (Ginocchio 1997, 2000,2003, 2004; Ginocchio y colabora-dores 2001, 2002) y posteriormente,desde el año 2005 el Centro de In-vestigación Minera y Metalúrgicay el INIA han desarrollado un pro-yecto Innova Chile de CORFO paraidentificar especies vegetales na-tivas/endémicas tolerantes a me-tales y para validar la tecnologíade fitoestabilización a la realidaddel país (más información enwww.fitoestabilización.cl)

Recursos nativos yendémicos

El concepto de usar plantas paraestabilizar suelos contaminadoscon metales y desechos minerosmasivos fue introducido hace 300años en Europa. Sin embargo, pasómucho tiempo para su reintroduc-ción y desarrollo en ese continentey Estados Unidos, debido a que laidentificación y evaluación de es-pecies metalófitas es un procesolento. Hoy la nueva tecnología haincentivado estudios tendientes aidentificar plantas metalófitas entodo el mundo, incluido Chile, deforma de contar con las especies

nativas/endémicas adecuadas pa-ra una rehabilitación exitosa en ellargo plazo.La mayoría de las plantas metalófi-tas descubiertas hasta ahora estánrestringidas a pocas regiones geo-gráficas. Por ejemplo, metalófitasde níquel (Ni) en suelos ultramáfi-cos (serpentinos) de Nueva Cale-donia, Filipinas, Brasil y Cuba; me-talófitas de Ni-zinc (Zn) en el centroy sur de Europa y Asia Menor. Conel avance de las investigacionesse ha podido identificar aproxima-damente 400 especies metalófitasde distintos metales y metaloides–Ni, Zn, cobalto, plomo, cadmio,cobre–, las que son capaces detolerar y acumular niveles bastantealtos de estos elementos en sustejidos (cuadro 1).El conocimiento sobre plantas me-talófitas chilenas es prácticamenteinexistente, a pesar de que la pri-mera sistematización formal de laflora, realizada por el Abate JuanIgnacio Molina en 1788 en su Com-pendio de la Historia Geográfica,Natural y Civil del Reyno de Chile,narra así: "Tratando los mineralo-gistas de los indicios externos quecaracterizan las minas, dicen: quelos terrenos minerales ó son este-riles enteramente, ó si producenvegetables, son pocos, y estos des-coloridos y lánguidos, á causa delos nocivos vapores que alli reynancontinuamente; pero no es tan

exacta su observacion que sedexen de encontrar, como notamuy bien Mr. Macquer, tierras fer-tilisimas y plantas en bellisimo es-tado encima de las minasmetalicas, sin exceptuar las maspróximas á la superficie. Con efec-to, á pesar de estar el terreno deChile tan lleno de minerales comoacabamos de ver, presenta por to-

das partes la mas vigorosa y abun-dante vegetacion, luciendo en losvalles, en los llanos y en casi todaslas alturas en bellisimos árbolesque los visten continuamente, yque por lo comun no pierden jamasel verde de sus hojas brillantes…".A pesar de esta descripción visio-naria sobre el potencial de me-talófitas de nuestras especies ve-

Cuadro 1. Ejemplos de especies metalófitas y su potencial de acu-mulación

Concentraciónfoliar máxima

Elemento Especie (mg/kg)Zinc Thlaspi caerulescens 39.600

Cobre Ipomea alpina 12.300Níquel Phyllantus serpentinus 38.100Cobalto Haumaniastrum robertii 10.200Selenio Astragalus racemosus 14.900

Manganeso Alyxia rubricaulis 11.500

Flores de Mimulus luteus var. variegatus, especie metalófita endémicaa la precordillera de Chile central.

getales, el tema no fue retomadoen el país hasta la década de losnoventa, unos 200 años después.Una recopilación publicada recien-temente (Ginocchio, 2003) sobre lapresencia de plantas metalófitasen nuestro país indica que sólo seisespecies nativas habían sido des-critas como capaces de desarrollarpoblaciones o ecotipos tolerantesa concentraciones elevadas decobre en el suelo (cuadro 2). Laspocas especies metalófitas descri-tas en Chile han sido identificadasa través de los mismos métodosbiogeoquímicos utilizados en otras

partes del mundo, en los cuales seinfiere el estatus de la planta eva-luando el contenido foliar de meta-les en plantas de suelos metaliza-dos. Sin embargo, si los estudiosno se hacen en forma adecuada,las conclusiones pueden ser erra-das. Lo ideal es efectuar, posterior-mente, ensayos de laboratorio paraevaluar la tolerancia y acumulaciónde metales a través de métodosestandarizados. Por ejemplo, en elcaso de la metalófita Mimulus lu-teus variedad variegatus (cuadro2), los estudios complementariosde laboratorio indicaron que los

individuos de esa población toleranconcentraciones elevadas de co-bre en el ambiente, mientras quelos individuos de poblaciones pre-sentes en zonas no enriquecidascon cobre (Reserva Río Cipreses)son sensibles a este elemento. Nose ha realizado evaluaciones deeste tipo para todas las otras espe-cies metalófitas identificadas bio-geoquímicamente.Es probable que este tipo de me-talófitas se haya desarrollado na-turalmente en nuestro país debidoa la presencia de numerosos yaci-mientos de minerales a lo largo dela zona norte y central de Chile y ala alta exclusividad y aislamientode nuestra flora. Específicamente,la región centro norte (26° a 32°latitud Sur) representa una provin-cia metalogénica rica en yacimien-tos de hierro, oro, plata, cobre ymanganeso, la que ha coexistidocon la flora mediterránea alto an-dina actual desde el Mioceno su-perior y Plioceno. Por ello es espe-rable la evolución de especies yecotipos tolerantes a metales de-bido, particularmente, a que la zo-na, con clima mediterráneo, cons-tituye uno de los centros mundialesde alta biodiversidad florística, so-bre la base de su exclusividad bio-lógica. Alrededor del 50% de laflora vascular de Chile es endémi-ca. No obstante, esta diversidadha sido poco estudiada en términosde la tolerancia a los metales.En el marco del proyecto InnovaChile de CORFO denominado "Uso

de recursos fitogenéticos para laestabilización de tranques de rela-ves en la Región de Coquimbo",liderado por el CIMM e INIA Inti-huasi, se está prospectando espe-cies metalófitas nativas/endémicasen la Cuarta Región, de forma deidentificar recursos fitogenéticosadecuados para la implementaciónde la tecnología de fitoestabiliza-ción. Hasta el momento, se hanidentificado 112 especies con po-tencial de metalófitas en la Regiónde Coquimbo. De las 54 ya evalua-das en ensayos de tolerancia es-tándar, un 63% es metalófita paracobre. El promisorio resultadomuestra que existe un potencialinteresante de especies metalófitasen nuestra flora. Sin embargo, hayque disponer de mayores recursoseconómicos para poder identificar-las y caracterizarlas en forma ade-cuada. Solo así podremos protegereste valioso recurso genético, es-casamente conocido y valorado aldía de hoy, para rehabilitar los sue-los contaminados con metales ylos desechos mineros masivos pre-sentes en el país.

Cuadro 2. Especies nativas de Chile que poseen poblaciones tolerantes a cobre

Especie Ubicación geográfica Región ReferenciaDactylium sp Tranque de relaves Atacama Ortiz et al. 2002Cenchrus echinatus Tranque de relaves O'Higgins Bech et al. 2002Erygeron berterianum Tranque de relaves O'Higgins Bech et al. 2002Mimulus luteus var variegatus Sewell O'Higgins Ginocchio et al. 2002Mullinum spinosum Tranque de relaves Atacama Bech et al. 2002Nolana divaricata Paposo Atacama Ruelle 1995

GLOSARIOMetalófitas: especies vegetalestolerantes a metales pesados yque tienen la capacidad de cre-cer en suelos con alta concen-tración de metales.Metalófitas excluyentes: plan-tas metalófitas que acumulanmetales principalmente en lasraíces.Prospecciones biogeoquími-cas: muestreo, en un área deinterés, del sustrato (suelo, rela-ves, etc.) y de los tejidos aéreosde la vegetación presente, deforma de determinar si existenanomalías de minerales en elsitio muestreado y especies conpotencial de metalófitas.

Planta nativa creciendo en forma natural sobre un relaveminero en la Región de Coquimbo.