Suelo construido

Los suelos construidos (también llamados suelos fabricados) son mezclas de material orgánico y mineral derivadas de diversas fuentes, incluyendo residuos orgánicos reutilizados , diseñadas para imitar los suelos naturales y proporcionar un medio de cultivo para las plantas. ^{[ 1 ]} Los suelos construidos se utilizan comúnmente en la recuperación de terrenos degradados donde la capa superficial natural del suelo no está presente o está contaminada. Ejemplos de estos sitios incluyen minas, vertederos y otras áreas industriales o urbanas. ^{[ 2 ]} Los suelos construidos se clasifican como tecnosoles y a menudo forman la capa superior, o capas, en un tecnosol sobre una geomembrana u otro material de recubrimiento de barrera de residuos. ^{[ 3 ]}

El uso de suelos artificiales en la restauración de terrenos es preferible a la importación de tierra vegetal de otros lugares. La extracción de tierra vegetal implica la degradación de un segundo terreno, y los gastos de recolección y transporte suelen ser más elevados que el uso de materiales locales para crear un nuevo suelo. El suelo que se extrajo y almacenó (por ejemplo, durante la operación de una mina) puede formar parte de un suelo artificial una vez que se esté recuperando un terreno. ^{[ 4 ]}

El objetivo al diseñar un suelo artificial es replicar las funciones físicas, químicas y biológicas de los suelos naturales. Las propiedades del suelo objetivo dependen de la ubicación del sitio y del uso final del terreno. Los suelos artificiales están diseñados para requerir el menor mantenimiento posible, ^{[ 2 ]} lo que significa que serán un sistema estable y funcional a lo largo del tiempo que no necesitará insumos adicionales una vez que se establezca el ciclo biogeoquímico .

Cuando corresponda, los suelos construidos deben cumplir con los requisitos reglamentarios que dictan los umbrales aceptables de ciertas características del suelo. Los patógenos , los oligoelementos dañinos, la salinidad y el pH deben estar en valores que no sean perjudiciales para la salud humana ni para el medio ambiente. ^{[ 5 ]} También pueden requerirse valores específicos para el equilibrio de nutrientes del suelo, incluyendo la proporción de materia orgánica , la relación carbono-nitrógeno y el nitrógeno total, para garantizar el funcionamiento prolongado del suelo. ^{[ 6 ]}

Los suelos desarrollan naturalmente horizontes diferenciados , donde las propiedades del suelo cambian con la profundidad en un perfil de suelo. Los suelos construidos que tienen menos de aproximadamente 45  cm de espesor tenderán a ser mezclas homogéneas de suelo superficial. ^{[ 2 ]} Para aplicaciones más gruesas de suelos construidos, se pueden emular perfiles de suelo naturales y hay ventajas al hacerlo. La razón más básica es que el suelo superficial construido es costoso de producir. Se pueden usar materiales de menor calidad y menos costosos para las capas de subsuelo y sustrato. Las capas adicionales también pueden mejorar el funcionamiento del suelo. Los horizontes más gruesos debajo del suelo superficial aumentan el volumen de suelo disponible para las raíces de las plantas y pueden ser una fuente adicional de nutrientes. Las subcapas también son importantes para la regulación del agua en el suelo y se pueden usar para mejorar o controlar el drenaje, lo cual es crítico en sitios de recuperación donde la lixiviación de materiales tóxicos debajo del suelo construido es una preocupación.

Al construir un perfil de suelo completo, se deben considerar las interfaces entre las capas, así como la composición de cada una. Las diferencias abruptas en las propiedades del suelo en los límites de los horizontes (es decir, textura y densidad aparente) afectan el funcionamiento hidráulico del suelo , determinando la extensión del flujo lateral versus vertical y la presencia de agua suspendida en el suelo. ^{[ 7 ]} Las capas compactas con poco espacio poroso también pueden impedir el crecimiento de las raíces. En algunas situaciones, las capas ricas en arcilla que actúan como acuitardos y desvían las raíces se utilizan intencionalmente como barreras en la base de los perfiles de suelo construidos. ^{[ 8 ]} En áreas inclinadas, se debe considerar la fricción entre las capas para minimizar la erosión del suelo y reducir la probabilidad de falla de talud. Los suelos con alta capacidad de retención de agua también corren el riesgo de deslizamiento (erosión por movimientos de masa ) si se colocan en pendientes en climas húmedos.

Los suelos artificiales generalmente constan de tres componentes: una fracción mineral, una fracción orgánica y una fuente de carbono. ^{[ 2 ] [ 9 ]} Cada uno aporta características diferentes al suelo. La selección de los materiales individuales que componen cada componente depende de los objetivos y parámetros específicos del proyecto de suelo artificial. Las proporciones de estos componentes se determinan según los resultados esperados, así como por consideraciones como el costo y la disponibilidad de los materiales, y cómo se comportan los componentes al mezclarse. No todas las opciones se combinarán bien para formar una mezcla de suelo uniforme.

El suelo, por definición, incluye organismos vivos . ^{[ 13 ]} Sin embargo, los suelos construidos no suelen incluir este factor en el desarrollo de las mezclas de suelo. Se espera que los procesos bióticos se inicien a medida que un sitio se revegeta y comienza la formación del suelo ( pedogénesis ). ^{[ 2 ]} Los procesos bióticos son fundamentales para la agregación de partículas de suelo y el desarrollo de una estructura de suelo estable, ^{[ 7 ]} algo que los suelos construidos suelen carecer. La selección de plantas para la revegetación impactará la progresión del bioma del suelo . También ha habido avances recientes en la inoculación del suelo con organismos específicos a través de métodos como la transferencia directa de vegetación. ^{[ 14 ]} Una mejor comprensión de la calidad del suelo en los depósitos a lo largo del tiempo también tiene el potencial de aumentar la retención de microorganismos del suelo. ^{[ 15 ]}