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¿Qué es la erosión del suelo? ¿Cómo se puede estudiar y mitigar con técnicas nucleares?

Ciencia nuclear en detalle
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Erosión del suelo: definición

La erosión del suelo afecta a la agricultura y la producción de alimentos y es la principal causa de la degradación de la tierra. (Imagen: A. Vargas/OIEA)

La erosión es un proceso en que se va perdiendo la capa superficial del suelo, que proporciona a las plantas la mayoría de los nutrientes y el agua que necesitan. Cuando esta capa fértil se desplaza, la productividad de la tierra disminuye y los agricultores pierden un recurso vital para el cultivo de alimentos. A diferencia del viento o la luz del sol, el suelo es un recurso finito y no renovable que se está degradando rápidamente.  

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), en la región de América Latina y el Caribe se han publicado cálculos muy diferentes sobre el total de las tierras erosionadas. Las cifras conservadoras lo sitúan en un 15 % en América del Sur y un 26 % en América Central. A nivel mundial, se calcula que 1500 millones de personas, muchas de ellas en países en desarrollo, se ven afectadas por diferentes tipos de degradación de la tierra.

Por otro lado, el suelo tiene un aliado inopinado: la ciencia nuclear. Gracias a ella, los expertos pueden analizar las causas y los mecanismos de la erosión, localizar los focos de ese fenómeno y evaluar el efecto catalizador de diversas prácticas de gestión de tierras. Con esos datos, se pueden formular estrategias para proteger el suelo frente a las consecuencias del cambio climático y otros factores a largo plazo.

Causas y consecuencias de la erosión del suelo

(Imagen: A. Vargas/OIEA)

La erosión del suelo es un proceso natural que resulta más común en terrenos en pendiente y que suele obedecer a causas naturales, como vientos fuertes o lluvias intensas. No obstante, su gravedad se duplica o triplica si se llevan a cabo diversas actividades humanas no sostenibles, como la deforestación y la mala gestión de tierras.

La erosión altera la composición química del suelo, incluidos sus nutrientes, y, por ende, tiene consecuencias negativas para el medio ambiente, la producción agrícola y la inocuidad de los alimentos. Se trata de un fenómeno de gran escala: un 95 % de lo que comemos proviene de recursos edáficos y un cuarto de la población depende directamente de alimentos producidos en tierras degradadas.

La erosión también deteriora la calidad del agua y la biota acuática, pues la lluvia transporta el suelo degradado hasta ríos y lagos, que pueden obstruirse con esa tierra adicional o presentar brotes de algas debido a los nutrientes que esta transporta. Incluso en los cuerpos de agua de gran tamaño, como los océanos y los mares, los sedimentos pueden acumularse en grandes cantidades, incrementar la turbidez y reducir la visibilidad dentro del agua, lo cual puede ser mortal para la flora y nocivo para la sostenibilidad de los ecosistemas acuáticos.  

Entre otras consecuencias de la erosión del suelo cabe mencionar la degradación de las funciones de los ecosistemas, un mayor riesgo de deslizamiento e inundación, pérdidas considerables de biodiversidad, daños a la infraestructura urbana y, en casos severos, el desplazamiento de los habitantes locales.

Estudio de la erosión mediante técnicas nucleares o isotópicas

Dado que los procesos de recuperación del suelo pueden tomar decenios, es vital estudiar y controlar la erosión. Estas investigaciones pueden realizarse mediante técnicas nucleares o isotópicas, como el análisis de los radionucleidos procedentes de precipitaciones radiactivas (FRN) o el de los isótopos estables por compuesto (CSSI).

Sobre la base de los resultados de dichas investigaciones se pueden ejecutar medidas de conservación del suelo, como aterrazar, realizar cultivos en contorno, en franjas o con cubierta orgánica protectora, reducir o suprimir el laboreo, o cambiar la disposición de los surcos o hileras.

Análisis de los radionucleidos procedentes de precipitaciones radiactivas (FRN)

Los FRN llegan al suelo por medio de la lluvia. Su concentración es ínfima y no es nociva para los seres humanos. Los científicos se sirven de ellos para estudiar la erosión. (Imagen: A. Vargas/OIEA)

Existen pequeñas concentraciones de FRN en todo el mundo. El más común de ellos es el cesio 137, en su mayoría procedente de los ensayos de armas nucleares realizados en las décadas de 1950 y 1960. En aquella época, ese elemento se dispersó en la atmósfera, se diluyó en la lluvia y ha penetrado poco a poco en la capa superficial del suelo.

La concentración de FRN en el suelo es ínfima, no es nociva para los seres humanos y puede medirse mediante espectrometría gamma para cuantificar las tasas de erosión del suelo. La concentración de cesio 137 disminuye en los lugares en los que la capa superficial del suelo se ha perdido (erosión) y aumenta en los lugares en los que se ha acumulado ese suelo desplazado (deposición). Mediante el estudio de la redistribución de los FRN, los expertos pueden cuantificar cuánto suelo se ha movido de un lugar a otro. Para interpretar los datos, es necesario compararlos con los FRN de una superficie de suelo en la que no se ha producido ni erosión ni deposición, que servirán como valores de referencia, dado que la concentración de cesio 137 en ese lugar habrá disminuido por razón únicamente del decaimiento radiactivo.

Además del cesio 137, también se utilizan otros dos FRN para estudiar la erosión: el plomo 210 y el berilio 7. El uso de los FRN es más sencillo y económico y menos laborioso que otros métodos, como medir físicamente en parcelas de diferente tamaño el suelo o los sedimentos que se desplazan.

Análisis de isótopos estables por compuesto (CSSI)

Los científicos pueden monitorizar la presencia de isótopos estables, como el carbono 13, en el suelo para ubicar los focos de erosión y estudiar cómo repercuten los diferentes usos de la tierra y los diferentes cultivos en la distribución de la erosión. (Imagen: A. Vargas/OIEA)

El análisis de isótopos estables por compuesto (CSSI) se emplea para caracterizar el origen de los sedimentos y encontrar focos de erosión en grandes zonas, como las cuencas hidrográficas.

Durante ese análisis se mide el carbono 13, un isótopo estable, para discernir las fuentes de la materia orgánica presente en el suelo. En efecto, cada planta tiene una firma distinta de carbono 13 (elemento que procede de los ácidos grasos de sus raíces), que varía en función del ecosistema o del uso que se le ha dado a la tierra donde se encuentra la planta. Esa firma se transfiere al suelo cuando el tejido vegetal se descompone y deja una “huella dactilar” que puede rastrearse para entender los movimientos del suelo erosionado y el origen de los sedimentos en los cursos de agua. Asimismo, los datos que se obtienen con este tipo de investigaciones pueden ser útiles para redactar políticas de conservación de los recursos edáficos.

¿Qué papel desempeña el OIEA?

  • A través de su programa de cooperación técnica y del Centro Conjunto FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura, el Organismo asiste a más de 60 países con respecto al uso de técnicas nucleares e isotópicas para medir y controlar la erosión del suelo.
  • El OIEA y la FAO proporcionan directrices sobre el uso de los FRN para estudiar la erosión del suelo y evaluar la eficacia de las medidas de conservación de los recursos edáficos, con el fin de divulgar las mejores prácticas y brindar información detallada sobre diversos FRN, como el cesio 137 y el berilio 7.
  • Asimismo, el Organismo ha publicado directrices sobre el análisis de CSSI para estudiar los sedimentos. 
  • En las regiones de América Latina y el Caribe, África y Asia y el Pacífico, el Organismo da a conocer las técnicas nucleares y ayuda mediante proyectos regionales a luchar contra la degradación de la tierra y la sedimentación en los cuerpos de agua y a mejorar la productividad del suelo y la seguridad alimentaria.
  • El OIEA coopera con la Convención de las Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación para promover las mejores prácticas de gestión del suelo, especialmente en zonas afectadas por la erosión o que corren riesgo de sufrirla.
  • El OIEA trabaja para cumplir la meta 15.3 del Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) 15 de las Naciones Unidas de luchar contra la desertificación, rehabilitar las tierras y los suelos degradados, incluidas las tierras afectadas por la desertificación, la sequía y las inundaciones, y procurar lograr un mundo con efecto neutro en la degradación de las tierras.

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