Nueva Tecnología para Reducir la Erosión y Contaminación por Agroquímicos en Suelos Agrícolas

Como ya hemos comentado en muchas ocasiones, el control de la erosión, así como el lavado de fertilizantes y pesticidas de los campos de cultivo, son temas de gran importancia con vistas a alcanzar una agricultura respetuosa con el medio ambiente. Las investigaciones se realizan en muchos los frentes y desde perspectivas muy dispares. Hoy os mostraremos uno reciente que, por su originalidad, me ha sorprendido. Se trata de desplegar, perpendiculares a la línea de pendiente, una especie de tubos porosos rellenos de un material heterogéneo, pero muy rico en compost, de tal modo que se retenga la carga de sólidos en suspensión de las laminas de agua (no es útil cuando existen surcos y cárcavas), así como el exceso de pesticidas y fertilizantes nitrogenados/fosfatados que son arrastrados desde los campos de cultivo. Ya adelanto que, al margen de su interés, su aplicabilidad se encuentra limitada a áreas muy productivas o cuando se pretende evitar el vertido a los cauces fluviales de terrenos muy vulnerables y/o importantes desde un punto de vista ambiental. Del mismo modo, por aparecer en todos ellos una empresa concreta que comercializa la mentada tecnología, la bondad de los resultados publicados debe considerarse con suma precaución. De hecho, una de las noticias (Sciencedaily), ya matiza su utilidad para el caso de los contaminantes.      

Dispositivos de Filtros de Compost vegetados. Fuente: Land and Water

 Estos sistemas se encuentran muy relacionados con los contenidos de otros dos previos: Los “Super Calcetines” Anticontaminantes y Vegetación de Ribera y Contaminación de Suelos y Aguas (Los Filtros Vegetativos). Tras leer esta noticia, comienza a entenderse mejor lo que el excéntrico vocablo de “Super-Calcetines” esconde. Al Leer la nota de prensa de Sciencedaily, que abajo os exponemos, volví a mis tribulaciones que ya sufrí con los susodichos “ super calcetines”, lo que me impelió a rebuscar de nuevo en la Web. A menudo, utilizando la opción de los buscadores por “imágenes”, uno encuentra las páginas Web interesantes con mayor facilidad que navegando vía “verbo”. Y este ha sido uno de los casos.

 Básicamente, se trata de unos tubos de material biodegradable o no, que se disponen paralelamente a las líneas de pendiente. Estos se encuentran rellenos de compost (cuya calidad condiciona el resultado) de diversas fuentes, como por ejemplo, de residuos sólidos urbanos. Las laderas en donde se instalan no deben atesorar surcos o cárcavas (de hecho esta tecnología parece servir con vistas a impedir su aparición), por lo que el flujo superficial del agua de escorrentía debe ser laminar. Esta última, al chocar con los tubos rellenos de compost, frena su velocidad, penetrando el líquido y su carga sólida en la matriz de materia orgánica que albergan. Y al hacerlo disminuyen las partículas en suspensión. Sin embargo, las noticias nos informan que también esta matriz retiene una parte “más o menos” considerable de los nutrientes que lixivia, producto de los fertilizantes añadidos a la parcela, así como de herbicidas y otras sustancias contaminantes. De este modo el agua llegaría más limpia a los cauces evitando su contaminación. Sin embargo, su eficacia en estos últimos casos dista de haber sido demostrada.   

Dispositivos de filtros de compost Fuente: Sortm Water Solutions

 Sobre el papel, surgen dos aspectos dignos de ser considerados. No encuentro razonamiento lógico alguno que deba preocupar en lo que concierne a la retención de la carga en suspensión. Sin embargo, el que los elementos solubles (pesticidas y fertilizantes sean retenidos, debiera depender de la naturaleza del material compostado que atesore la matriz, y esto ya es un asunto más espinoso. La noticia de la EPA se hace eco de opiniones que afirman que tal proceso anticontaminante se da igualmente tanto si la matriz compostada contiene metales pesados como si no. Sinceramente, sospecho que tal aserto deberá comprobarse muy seriamente con las adecuadas experiencias de campo. Abajo os dejo parte de la noticia original, así como una rápida traducción de la misma basada en el uso del traductor Google, la cual corregí mano someramente, al objeto eliminar todos los disparates posibles en el menor lapso de tiempo. Por tanto no se trata de una traducción perfecta, si bien será claramente comprensible por los lectores mejor documentados. Por todo ello pido disculpas. Este post tan solo tiene la intención de explicar los principios de tal tecnología, no de proporcionar todos los detalles posibles.     

Dispositivos de Filtros de Compost. Fuente Gizmaz

Finalmente incluyo la noticia de Sciencedaily con los resultados de una experiencia concreta. Como en ella se indica, y era de esperar, el control de la erosión fue bastante efectivo (alrededor del 50%). Sin embargo,  como también era previsible, tal éxito no se produjo con la carga en solución (fertilizantes que polucionan y herbicidas que contaminan). En este último sentido, el efecto resulta ser bastante limitado, lo cual no justificaría las inversiones. Obviamente, deberá investigarse más sobre el tema y en diversas condiciones ambientales. Estos datos conciernen a la comparación de tales dispositivos respecto a casos control en los que se ha hecho uso del arado. Sin embargo, al compararse con otros bajo siembra directa (pero cuidado con los transgénicos que acompañan a menudo a tal práctica), su efectividad parece ser, hoy por hoy muy limitada. Sigue instigándose sobre la mejora de estos dispositivos, por lo que a efectos prácticos no los recomendamos hasta que demuestren definitivamente sus verdaderas potencialidades. 

 También cabe mentar que, tales “dispositivos de filtros de compost” (vocablo con los que los he calificado, sin mayores pretensiones, en vista de que no he logrado detectar si existe ya una traducción al español cuyo uso se hubiera generalizado) pueden instalarse conjuntamente con una capa vegetativa que al crecer, si “podría” bioacumular parte de la carga disuelta.

 Os dejo ya con las noticias. Siempre he pensado que más vale prevenir que curar y más aun cuando se trata de dispositivos cuya instalación es onerosa en tiempo y dinero, diga lo que digan las noticias. Pero aquí está. Posiblemente en ciudades, zonas peri-urbanas o alterante contaminadas, de usarse un buen compost y banda vegetativa, su uso pudiera estar justificado, como en otros casos concretos. Sin embargo, generalizar su uso a agriculturas no excesivamente productivas y grandes extensiones se me antoja una quimera. Come siempre, ¡el tiempo dictará sentencia!

 Juan José Ibáñez    

 De acuerdo a la EPA (tal solo reproducimos una parta de su contenido, por lo que recomendamos visitar la página Web original).

Compost Filter Socks. Minimum Measure: Construction Site Stormwater Runoff Control; Subcategory: Sediment Control

 Description

A compost filter sock is a type of contained compost filter berm. It is a mesh tube filled with composted material that is placed perpendicular to sheet-flow runoff to control erosion and retain sediment in disturbed areas. The compost filter sock, which is oval to round in cross section, provides a three-dimensional filter that retains sediment and other pollutants (e.g., suspended solids, nutrients, and motor oil) while allowing the cleaned water to flow through (Tyler and Faucette, 2005). The filter sock can be used in place of a traditional sediment and erosion control tool such as a silt fence or straw bale barrier. Composts used in filter socks are made from a variety of feedstocks, including municipal yard trimmings, food residuals, separated municipal solid waste, biosolids, and manure.

 Compost filter socks are generally placed along the perimeter of a site, or at intervals along a slope, to capture and treat stormwater that runs off as sheet flow. Filter socks are flexible and can be filled in place or filled and moved into position, making them especially useful on steep or rocky slopes where installation of other erosion control tools is not feasible. There is greater surface area contact with soil than typical sediment control devices, thereby reducing the potential for runoff to create rills under the device and/or create channels carrying unfiltered sediment.

 Additionally, they can be laid adjacent to each other, perpendicular to stormwater flow, to reduce flow velocity and soil erosion. Filter socks can also be used on pavement as inlet protection for storm drains and to slow water flow in small ditches. Filter socks used for erosion control are usually 12 inches in diameter, although 8 inch, 18 inch, and 24 inch– diameter socks are used in some applications. The smaller, 8 inch–diameter filter socks are commonly used as stormwater inlet protection.

 Compost filter socks can be vegetated or unvegetated. Vegetated filter socks can be left in place to provide long-term filtration of stormwater as a post-construction best management practice (BMP). The vegetation grows into the slope, further anchoring the filter sock. Unvegetated filter socks are often cut open when the project is completed, and the compost is spread around the site as soil amendment or mulch. The mesh sock is then disposed of unless it is biodegradable. Three advantages the filter sock has over traditional sediment control tools, such as a silt fence, are:

 Installation does not require disturbing the soil surface, which reduces erosion

 It is easily removed

 The operator must dispose of only a relatively small volume of material (the mesh)

 These advantages lead to cost savings, either through reduced labor or disposal costs. The use of compost in this BMP provides additional benefits, include the following:

 The compost retains a large volume of water, which helps prevent or reduce rill erosion and aids in establishing vegetation on the filter sock.

 The mix of particle sizes in the compost filter material retains as much or more sediment than traditional perimeter controls, such as silt fences or hay bale barriers, while allowing a larger volume of clear water to pass through. Silt fences often become clogged with sediment and form a dam that retains stormwater, rather than letting the filtered stormwater pass through.

 In addition to retaining sediment, compost can retain pollutants such as heavy metals, nitrogen, phosphorus, oil and grease, fuels, herbicides, pesticides, and other potentially hazardous substances—improving the downstream water quality (USEPA, 1998).

 Nutrients and hydrocarbons adsorbed and/or trapped by the compost filter can be naturally cycled and decomposed through bioremediation by microorganisms commonly found in the compost matrix (USEPA, 1998).

 Applicability

Compost filter socks are applicable to construction sites or other disturbed areas where stormwater runoff occurs as sheet flow. Common industry practice for compost filter devices is that drainage areas do not exceed 0.25 acre per 100 feet of device length and flow does not exceed one cubic foot per second (see Siting and Design Considerations). Compost filter socks can be used on steeper slopes with faster flows if they are spaced more closely, stacked beside and/or on top of each other, made in larger diameters, or used in combination with other stormwater BMPs such as compost blankets.

 Siting and Design Considerations

Compost Quality: Compost quality is an important consideration when designing a compost filter sock. Use of sanitized, mature compost will ensure that the compost filter sock performs as designed and has no identifiable feedstock constituents or offensive odors. The compost used in filter socks should meet all local, state, and Federal quality requirements. Biosolids compost must meet the Standards for Class A biosolids outlined in 40 Code of Federal Regulations (CFR) Part 503. The U.S. Composting Council (USCC) certifies compost products under its Seal of Testing Assurance (STA) Program. Compost producers whose products have been certified through the STA Program provide customers with a standard product label that allows comparison between compost products. The current STA Program requirements and testing methods are posted on the USCC  website. (,,,,)

 Traduccón automática con Google, con algunas modificaciones personales

 Descripción

Un calcetín de filtro compuesto es un tipo de filtro de contenidos arcén de compost. Se trata de un tubo de malla llena de material de compost que se coloca paralelo a la linea de maxina pendiente por donde transcurre la escorrentía (la lámina de agua) que desciende por la ladera permitiendo controlar la erosión, ralentizar el flujo y retener los sedimentos en las áreas perturbadas. El calcetín de compost de filtro, que es ovalado a redondo en sección transversal, proporciona un filtro tridimensional que retiene los sedimentos y otros contaminantes (por ejemplo, sólidos en suspensión, nutrientes y el aceite de motor), permitiendo que el agua salga de ellos sin o con menos partículas en suspensión y contaminantes ( Tyler y Faucette , 2005). El calcetín del filtro se puede utilizar en lugar de un sedimento tradicional y una herramienta de control de la erosión, tales como una cerca de limo o paja barrera bala. Los compost utilizado en los calcetines de filtro son de una variedad de materias primas, incluidos los restos de poda municipales, residuos de alimentos, separados de residuos sólidos urbanos , los biosólidos y estiércol.

 Los calcetines de compost de filtro se colocan escalonadamente a lo largo del perímetro de un sitio, a intervalos paralelos a la línea de máxima pendiente, con vistas a capturar y tratar las aguas de escorrentía de la lluvia que fluyen por el terreno que drena. Filtro calcetines son flexibles y pueden ser llenados en su lugar o ex situ trasladándolos luego al lugar en donde se van a alojar, siendo especialmente útiles en pendientes pronunciadas o rocosas en donde la instalación de otras herramientas de control de la erosión no es factible. Generan una mayor superficie de contacto con el suelo que los típicos dispositivos de control de sedimentos, reduciendo así el potencial de escurrimiento generador de surcos en el marco del dispositivo y/o crear canales de arrastre de sedimentos sin filtrar.

 Además, pueden establecerse lado de la otra, perpendicular al flujo de aguas pluviales, para reducir la velocidad del flujo y la erosión del suelo. Los “supercalcetines” (o calcetines de filtro) también se puede utilizar en el pavimento como a la protección de entrada de los desagües pluviales y para frenar el flujo de agua en las zanjas pequeñas. Los supercalcetines (o calcetines de filtro) utilizado para el control de la erosión son generalmente de 12 pulgadas de diámetro, aunque 8 pulgadas, 18 pulgadas y 24 pulgadas de diámetro medias se utilizan en algunas aplicaciones. Cuanto más pequeño, el 8 de calcetines filtro pulgadas de diámetro se utilizan como protección de entrada de aguas pluviales.

 Los calcetines de compost filtro puede instalarse junto con una cobertura vegetal o sin ella. Los calcetines con vegetación filtro puede dejarse en su lugar para proporcionar filtración a largo plazo de las aguas pluviales como posterior a la construcción de mejores prácticas de manejo (BMP). La vegetación crece en la ladera, además de anclaje de la bolsa filtrante. Los calcetines sin vegetación filtro son a menudo eliminados al completarse el proyecto, y el abono que retienen esparcido alrededor del sitio como enmienda del suelo o mulching. A la postre son retirados, a menos que sea biodegradables. Tres ventajas de la bolsa filtrante sobre las  herramientas tradicionales de control de sedimentos, tales como cercas de limo, son los siguientes:

 La instalación no requiere una perturbación de la superficie del suelo, que reduce la erosión.

 Es fácil de retirar

 El operador deberá disponer de sólo un volumen relativamente pequeño de material (la malla que contiene el compost)

 Estas ventajas ahorran costes respecto a otras precedentes, ya sea por demandar menos trabajo o por los materiales empleados. El uso de compost en este BMP ofrece beneficios adicionales, entre los que se incluyen los siguientes:

 El compost retiene una gran cantidad de agua, ayudando a prevenir a prevenir y/o reducir la erosión en surcos, favoreciendo el establecimiento de vegetación en el calcetín del filtro.

 La mezcla de tamaños de partículas en el material compuesto filtro retiene tanto o más sedimentos que los controles perimetrales tradicionales, tales como cercas de cieno o barreras de balas de heno, al tiempo que permite que un mayor volumen de agua, ya más limpia alcance los cauces. Las cercas de cieno con frecuencia se obstruyen con el sedimento retenido, generando un dique que embalsa las aguas pluviales, en lugar de permitir fluya el agua de escorrentía que atraviesa los mismos.

 Además de retener los sedimentos, el compost puede retener los contaminantes como los metales pesados, nitrógeno, fósforo, aceites y grasas, combustibles , herbicidas , pesticidas y otras sustancias potencialmente peligrosas , la mejora de la calidad del agua aguas abajo (USEPA , 1998).

 Los nutrientes y los hidrocarburos adsorbidos y/o atrapados por el filtro de compost puede ser un naturalmente descompuestos por los propios microorganismos que el compost-matriz alberga (biorremediación) ( USEPA, 1998).

 Aplicabilidad

Los calcetines de compost filtro son aplicables a las obras de construcción o de otras áreas perturbadas en donde escorrentía de aguas pluviales se produce como una lámina de agua. Una práctica común en la industria de dispositivos de filtro de compost es que las áreas de drenaje no superen 0,25 hectáreas por cada 100 pies de longitud del dispositivo y el flujo no sea superior al de un pie cúbico por segundo (ver ubicación y Consideraciones de diseño ). los calcetines de compost filtro se puede usar en pendientes más empinadas, con flujos más rápido si se espacian más de cerca, apilados al lado de y/o en la parte superior de cada uno, realizados en los diámetros más grandes, o su uso en combinación con otras mejores prácticas de ordenación de aguas pluviales , como mantas de compost.

 Situación y Consideraciones de diseño

El compost de calidad: la calidad del compost es una consideración importante en el diseño de un calcetín de compost filtro. El uso de esterilizado, compost maduro se asegurará de que el calcetín de compost filtro funcione según el diseño y no tiene componentes como materia prima determinada o malos olores. El compost utilizado en los calcetines del filtro debe cumplir con todas las regulaciones locales, estatales y federales de calidad de compost de biosólidos (…). Los productores de compost cuyos productos han sido certificados a través del Programa STA se ofrecen a los clientes con una etiqueta de producto estándar que permite la comparación entre los productos de compost. El actual Programa de STA requisitos y métodos de prueba están disponibles en el USCC página web.

 El contenido de nutrientes y metales de algunos compost son más altos que algunas capas arables. Sin embargo, esto no se traduce necesariamente en un aumento de los metales y las concentraciones de nutrientes en las descargas de los desagües pluviales. Un estudio reciente de Glanville, et al. (2003) comparó la calidad del agua de escorrentía de aguas pluviales de compost y tierra vegetal en parcelas tratadas. Encontraron que aunque el contenido de metales en el compost utilizado en tal estudio resultó ser estadísticamente más alto que en las concentraciones de nutrientes que los suelos superficiales utilizadas, las masas totales de nutrientes y metales en la segunda vuelta de las parcelas tratadas con compost fueron significativamente menores que las parcelas tratadas con tierra vegetal. Del mismo modo, Faucette et al. (2005) encontró que el nitrógeno y el fósforo de las cargas cerca hidrosiembra y parcelas con muretes de limo tratadas fueron significativamente mayores que las parcelas tratadas con mantas compost y bermas de filtro. En las zonas donde las aguas receptoras contienen altos niveles de nutrientes, el operador del sitio debe elegir un compost maduro y estable que es compatible con los requerimientos de nutrientes y el pH de la vegetación seleccionada. Esto asegurará que los nutrientes en el material compostado en forma orgánica y por lo tanto menos soluble y menos propensos a migrar a las aguas receptoras .

Grassed Waterways Including Compost Filter Socks Reduce Soil Erosion and Herbicide Concentrations from Fields

 ScienceDaily (June 21, 2010) — Water runoff from cropped farm fields can contain large amounts of eroded soil as well as some of the fertilizer and herbicide. Expanding on existing conservation practices, a team of scientists has tested whether compost filters socks in grassed waterways would reduce sediment flow and retain dissolved chemicals in runoff. The researchers observed reduced sediment in a non-tilled field and reduced concentrations of two herbicides.

 Compost filter socks are mesh tubes filled with composted bark and wood chips. These devices have been approved by the U.S. Environmental Protection Agency for use at construction sites as an alternative to silt fences and bales of straw, but have not been tested in agricultural fields.

 The two year field study was conducted by USDA-ARS soil scientists Martin Shipitalo and Lloyd Owens, along with hydraulic engineer Jim Bonta and Ohio State University collaborator Libby Dayton. They found that filter socks reduced sediment concentration by 49% in runoff from the tilled field, but had no effect for the no-till field, where sediment concentrations were already 1/5 of that from the tilled field. The filter socks also reduced the concentrations of the herbicide alachlor by 18% and the herbicide glyphosate (Roundup) by 5% in runoff from the tilled field. The filter socks had a negligible effect on nutrient concentrations in the runoff.

 Their report was published in the May-June 2010 issue of the Journal of Environmental Quality, published by the American Society of Agronomy, the Crop Science Society of America, and the Soil Science Society of America. It was conducted at the USDA-ARS’s North Appalachian Experimental Watershed near Coshocton, OH.

 Conservation tillage practices, sometimes referred to as «no-till,» leave some of the residue from the previous crop on the soil surface, help reduce the amount of sediment lost in runoff, but do little to reduce the concentrations of surface-applied nutrients and herbicides that can be readily dissolved and transported in runoff.

 Similarly, conservation buffers, such as filter strips, riparian forest buffers, and grassed waterways, can further reduce chemical and nutrient transport as runoff moves from crop fields to streams. They are also generally more effective in retaining sediment than dissolved chemicals and work best when runoff is uniformly distributed across the entire area of the buffer.

 Unfortunately, uniform distribution is often difficult to achieve and maintain due to soil and topographic conditions. Runoff can naturally concentrate in small areas as it passes through buffers. In fact, the USDA-NRCS has referred to concentrated flow as the ‘nemesis’ of pesticide trapping in conservation buffers.

 This study demonstrates that filter socks can enhance the effectiveness of grassed waterways in reducing sediment transport. Investigations in which materials will be mixed with the compost to improve the removal of nutrients and herbicides are being conducted in collaboration with filter sock manufacturer Filtrexx International, LLC. If these results are promising, filter socks may become another tool that can be used by farmers and conservationists to reduce the impact of crop production on surface water quality.

 Story Source:

The above story is reprinted (with editorial adaptations by ScienceDaily staff) from materials provided by American Society of Agronomy.

 Journal Reference: M. J. Shipitalo, J. V. Bonta, E. A. Dayton, L. B. Owens. Impact of Grassed Waterways and Compost Filter Socks on the Quality of Surface Runoff from Corn Fields. Journal of Environmental Quality, 2010; 39 (3): 1009 DOI: 10.2134/jeq2009.0291