Estudio de la dinámica del nitrato en el suelo proveniente de la actividad ganadera intensiva

Abstract

En Argentina, el crecimiento de los establecimientos de engorde intensivo de ganado (feedlot-FL) generó preocupaciones ambientales debido a que constituyen focos potenciales de contaminación puntual y difusa de suelos y aguas, producto de la acumulación de las deyecciones de los animales y del movimiento no controlado de efluentes. Los efluentes son una fuente hiperconcentrada de carbono orgánico, nitrógeno, fósforo, azufre, magnesio y potasio, entre otros elementos. La elevada concentración de NO3-N en suelos y aguas en torno a FLs, su evaluación y el análisis de los procesos de su transformación, son de gran interés para la protección del recurso hídrico subterráneo. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio integral de campo y simulaciones numéricas 1D y 2D del flujo y transporte de solutos en la zona no saturada del suelo entorno a un FL. El objetivo del estudio fue identificar cómo la interacción entre procesos físicos (dilución por ingreso de agua, concentración por evapotranspiración) y biológicos (nitrificación, desnitrificación) afectan la dinámica del NO3-N y otros solutos, bajo diferentes condiciones de afectación en superficie y humedad del perfil. El flujo en la zona no saturada está gobernado por la ecuación no lineal de Richards´, que requiere conocer relaciones constitutivas para los diferentes materiales que componen el perfil de suelo. Por otro lado, la ecuación clásica de advección-dispersión ADE para simular el transporte de contaminantes, suele no ser la más adecuada en suelos de textura muy fina, por presencia de porosidades secundarias como macroporos, que crean condiciones de no-equilibrio. En este trabajo se adoptó una formulación matemática de porosidad simple para el flujo y una de porosidad doble (zona móvil/inmóvil) para el transporte. El modelo numérico utilizado fue el código en elementos finitos HYDRUS-1D y 2D, cuya calibración se realizó con datos de potencial matricial y datos de concentración de solutos a diferentes profundidades recolectados durante más de dos años en el sitio de estudio. La interpretación de las observaciones de campo, junto con los resultados numéricos, permitieron identificar la importancia relativa de los procesos que afectan la distribución de agua en el perfil, la dinámica del transporte de nitrato y las dificultades asociadas a los cambios estructurales de los suelos finos. El enfoque 1D arrojó resultados muy satisfactorios, sin embargo las simulaciones 2D permitieron observar fenómenos que no podrían ser adecuadamente representados mediante un enfoque unidimensional como ser la presencia de flujos subsuperficiales en el interior del perfil de suelo.