Investigadores de distintas universidades de Chile y Alemania se unieron con el propósito de estudiar diversas características de suelos derivados de cenizas volcánicas. El trabajo “Studying the soil pore physical resistance and resilience of a shallow volcanic ash soil subjected to pure cyclic loading” fue publicado, hace poco, por la prestigiosa revista Soil and Tillage Research (FI: 4,675), una de las más reconocidas a nivel internacional en el ámbito de las ciencias del suelo.
El objetivo fue evaluar el efecto de cargas cíclicas sobre las propiedades estructurales de un suelo Ñadi (Aquand) y la capacidad de resiliencia que estos manifiestan después de simular un evento de saturación de agua del suelo, como ocurre generalmente en las condiciones normales de invierno en el sur de Chile.
El autor principal de esta publicación es el Dr. José Dörner F., Decano de la Facultad de Ciencias Agrarias y Alimentarias de la Universidad Austral de Chile. Son coautores las siguientes personas: el Prof. Dr. Rainer Horn, el Dr. Heiner Fleige y Jens Rostek de la Christian Albrechts Universität Zu Kiel; el Dr. Daniel Uteau y el Prof. Dr. Stephan Peth de la University of Kassel; el Dr. Felipe Zúñiga de la Universidad de Aysén y la Dra. Dorota Dec de la UACh.
En ese contexto, el Dr. Dörner destacó la contribución de los distintos científicos que participan en esta publicación que “evidencian el impacto de las investigaciones en el área de suelos derivados de cenizas volcánicas y el interés internacional en fortalecer esta línea de estudio”.
Este trabajo de colaboración tiene un punto en común, ya que todos los involucrados fueron formados o han trabajado con el Prof. Dr. Rainer Horn: “Esta es una ‘Escuela de Física de Suelos’ que se formó en la Universidad de Hannover con el Prof. Karl Heinrich Hartge, prosiguió en Chile con el Prof. Dr. Achim Ellies (Q.E.P.D.), quien fue docente del Instituto de Ingeniería Agraria y Suelos de la UACh. Posteriormente, tomó relevancia mundial con el Prof. Horn, siendo uno de sus sellos distintivos, además de la investigación de excelencia, la colaboración, siendo esa línea lo que este trabajo busca y espera proyectar hacia el futuro”, relató el académico.
La publicación es parte del proyecto FONDECYT 1130546 (2013 – 2017). Este manuscrito en específico se empezó a preparar, en su parte de análisis de laboratorio, gracias a la oportunidad que tuvo de trabajar entre 2016 y 2017 en Alemania por medio del programa Georg Foster Fellowship for Experienced Researchers. “Ha sido un trabajo de largo aliento, pero que permitió combinar metodologías tradicionales con otras de última generación como son los análisis de tomografía computada de rayos X para el estudio de medios porosos”, sostuvo el Dr. Dörner.
Proyección del trabajo colaborativo nacional e internacional
El Prof. Dörner señaló que este es un segundo trabajo publicado de varios que pueden venir en el corto y mediano plazo. El primero, que se publicó en la misma revista, fue uno derivado de la tesis de doctorado del Dr. Felipe Zúñiga, quién realizó estadías de investigación financiadas por CONICYT, la Escuela de Graduados de la Facultad de Ciencias Agrarias y Alimentarias y un tercero, fue producto de una invitación a la que accedió como becario (Alumni) de la Fundación Alexander von Humboldt.
Para el Dr. Felipe Zúñiga, académico de la Universidad de Aysén, esta “fue una oportunidad única de poder integrar ambos tipos de metodologías. El estudio de la resistencia mecánica de suelos a través de cargas dinámicas es muy interesante de explorar y abre nuevas posibilidades de colaboración con las Universidades Kassel y Kiel».
Agregó que “obtener información de este tipo sería de vital importancia para conocer la capacidad de carga de los sistemas ganaderos en la Región de Aysén y poder establecer criterios sustentables de carga animal en función de la capacidad de soporte del sistema edáfico”.
Por su parte, la Dra. Dorota Dec, académica del IIAS e investigadora del CISVo UACh, señaló que una de las fortalezas de esta investigación es que permite colaboraciones para trabajar con equipos que todavía no están disponibles o son escasos en Chile, además de tener una conversación muy dinámica y de nivel muy alto respeto de conocimiento de suelos.
Otra gran ventaja –agregó la investigadora– “es el trabajo posterior no solo con los investigadores de este estudio, sino también con estudiantes que tienen la posibilidad de venir a un intercambio y no solo encantarse con nuestros suelos, también con la cultura chilena y nuestra ciudad”.
En tanto, el Dr. Daniel Uteau del Department of Soil Science de la Universität Kassel, indicó desde Alemania, a través de una entrevista por vía remota, que este tipo de interacciones a nivel de investigación son una “una oportunidad excelente y única para conocer más sobre estos suelos que son muy raros, aunque no son tan relevantes a nivel mundial, sus propiedades para la realidad chilena son muy importantes, porque gran parte de la agricultura y de la actividad forestal depende de ellos”.
“Como investigador alemán, considero importantísimo que podamos vincularnos a estudios que aborden las condiciones de suelos totalmente distintos a los que estamos acostumbrados. Se nos abren puertas a ambos lados, hacia un recurso que para nosotros es desconocido, pero donde tenemos una experiencia muy amplia en el tema de propiedades físicas y en ese sentido nos complementamos muy bien”.
Por último, señaló que el hecho de hacer cooperación internacional es muy relevante para su universidad: “No teníamos vínculos de ningún tipo con Chile en esta área, ahora tenemos una forma de cooperación. Asimismo se abre la posibilidad de añadir Patagonia con la Universidad de Aysén, que es otra realidad que se nos une, lo que tendrá más relevancia en el contexto actual del cambio climático, por lo que me alegra mucho poder participar de ese proceso”, subrayó el Dr. Uteau.
Temas abordados en el artículo
En los últimos 250 años, los Aquands (suelos de derivados de cenizas volcánicas que se ubican en sectores planos y que, dada su profundidad limitada y las precipitaciones de la zona, pasan varios meses anegados) en el sur de Chile estuvieron expuestos a un intensivo cambio en el uso del suelo (p.ej. desde bosque a praderas naturalizadas) que indujo la degradación física de estos frágiles suelos.
En esta publicación se profundizó en el efecto del cambio en el uso del suelo sobre el incremento en la densidad aparente y en la respuesta de los suelos a cargas cíclicas de compresión buscando simular p.ej. el pisoteo continuo del ganado y del tránsito de un tracto. Al mismo tiempo, se analizó en qué medida un evento de saturación de agua (que ocurre en condiciones naturales cuando estos se encuentran anegados) permite la recuperación del sistema poroso y su capacidad de conducir aire.
Para el desarrollo del estudio se combinaron métodos convencionales y análisis imágenes de tomografía computada. El uso de estas metodologías fue la base de la colaboración ya que en el actualidad no contamos con este tipo de equipos y que, en este caso, han permitido profundizar el conocimiento de este particular tipo de suelos.
En términos generales, el estudio concluye que las cargas cíclicas provocan cambios en el sistema poroso, incluso, cuando su magnitud es inferior a la capacidad de soporte del suelo. Esto significa, fundamentalmente, dos cosas: i) los suelos cuando son presionados con pequeñas cargas, pero que se repiten (p.ej. pisoteo), sufren procesos de deformación, y ii) debemos revisar la pertinencia de las metodologías utilizadas para el estudio de la resistencia mecánica de los suelos agrícolas que usualmente se basan en cargas estáticas y no cíclicas (o dinámicas).