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BIO 4.0 GESTIÓN INTELIGENTE Y SOSTENIBLE DE LA FLORA EN QUELLAVECO

Trabajo ganador del área de Gestión Ambiental en el Foro TIS de PERUMIN 36.
Por: Enrique Cachicatari Choque, Anglo American Quellaveco.


Resumen

El presente trabajo técnico presenta las acciones y el esfuerzo realizado en pro de una herramienta integral que permita la gestión adecuada de la flora nativa, desde la caracterización propiamente dicha de las especies existentes en determinada área de estudio, pasando por los diversos ensayos de propagación para lograr finalmente protocolos adecuados por cada especie de interés en Quellaveco, así como la implementación de un invernadero automatizado que procure un alto nivel de sobrevivencia para la posterior siembra de plantones en campo, logrando así fortalecer los individuos a sembrar.

Asimismo, nos proponemos con el presente reporte técnico compartir la implementación de tecnología en todos los pasos establecidos del proceso, siendo las herramientas de captura de información una parte importante del desarrollo del presente trabajo. 

La inclusión de nuevas tecnologías en el proceso de la gestión de la flora determina productos más enriquecidos al establecer como un estándar la colecta de información y la mejora de los procesos de gestión compartidos en el presente trabajo.

Introducción 

El gran desafío que plantea contar con un modelo de gestión sostenible de la flora, que incorpore la tecnología necesaria que vaya de la mano con el modelo de mina 100% digital de Quellaveco y que además conlleve la posibilidad de ser replicado por nuestras autoridades para la protección de la flora local, fue asumido en el presente trabajo. 

Para generar un impacto positivo necesitábamos entregar más de lo que encontramos en nuestra área de operaciones. Eso suponía la compra o producción de plantones de especies nativas para restaurar las zonas disturbadas (cierres progresivos) y forestar áreas cercanas. El pensamiento innovador nos llevó a diseñar un invernadero inteligente, con procesos automatizados y capacidad para producir 300 mil plantones al año, de diversas especies endémicas, así como una planta de compostaje que nos permite reciclar y reutilizar los desechos orgánicos de nuestro campamento minero, para convertirlo en compost de excelente calidad, incorporando de esta forma los principios de circularidad.

Este compost es utilizado en la propagación de especies en el invernadero y para enriquecer los suelos donde se realizan las tareas de forestación, en las que hemos involucrado a nuestra comunidad vecina de Tumilaca, Pocata, Coscore y Tala, así como en el cierre progresivo de frentes de trabajo. 

Objetivos 

ν Crear un modelo de gestión innovador y sostenible, con incorporación de tecnología moderna.

ν Desarrollar metodologías científicas para la propagación de especies nativas.

ν Incorporar principios de circularidad.

ν Generar impacto positivo en la biodiversidad a través del fortalecimiento de la gestión de la flora endémica de Moquegua.

Metodología y colección de datos

Para la creación del modelo de gestión inteligente y sostenible de la flora en Quellaveco se planteó la estrategia de concatenación de los siguientes componentes:

ν Implementación tecnológica. A través de la aplicación de herramientas y metodologías innovadoras y el manejo de información en tiempo real.

ν Investigación científica. Considerándose en este componente estudios concernientes a la propagación de diversas especies endémicas y de importancia para la región Moquegua.

ν Implementación de infraestructura inteligente. A través de la construcción de un invernadero con operación en tiempo real y control de parámetros para el adecuado crecimiento de plantones propagados.

ν Monitoreo de resultados. A través de capturas de información en formatos digitales.

ν Implementación de campañas y participación de la sociedad civil, bajo la cual se establecieron campañas de forestación con la participación de la sociedad civil y colaboradores.

ν Transferencia tecnológica. A través de esta acción se identificaron acciones de integración con las autoridades y sociedad civil para compartir el proceso y los resultados obtenidos con el modelo Bio 4.0.

Implementación tecnológica

Este componente comprometió los procesos a ejecutar con el uso de tecnologías para la mejora en la colecta de información y la transferencia de esta en tiempo real, se consideraron:

ν Implementación de dispositivos inteligentes para captura de datos de campo, los cuales intervinieron en los procesos de caracterización de flora (A razón de fortalecimiento de los inventarios de línea base existentes) sirviendo de asistentes digitales, permitiendo referenciar geográficamente especies de flora identificadas en los transectos realizados en las diversas áreas de la operación Quellaveco. Asimismo, por su versatilidad estos dispositivos también se integraron al componente de identificación científica.

Asimismo, se desarrollaron formularios de campo para los Asistentes Personales Digitales. Estos formularios fueron establecidos a través de planteamientos consensuados entre desarrolladores de software y biólogos especializados, siendo estos últimos los colectores de información y, por lo tanto, usuarios finales. Se desarrollaron diversos formularios considerando parámetros de importancia para la identificación de especies de flora, así como para los procesos de investigación para la propagación de especies y revegetación.

ν Implementación de plataforma dedicada para el tratamiento de datos colectados con el uso de Asistentes Personales Digitales, esta plataforma permitió la generación de dashboards mostrando información ordenada de acuerdo a filtros establecidos por los especialistas SIG, permitiendo la generación de información de calidad para el análisis.

ν Inclusión de metodologías complementarias de captura de información a través de imágenes satelitales de alta resolución (50 cm/pixel) así como fotogrametría con drones (5 cm/pixel), lo que permitió contar con ortofotos y modelos digitales de terrenos.

Investigación científica

Las acciones incluidas en este componente se planificaron considerando:

ν Identificar especies de flora endémica existente en la huella del proyecto Quellaveco.

ν Establecer ensayos de propagación de especies clave identificadas, existentes en el proyecto.

ν Establecer ensayos de revegetación con el material propagado.

Caracterización de formaciones vegetales e individuos de flora

Esta fue una de las primeras acciones desarrolladas, con la que, contando con la información de línea base establecida en los instrumentos de gestión ambiental, se realizó una clasificación general dentro de la huella del proyecto, contando con la tecnología implementada. 

Se realizaron transectos considerando criterios geográficos, bioclimáticos, fisionómicos y fisiográficos. Toda la información biológica colectada se capturó a través de los PDA implementados y sus correspondientes formularios de campo.

Se realizaron vuelos de drones y selección de imágenes satelitales de las zonas de ejecución de transectos, como metodología complementaria para identificar las formaciones vegetales existentes en el proyecto, así como su distribución.

Con la información obtenida se implementó una base de datos de información biológica recabada, como también dashboards y mapas preliminares de distribución.

Las formaciones vegetales identificadas siguieron metodologías de clasificación específica, de esta forma se actualizó la información de línea base identificada en los instrumentos de gestión ambiental que rigen el proyecto Quellaveco.

Con la información colectada y en concordancia con los criterios para la clasificación de formaciones vegetales, a través de un software especializado se generaron mapas definitivos para el análisis.

Las formaciones vegetales existentes en el proyecto se presentan en la Tabla 2.

Identificadas las unidades de vegetación en el proyecto Quellaveco, y con el fin de obtener adecuadamente información respecto a la composición florística de cada unidad, se establecieron dos metodologías:

ν Evaluación de vegetación por transectos, consistente en extensiones de 50 metros con evaluaciones cada 50 cm., generando registros por un total de 100 puntos por cada transecto, georeferenciándolos y cargando dicha información a las bases de datos implementadas, a través de dispositivos PDA.

ν Evaluación de vegetación por parcelas, estableciendo áreas de evaluación de 10x10 m, y subparcelas de identificación de 20x20 cm, registrándose las especies vegetales y coberturas en dispositivos PDA.

A través de estas metodologías, se realizaron identificaciones in situ basándose en características morfológicas y ecológicas.

Las especies que no pudieron ser identificadas en campo fueron colectadas para obtener especímenes de herbario estandarizados, y su posterior identificación taxonómica en laboratorio.

Ensayos de propagación en invernadero experimental

Identificadas las especies nativas de interés, se realizaron colectas tanto de semillas como de artejos o esquejes con el fin de realizar ensayos de propagación de acuerdo a:

ν Ensayos de propagación sexual, considerándose semillas.

ν Ensayos de propagación asexual, considerándose artejos y esquejes.

Los ensayos de propagación se realizaron en un vivero experimental implementado para tal fin.

La colecta de material biológico estableció procedimientos específicos con las características definidas para su consideración: vigorosidad de la planta madre, no presencia de plagas y/o enfermedades.

Adicionalmente se capturó información en PDA, considerando los siguientes ítems de importancia: componente biológico, temporada climática, formación vegetal, tipo de hábitat, código de individuo, material de rescate, especie, fenología, sustrato, coordenadas UTM, código de foto y código de colecta.

Los ensayos de propagación sexual consideraron la aplicación de diversos tratamientos por especie con el fin de determinar los más propicios para la sobrevivencia en el vivero, determinando de esta manera el protocolo más eficiente.

Estos ensayos consideraron tratamientos pregerminativos para las semillas colectadas. Asimismo, se establecieron procedimientos físicos para la limpieza y escarificación del material colectado, posterior al mismo, en determinados casos se realizaron procesos de imbibición.

Se realizaron ensayos considerando diversos tratamientos, evaluando resultados para el establecimiento de protocolos adecuados.

De esta manera se realizaron ensayos con diversos tratamientos para las 34 especies de importancia identificadas en el proyecto Quellaveco.

Cada uno de los ensayos contempló un periodo de evaluación de 60 días, con monitoreos semanales y seguimiento a las condiciones de crecimiento. Se consideró el porcentaje de germinación como indicador de esta acción.

Los ensayos de propagación asexual consideraron también la aplicación de diversos tratamientos conforme al artejo, esqueje, estaca o brinsal extraído de plantas madre.

Los tratamientos aplicados en los ensayos difieren de los utilizados en la propagación sexual dado que en este caso se busca promover el crecimiento de una raíz que soporte a la nueva planta, en ese sentido promotores enraizantes con concentraciones crecientes fueron aplicados al material biológico colectado. Se consideraron además de manera previa, al momento de la colecta, las acciones de habilitación y limpieza, así como de retiro del 90% de hojas en los brinzales/esquejes seleccionados.

Estos ensayos contemplaron un periodo de 60 días, evaluándose luego de los primeros 30 el crecimiento de raíces siendo el porcentaje de enraizamiento logrado el indicador positivo para la definición de protocolos.

Ensayos de revegetación

Los protocolos finales, determinados en la etapa de ensayos de propagación nos permitieron posteriormente establecer acciones de estudio de revegetación.

En ese sentido, se seleccionaron cinco áreas prioritarias para estos ensayos.

Se establecieron parcelas experimentales para los ensayos de revegetación dentro de las áreas seleccionadas, asimismo las características principales de cada tipo de suelo (suelo andesita, suelo litosol, suelo misceláneo tobas volcánicas, suelo misceláneo lavas volcánicas), como parte de la determinación de las condiciones iniciales, generando una línea base que evidencie su estado presente y sea contrastable con el resultado a obtener.

Las consideraciones de línea base para los ensayos de revegetación consideraron:

ν Formación vegetal (según comparación con referencias en estudios generados para los instrumentos de gestión ambiental).

ν Posición fisiogeográfica (laderas, quebradas, etc.).

ν Componente agua (factor dominante, en movimiento o reposo pero no dominante, ausente o inapreciable).

ν Disturbios (lluvias, heladas, procesos erosivos, sedimentos acumulados, etc.).

Se seleccionaron 18 especies de las 34 establecidas para estudios de propagación. Adicionalmente se establecieron cuatro tratamientos experimentales con cada plantación:

ν Tratamiento 1: plantación sin adición de enmienda.

ν Tratamiento 2: plantación con adición de hidrogel.

ν Tratamiento 3: plantación con adición de compost.

ν Tratamiento 4: plantación con adición de enraizador.

Estos ensayos consideraron monitoreos con frecuencias de periodicidad a corto y largo plazo, considerando evaluaciones trimestrales de manera inicial y, posteriormente, solo durante las épocas húmeda y seca.

Estas evaluaciones consideraron:

ν Altura (cm), correspondiente a la distancia entre la base y la punta de la rama más alta.

ν Diámetro (cm), correspondiente a la proyección horizontal más amplia de las ramas de un individuo.

ν Vigor, estableciéndose cualitativamente mediante rangos alto, medio y bajo. Se tuvo en cuenta: diversos parámetros en su evaluación, tales como su máximo crecimiento vegetativo, porcentaje de afectación de las ramas, presencia de patógenos, mortandad, etc.).

ν Fenología, vegetativo, botones, floración y fructificación.

ν Sobrevivencia, por sus categorías vivo o muerto.

ν Condición, considerando tablas bibliográficas.

Cada estación de revegetación se consideró como un experimento independiente, tomando en cuenta un diseño de bloques al azar, donde los principales indicadores correspondían al porcentaje de sobrevivencia como respuesta a cada uno de los tratamientos realizados, así como el porcentaje de mortandad luego de los experimentos realizados.

Implementación de infraestructura inteligente y circularidad

Construcción de invernadero automatizado

Como parte de la ejecución del componente, se determinó que contemplara en su diseño características óptimas para la propagación de especies endémicas, a saber:

ν Riego automatizado con el fin de proveer directamente a las plántulas propagadas en el invernadero el recurso necesario.

ν Controles de temperatura, para mantener un rango conveniente para el desarrollo de las diversas plántulas a propagar.

ν Estación meteorológica con el fin de determinar las variaciones de temperatura entre el interior y el exterior del invernadero.

ν Dashboards de comportamiento del invernadero, así como de parámetros de control.

ν Operación automatizada conforme los rangos de temperatura, radiación, humedad y otros que permitan las condiciones más adecuadas para las plantas propagadas, considerando esta característica configurable.

ν Estaciones de riego para agregado de potenciadores de enraizamiento y demás.

ν Estación de germinación para tratamientos considerados en propagación sexual, previos al traslado a plataforma de desarrollo.

ν Estaciones de enraizamiento para potenciar las raíces de manera previa a su traslado a la plataforma de desarrollo.

Estas características se establecieron para mantener un invernadero de características modernas, que pudiera superar el porcentaje de sobrevivencia de plantones logrado en viveros experimentales.

Con estos criterios mínimos de diseño solicitados se procedió a la construcción del invernadero automatizado Quellaveco, con capacidad de propagación de 300 mil plantones por año, y una envergadura de 3,000 metros cuadrados.

Luego de las evaluaciones de diseño se construyó el invernadero automatizado Quellaveco, conforme a las condiciones de operación automatizada solicitadas.

Asimismo, este invernadero se encuentra conectado al sistema Clinvertec que permite establecer rangos de operación conforme las necesidades de las plantas propagadas en su interior, así como dashboards de información histórica del proceso y alertas para la toma de decisiones inmediatas. 

Es el primer y más grande invernadero a nivel de Latinoamérica en minería, especializado en propagación de plantas endémicas.

Planta de compostaje

Una de las medidas más importantes y que acompañan a la propagación de especies endémicas, propias de Quellaveco, se logró diseñando e implementando el proceso de compostaje bajo el cual los residuos orgánicos se convierten en abonos naturales que son utilizados tanto en invernadero como en el proceso de siembra de plantones en campo para campañas de forestación, así como acciones de cierre progresivo.

Se diseñó un proceso de compostaje que consideró las condiciones climáticas de Quellaveco. Esta acción de estudio requirió de cuatro meses en los cuales se realizaron diversos ensayos a partir de:

ν Residuos orgánicos sin adiciones.

ν Residuos orgánicos + microorganismos benéficos.

ν Residuos orgánicos + Precompost.

ν Residuos orgánicos + activador biológico comercial.

ν Residuos orgánicos + microorganismos benéficos + bokashi.

ν Residuos orgánicos + lombricultura.

Se consideraron además en el diseño conocimientos científicos y ancestrales, brindados por nuestros colaboradores locales.

Asimismo, la innovación en el proceso vino representada por el uso de microorganismos benéficos nativos como insumos para la elaboración de este abono.

Este diseño se vio alimentado también por la participación de la academia, a través de las universidades locales.

El diseño del proceso vino acompañado también con la implementación de áreas de secado solar e infraestructura de material reciclado.

Monitoreo de resultados

Este componente estableció la importancia de mantener los monitoreos de las etapas:

ν Colecta de material biológico.

ν Estado de plantones propagados.

ν Estado de plantones sembrados.

A través de PDA, para los cuales se diseñaron plantillas específicas. Esta etapa de diseño se realizó en concordancia con los requisitos técnicos establecidos por los programadores y personal biológico especializado, considerando:

ν Trazabilidad de la información.

ν Información “limpia” (procesada bajo consideraciones de calidad).

ν Campos clave para enlazar la información y esta pueda ser presentada en dashboards.

ν Algoritmos de proyección.

ν Generación de tendencias en base a información histórica.

Implementación de campañas y participación de la sociedad civil

Bajo este componente se realizó la planificación de diversas campañas con el fin de difundir el invernadero, la tecnología implementada, los procesos de propagación y ser parte de actividades de forestación.

Se realizaron las siguientes campañas:

ν Quellaveco Deja Huella Verde, con la participación de las comunidades cercanas y colaboradores.

ν Quellaveco Deja Huella Verde 2.0, con la participación de colaboradores, estudiantes egresados de las universidades locales que fueron participantes del proceso de prácticas de la empresa, así como diversos socios estratégicos.

ν Feria Ambiental Quellaveco, con la participación de colaboradores de la empresa.

ν Participación en la Gran Cruzada Verde Nacional, promovida por el Ministerio del Ambiente, en el que participaron las empresas contratistas sembrando plantones de polylepis propagados en nuestro invernadero automatizado.

En estas campañas se realizó:

ν Difusión de la importancia de especies nativas.

ν Especies nativas y su trascendencia, compartiéndose el conocimiento ancestral respecto a las mismas, como por ejemplo su utilización medicinal, propagación, usos artesanales y demás.

ν Difusión de la tecnología aplicada en el invernadero automatizado, así como las funciones del mismo.

ν Difusión de las principales especies propagadas en el invernadero, así como la importancia de estas para la región Moquegua.

ν Actividades de forestación con capacitación previa respecto a la metodología de sembrado.

Transferencia tecnológica

 A través de este componente se compartió con la autoridad y la academia la tecnología y estudios desarrollados para una adecuada gestión de la flora endémica en Quellaveco.

Se establecieron espacios para compartir las acciones generadas en el sistema Bio 4.0 Gestión Inteligente y Sostenible de la Flora en Quellaveco, así como los resultados de los procesos de propagación de especies como polylepis B. y otras. Por mencionar:

ν Talleres de difusión de resultados de manejo de flora, con representantes del Servicio Nacional Forestal y de Fauna Silvestre.

ν Presentación al Subcomité Ambiental de la Provincia Mariscal Nieto de los esfuerzos desarrollados para la gestión de la flora en Quellaveco.

ν Visita técnica de parte de la Dirección Nacional de Investigación del Servicio Nacional Forestal y de Fauna Silvestre al invernadero automatizado donde se presentaron las metodologías y resultados de la aplicación de protocolos de propagación implementados, así como explicación de las tecnologías y automatización.

ν Participación en el Comité Regional para la generación de la Agenda Regional de Investigación de Moquegua, compartiendo los estudios generados respecto a las diversas especies endémicas en Quellaveco.

ν Entrega de muestras biológicas (exsicatas) de especies de flora endémica de la región a la Universidad Nacional de Moquegua, idéntica a las muestras biológicas ingresadas al Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

ν Difusión de tecnologías aplicadas en materia de protección de la flora y fauna a través de webinars, con la colaboración de la Universidad Nacional de Moquegua.

ν Difusión de estrategias innovadoras para el manejo de la flora y fauna a través de consultores internacionales, con la participación de la Universidad Nacional de Moquegua.

ν Establecimiento de convenios marco de cooperación con la Universidad Nacional de Moquegua y el Servicio Nacional Forestal y de Fauna Silvestre (Serfor).

ν Establecimiento de planes de trabajo con el Serfor respecto al manejo de flora, la generación de documentos técnicos y la validación de protocolos de propagación de especies clave para la región Moquegua.

ν Difusión de acciones de propagación y estudios de flora endémica a Supervisión del Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental (OEFA).

Entre otras acciones programadas que se realizaron a la fecha con la correspondiente sinergia entre autoridades y Quellaveco.

Se establecieron acciones a futuro entre Serfor y Quellaveco que se encuentran en desarrollo. Asimismo, estas acciones se vienen realizando con la participación de la Dirección Nacional de Investigación de esta autoridad.

Presentación de resultados 

ν Creación de Bio 4.0 como plataforma de gestión de la flora integrando: estudios de propagación de especies nativas, infraestructura para la propagación de especies, generación de compost como soporte y abono natural para siembra. 

ν Identificación de protocolos para propagación asexual para 26 especies, así como la identificación de protocolos de propagación sexual para otras ocho especies. Entre las especies se logró identificar los protocolos más apropiados para la propagación asexual de 26 especies y propagación sexual de 8 especies, contando en total con un manual de propagación para 34. Especies forestales como polylepis, arbustivas como bacharis o cactáceas como oreocereus obtuvieron buenos resultados en los ensayos practicados.

ν Invernadero inteligente implementado con capacidad para propagar 300 mil plantones al año, de distintas especies nativas de flora, con procesos automatizados de control de temperatura, riego, humedad y radiación. Se cuenta a la fecha con 50 mil plantones de queñua propagados, así como una proyección de 70 mil plantones para 2025.

ν Implementación de planta de compostaje con tratamiento adecuado para la producción de compost en Quellaveco, a razón de 20 toneladas mensuales, las cuales son utilizadas en los procesos de forestación y cierre progresivo, así como compartidos a la comunidad. Esta acción genera circularidad, dado el aprovechamiento de los residuos para producción de abono que sostenga las siembras de plantones producidos en el invernadero automatizado.

ν Generación de bosque de queñuas, producto de la propagación de esta especie en el invernadero automatizado, haciendo partícipes de estas acciones a las comunidades aledañas (Tumilaca, Pocata, Coscore y Tala), así como a nuestros colaboradores, fomentando las buenas prácticas ambientales.

ν Como resultado de la creación e implementación de Bio 4.0 también debemos destacar que esta experiencia nos ha permitido compartir con la autoridad (Servicio Nacional Forestal y de Fauna Silvestre) los conocimientos adquiridos y los resultados obtenidos en las etapas de estudios de propagación y la propagación propiamente dicha, habiendo recibido visitas de parte de la Dirección Nacional de Investigación de este ente, así como establecido planes de trabajo en conjunto para la cooperación progestión de la flora. Adicionalmente, hemos sido parte del comité para la creación de la agenda regional de investigación en flora y fauna silvestre de la región Moquegua, en la que compartiremos toda la experiencia y los conocimientos adquiridos con el uso de la tecnología para una adecuada gestión de la flora.

Conclusiones

1. Con la tecnología implementada y la reimaginación de los procesos tradicionales se creó un modelo de gestión de la flora de manera sostenible e innovadora, obteniendo información de primer nivel, que fortalece no solamente a Quellaveco sino a las autoridades y comunidad en general.

2. Mediante los estudios realizados y la aplicación de tecnología desde los primeros pasos de los procesos de propagación se establecieron acciones que mejoran la calidad de los plantones, estableciendo mayores porcentajes de sobrevivencia en invernadero y en campo.

3. El procesamiento de residuos orgánicos y su aprovechamiento como abono sustentan la siembra de plantones propagados en invernadero, así como los procesos de siembra y revegetación de áreas en cierre progresivo.

4. El manejo sostenible de la flora en Quellaveco genera acciones positivas por la biodiversidad, sumando la transferencia tecnológica y la oportunidad de compartir los esfuerzos y resultados positivos logrados tanto en la propagación de especies endémicas como en la construcción de un invernadero de última tecnología y un modelo de gestión replicable tanto para los futuros planes de protección que establezca la autoridad como para los planes de acción que la empresa privada pueda implementar teniendo como ejemplo a Quellaveco.

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