Sensores captan los flujos de gases entre los árboles y la atmósfera
El aire que se mueve encima del bosque lleva información valiosa sobre cómo los árboles absorben carbono, y qué puede pasar en el futuro a medida que aumentan las temperaturas globales.
Al igual que los seres humanos inhalamos y exhalamos, los ecosistemas absorben y liberan gases. Hay un constante intercambio de dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O) y otros gases entre los suelos, la vegetación y el aire, que los científicos miden para saber cuánto se libera a la atmósfera, y cuánto absorben las plantas y árboles a través de la fotosíntesis.
Este intercambio de gases se mide por medio de un sistema llamado covarianza o correlación de remolinos (eddy covariance en inglés).
Un remolino (eddy) es aire que se mueve circularmente a causa de turbulencia (cambios en velocidad y dirección). En la noche, las temperaturas bajan y el aire es más estable, y durante el día, cuando suben las temperaturas, el aire se mueve más; estas fluctuaciones entre el día y la noche crean el viento que sentimos, y por lo tanto los remolinos o eddies, que se mueven en diferentes direcciones, llevando distintas concentraciones de CO2, H2O y otros gases.
La covarianza (covariance) se refiere a medir simultáneamente la concentración de gases y cambios de dirección de los remolinos, para entender cuánto carbono, vapor de agua y energía se están desplazando y hacia dónde, y cómo cambian de momento a momento (flujos o fluxes). Esto se hace con equipos llamados anemómetros sónicos, que miden la velocidad y dirección del viento, y analizadores infrarrojos de gases CO2/H2O. Son cientos de mediciones por minuto en tiempo real de estos dispositivos que detectan cuántas moléculas de estos gases se mueven a través de un área o volumen definido, y cuántas suben a la atmósfera o son absorbidas por los bosques.
“El sistema Eddy Covariance (EC) es una técnica micro-meteorológica utilizada para monitorear directamente estos intercambios entre los bosques y la atmósfera, ya que estas interacciones son críticas para entender el papel de los bosques dentro del sistema climático global,” explica Matteo Detto, investigador del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Princeton, quien instaló el sistema EC en la torre AVA en Isla Barro Colorado (BCI) en 2012.
“El carbono puede estar en muchos lugares, en el suelo, en las plantas, en la atmósfera, y simplemente no hay otra forma de rastrearlo, pero este sistema lo logra,” cuenta Joe Wright, científico del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI).
En el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI), el técnico de investigación Alfonso Zambrano administra y verifica la recolección de datos del sistema EC. “El sistema EC de BCI ha estado operando de manera continua durante los últimos diez años,” comenta Zambrano. “Es importante porque es una manera localizada de calcular el intercambio de gases sobre el bosque. Y hay muy pocos de estos sistemas en el trópico.”
La primera torre AVA se construyó en 2012 como parte del programa de monitoreo de clima de la red ForestGEO; Detto, entonces científico asociado de STRI, agregó los sensores del sistema EC, y los administró hasta 2017.
“Establecí el sistema EC en BCI para tener más información de cómo los bosques tropicales absorben carbono y utilizan agua, y cómo estos flujos responden a la variabilidad ambiental,” dice Detto. “Este monitoreo es esencial para entender cómo los bosques tropicales reaccionan ante cambios naturales, como sequías y calentamiento, y cómo mejor conservarlos.”
“El sistema EC capta datos diez veces por segundo, es decir 10 Hz (Hertz). Y gracias a Matteo, tenemos aproximadamente diez años de data,” comenta Wright.
En 2019 se reconstruyó la torre luego de que le cayera un árbol, y se reinstalaron los sensores. Desde entonces la torre forma parte del programa de monitoreo físico de STRI.
Zambrano administra el sistema EC y sus datos localmente. Realiza visitas periódicas a la torre para descargar datos y monitorear el sistema de energía, y para darle mantenimiento preventivo y reemplazar los equipos cuando es necesario; no es una tarea fácil, ya que implica frecuentemente escalar y pasar varias horas al tope de una torre de 45 metros (aproximadamente 147 pies) de altura, más o menos el equivalente a subir un edificio de 12 pisos.
