Una huella química más precisa de la Amazonia

En 2017 Scot Martin, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard, imaginó un novedoso sistema de monitoreo químico basado en drones para rastrear la salud del Amazonas y monitorizar los efectos del cambio climático, la deforestación y los incendios.

El proyecto monitorearía las señales químicas emitidas por los compuestos orgánicos volátiles (COV), sustancias orgánicas compuestas fundamentalmente por carbono que ayudan a las plantas a interactuar con los organismos que las rodean. Cada especie de planta emite una señal de COVs diferente, como una huella digital, que puede cambiar según la temporada o si la planta está bajo la presión por, por ejemplo, de sequías o inundaciones. Monitorear y traducir estas señales puede revelar cómo los ecosistemas forestales responden al estrés causado por el cambio climático.

Tradicionalmente, este tipo de monitoreo se ha realizado desde grandes torres que se elevan por encima del dosel del bosque. "El Amazonas contiene miles de pequeños ecosistemas, cada uno con su propia biodiversidad y emisiones de COVs", apunta Jianhuai Ye, becario postdoctoral en la SEAS. "Sin embargo, hay menos de diez torres en todo el bosque y todas están construidas en ecosistemas similares, lo que conduce a un gran sesgo en los datos", agrega.

Martin, Ye y el resto del equipo, que incluye colaboradores de la Universidad Estatal Amazónica (UEA) y de la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de Amazonas (FAPEAM), pensaron que los drones podrían proporcionar datos más precisos en torno al bosque. Y en su primera misión observaron que la idea era acertada.

Imagen captada por los drones del dosel del Amazonas. (Foto: Jianhuai Ye/Harvard SEAS)

En el verano de 2018, después de diversos prototipos, los investigadores utilizaron sus drones especialmente diseñados para mapear la huella química digital de dos ecosistemas diferentes en la Amazonía central. Lo que encontraron anuló las teorías en torno a las emisiones a la biosfera, que suponían que los ecosistemas cercanos tenían las mismas emisiones. Los resultados se han publicado en la revista ‘PNAS’.

"Las plantas y los insectos a menudo se comunican a través de señales químicas, en lugar de señales visuales o vocales, que son más comunes entre los animales", recuerda Martin. "Con nuestros sensores químicos, podemos comprender mejor el funcionamiento actual del bosque y cómo está cambiando con el cambio del clima regional, incluida la mayor frecuencia de incendios en los últimos años en la parte de la Amazonia central".

Los investigadores volaron drones sobre bosques de meseta y bosques situados en las laderas y descubrieron que las concentraciones de unos COVs llamados isoprenos eran más del 50 por ciento más altas en el bosque de meseta que en el bosque de ladera. Por el contrario, los modelos de emisión anteriores no reflejaban ninguna diferencia.

"Esta investigación destaca lo poco que entendemos la heterogeneidad forestal", asegura Martin. "Pero las tecnologías asistidas por drones pueden ayudarnos a comprender y cuantificar las emisiones de COVs en diferentes ecosistemas cercanos para representarlos mejor en las simulaciones de los modelos climáticos y de calidad del aire", añade.

Los investigadores planean muestrear ecosistemas en valles anegados y a lo largo de los ríos en el otoño de 2019 usando un bote en el medio del río como plataforma para lanzar y recuperar los drones. También planean probar una flota de tres drones operados al unísono. (Fuente: DICYT)