Investigación ayuda a cuidar el agua utilizada en plantaciones forestales

  • En medio del cambio climático a nivel global y emergencia hídrica en muchas zonas de nuestro país, es importante contar con datos científicos que permitan tomar las mejores decisiones en torno al cuidado ambiental, por un lado, y al desarrollo socioeconómico del país, por otro. Ése es el corazón de la propuesta investigativa del Profesor Rafael Rubilar de la UdeC.

“Los científicos tenemos la obligación de usar la ciencia para proponer algunos mecanismos que generen soluciones a problemáticas reales y enfocar mejor todas las decisiones en materia productiva. Sobre todo, porque en general hay mucha incerteza en estos temas y en particular cuando se trabaja con suelos, aguas y bosques, todos elementos complejos y de alta variabilidad”, dice el Dr. Rafael Rubilar Pons, ingeniero forestal, con un magíster en temas de sustentabilidad con enfoque en suelos forestales y un doctorado en modelamiento ecofisiológico de la Universidad de North Carolina State University (Estados Unidos).

A partir de esa idea, el académico de la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad de Concepción, ha relacionado su investigación con la sustentabilidad de las plantaciones forestales desde los puntos de vista hídrico y nutricional. “Estos temas, de amplia preocupación social, no han sido sustentados con suficiente información científica para comprender su real magnitud. Hoy, más que solo exponer problemas, es necesario desde las ciencias forestales proponer soluciones a las problemáticas actuales en cuanto a la conservación de los recursos naturales. Un elemento muy importante para la viabilidad de estas soluciones es que vayan de la mano con los procesos productivos”, explica el investigador.

Así, el Dr. Rubilar ha liderado durante diez años una serie de proyectos, financiados a través de diversas líneas de apoyo estatal. “En 2008, obtuvimos el primer proyecto Fondecyt que, en parte, buscaba entender ciertas metodologías, en términos de evaluar la eficiencia del uso del agua en las plantaciones de eucaliptus, siempre pensando que esta especie es comúnmente sindicada como una de las que tiene mayor consumo de agua. Lo que queríamos ver es qué tan distintos eran los diversos materiales genéticos con los que las empresas forestales trabajan en sus programas de mejoramiento genético. Hay genotipos que tienen gran potencial de crecimiento, pero eso no necesariamente implica mayor consumo de agua. Además, de estas investigaciones se derivaron aspectos muy interesantes que constituyen descubrimientos de ese proyecto, como determinar cuándo esos materiales genéticos usaban el agua, es decir, en qué época del año hacían más uso de agua”. 

“Trabajamos con el eucaliptus globulus, que es el más conocido, y también con eucaliptus nitens que es muy usado en la industria. Las empresas han empezado a utilizar el nitens-globulus o gloni, como se le conoce por la primera sílaba de cada palabra. Este es un híbrido que tiene las ventajas del globulus, como una mejor calidad de la fibra, y las ventajas del nitens, que son una mejor tasa de crecimiento, resistencia a frío y ventajas fitosanitarias. La información que proveyó este proyecto FONDEF ya terminado, es determinar realmente cuáles son las tasas de uso de agua y consumo de estas plantaciones. Actualmente, las empresas están usando los números que generó este proyecto para sus estimaciones globales, es una información muy valorada”.

 

El método

Las cifras de uso de agua se obtuvieron con sensores de Granier. Los primeros utilizados en este proceso de experimentación fueron importados desde Estados Unidos, pero, desde hace un tiempo, en el Laboratorio de Investigación en Suelos, Aguas y Bosques, LISAB, dirigido por Rubilar, ya han podido elaborar los propios. “Este método se denomina medición de flujo de savia o de transpiración. Gracias a que pudimos llegar a fabricar nuestros propios sensores, también pudimos depurar la técnica de medición, y lo que hacemos es determinar la velocidad del flujo de agua (savia) en el xilema de una planta. Estos sensores ubicados en una cantidad representativa en arboles de un genotipo en una plantación se conectan a una unidad de datalogger que recibe y procesa los datos”.

Esto tiene mucho que ver con el ciclo diario del sol y, gracias a este método, que levanta datos cada 15 segundos, se puede contar con 4 millones de registros a lo largo de un año. Esto último implicó, además, un desafío computacional relevante desde el punto de vista de la capacidad de almacenamiento y procesamiento. “Otro de los aspectos más críticos fue llegar a generar una capacidad metodológica óptima, haciendo una buena síntesis e interpretación de toda la gran cantidad de información generada. Esto, a pesar de que ésta no es una técnica que se desconociera, pero implementarla a la escala y duración que lo hicimos, representa un gran desafío en términos de un conocimiento muy detallado que permite generar estimaciones verdaderamente confiables y robustas, las que se pudieron escalar y transformar a valores de tiempo”.

“Hicimos ensayos con sets de genotipos con y sin riego, en el contexto del proyecto que denominamos Eucahydro. Nos instalamos en dos sitios diferentes: uno de interior, muy seco, en Yumbel; y el otro en Constitución, costero, con una mayor humedad del ambiente. Éste es el experimento, el más grande en el mundo de este tipo por la escala de parcela, con un gran número de sensores en especímenes, y con alta representatividad de los materiales genéticos más plantados en Chile (globulus, nitens y gloni). Este proyecto es hoy reconocido a nivel mundial, y hay investigadores y personas que han venido de distintos países de América Latina, Estados Unidos, Australia y Sudáfrica. Nos han pedido presentar resultados en diversos eventos en distintas partes del mundo de nuestra investigación, lo cual nos tiene muy motivados”.

 

El impacto social y económico

“Midiendo estas tasas de transpiración de la planta, uno puede llegar a determinar el consumo de agua diario, mensual y anual de la planta, e incluso, puedes llegar a saber en qué momento, un genotipo específico está transpirando más o menos. Ahí es donde se sustenta la oportunidad que nosotros andamos buscando: que existe la posibilidad de validar esa solución a la problemática del consumo de agua, diferenciando diversos materiales genéticos en base a ese factor, para una mejor toma de decisiones de las empresas sobre qué árboles plantar en distintos lugares”, explica Rubilar.

Con todos los datos recogidos durante estos años en el LISAB, Rubilar y su equipo están estudiando la viabilidad comercial del modelo predictivo desarrollado. “Desde Fondef nos han dado libertad desde la perspectiva tecnológica para decidir con las empresas si la herramienta se usa comercialmente. Ofrecimos a las empresas, en términos de transferencia, nuestro laboratorio, ya que creamos, ante la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo, la Unidad de Evaluación de Sustentabilidad Hídrica, que nos entrega la oportunidad de proveer un servicio para las empresas con los protocolos que hemos desarrollado al interior de la Universidad y realizando todas las mediciones que se requieran y el consiguiente equipamiento asociado a ellas. El objetivo no es que se convierta en un negocio lucrativo, sino que generar un impacto importante en el sentido de lo que se pueda generar como estimadores e indicadores sobre sustentabilidad que es un tema que preocupa mucho a las empresas hoy en día tanto en lo que respecta a certificación como el compromiso con la comunidad. Además, eso nos permitiría asesorar de mejor manera a organismos públicos interesados en esta materia”.

 

Nuevos desafíos: consumo de CO2

Las empresas han demostrado permanente interés por esta herramienta, sus resultados, el modelo predictivo y su aplicabilidad. “A partir de esto, lo que viene son cuatro años más de un nuevo proyecto Fondecyt, de los cuales ya iniciamos el primero. Estamos trabajando con investigadores brasileños, australianos, norteamericanos y nuestro desafío es relacionar el uso de agua con el secuestro de carbono. Hoy en día, en esos mismos genotipos que sabemos que tienen un consumo de agua diferenciado, conocer lo que pasa con su capacidad de secuestro de carbono, además de otros datos como lo que pasa con el flujo y balance del CO2 al interior de un bosque. Esto es importante por la relación que tienen estas variables (agua y CO2) con el cambio climático, dado porque mientras más crecimiento generan a nivel de raíz, los árboles pueden generar mejor captura de este gas y esa relación no está establecida claramente”, explica sobre sus objetivos investigativos a mediano plazo.

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