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domingo, febrero 5, 2023

Mapear las raíces y los troncos de árboles urbanos

Una tecnología innovadora, no destructiva ni invasiva, que permite mapear los sistemas radiculares y obtener información sobre las condiciones internas de los troncos mediante imágenes en alta resolución, y sin necesidad de efectuar perforaciones o excavaciones.

Mapear las raíces y los troncos de árboles urbanos. Brasil, el manejo de los árboles urbanos es fundamental para asegurar la integridad de las personas –y su bienestar– y las propiedades en las calles de las ciudades. Para que esta tarea resulte fructífera, es necesario efectuar una evaluación precisa del estado fitosanitario y de la estabilidad de los mismos. Pero existen escasas herramientas con las cuales se pueda realizar el diagnóstico para concretar dichas evaluaciones.

Con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP, Kerno Geo utilizó el conocimiento y los métodos de la geofísica para desarrollar la herramienta diagnóstica Kerno ANDAS. Aparte de producir imágenes del interior de los troncos y efectuar un mapeo tridimensional de las raíces, esta tecnología también suministra datos sobre las propiedades físicas del suelo y su relación con las raíces existentes en la naturaleza local.

Geofísica

“En geofísica, estudiamos el interior de la tierra y el subsuelo mediante métodos indirectos que poseen una vasta aplicación en la minería, en la prospección de petróleo, en la arqueología y en los estudios de aguas subterráneas, por ejemplo. Entonces lo que hicimos es imprimirle otro enfoque a estos métodos, para aplicarlos al estudio de los árboles urbanos”, dice Vinicius Neris dos Santos, investigador responsable del proyecto y uno de los socios de Kerno Geo.

De acuerdo con Neris dos Santos, el manejo de la arborización urbana requiere de una amplia evaluación, ya que las condiciones de estabilidad dependen de diversos factores. De este modo, el análisis de las condiciones internas de los troncos –en busca de cavidades o partes podridas, por ejemplo– y el mapeo de los sistemas radiculares hacen posible formular un diagnóstico integral para la evaluación de riesgos de caídas.

Esto contribuye en la toma de decisiones referentes al manejo, al evitar los riesgos socioeconómicos relacionados con las caídas y la consiguiente disminución de costos futuros con la remoción o el reemplazo de especies.

Mapeo

“El problema reside en que las herramientas disponibles para el mapeo de las raíces eran limitadas o escasamente utilizadas, fundamentalmente cuando las raíces se encontraban debajo de pisos impermeables de hormigón o de asfalto.

En esos casos, para poder efectuar cualquier tipo de análisis del sistema radicular, era necesario romper el piso existente, con el consiguiente aumento de costos y del tiempo de ejecución. Con los métodos geofísicos empleados ahora, estos estudios pueden realizarse en forma eficiente, confiable y rápida”, explica Neris dos Santos.

Al percatarse de la existencia de esta laguna, Neris dos Santos, quien es geofísico, el geólogo Marcelo Martinatti y el matemático Marcelo Caetano se unieron para llevar adelante un proyecto en que adaptase los métodos de la geofísica al estudio de los árboles.

En 2018, dicho proyecto se puso en marcha, y su secuencia fue 2020 con la Etapa II, que culminó a mediados de 2022. El producto ya se encuentra presente en el mercado y cuenta con diversos clientes tanto del sector público y como del privado.

“Nuestra tecnología se basa en la combinación de dos métodos geofísicos: uno eléctrico, llamado electrorresistividad, y otro electromagnético, conocido como GPR [Ground Penetrating Radar]. Mediante el método de la electrorresistividad, se inyecta una corriente eléctrica directamente en el tronco o en el suelo, que permite medir la distribución de la resistividad eléctrica y detectar la presencia de cavidades o de sectores con putrefacción en los troncos y mapear áreas con existencia de raíces en el subsuelo”, explica.

Mapear las raíces y los troncos de árboles urbanos

En tanto, el GPR –un carrito de pequeñas dimensiones que se arrastra por el suelo– emite ondas de radio en alta frecuencia que los objetos existentes debajo del suelo reflejan, y así las mismas regresan al aparato.

Por medio de ese retorno de las ondas electromagnéticas, se obtienen imágenes en alta resolución a diversas profundidades, lo que permite distinguir la existencia de raíces y su distribución espacial, aparte de evaluar el diámetro de las principales estructuras. Este mismo método hace posible obtener parámetros del suelo tales como la porosidad y el contenido del agua con base en los datos geofísicos.

“Cuando pretendemos caracterizar las raíces mapeando su profundidad, su distribución espacial y su diámetro, utilizamos el GPR. Si pretendemos caracterizar el suelo con relación a la biomasa, a los efectos de determinar el volumen de la raíz de un árbol, utilizamos la electrorresistividad. Para localizar cavidades en los troncos, podemos emplear ambos métodos”, dice Neris dos Santos.

Para diseñar soluciones

En la primera fase de las investigaciones, el equipo de Kerno Geo estudió la factibilidad de la aplicación de los métodos geofísicos con el propósito deseado. Al cabo de una inmersión en el mundo de la arborización urbana –y mucha interacción con ingenieros forestales, biólogos y agrónomos – los empresarios descubrieron que el GPR podría constituir una solución viable.

Una de las instituciones que consultaron fue el Instituto de Investigaciones Tecnológicas (el IPT, vinculado a la Secretaría de Desarrollo Económico del Estado de São Paulo), que es una referencia en este tipo de análisis.

“Nos dijeron que no conseguían obtener información sobre las raíces y que si nosotros pudiésemos proveerles una herramienta para su mapeo marcaríamos una excelente diferencia. El reto consistía en traducirle las imágenes de los métodos geofísicos al público en general”, subraya Neris dos Santos.

Para ello fue necesario desarrollar un software capaz de analizar los datos obtenidos y generar imágenes de fácil comprensión para quienes carecen de contacto con la geofísica. Se realizaron entonces pruebas de campo en árboles de diversas especies y en distintos tipos de medio ambiente.

Tecnología

“También era necesario que la calidad de la tecnología se aliase al tiempo, pues había que dotar de agilidad al proceso y allanar así el camino para que fuese posible analizar una cantidad mayor de ejemplares”, comenta.

Aparte del IPT, el proyecto también contó con la colaboración del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP) –que ayudó a los empresarios a familiarizarse con las características de los árboles urbanos– y del Instituto de Geofísica de la USP, que brindó su apoyo con los aparatos para que el equipo saliera al campo a recabar datos.

“Tras verificar la factibilidad, en la Etapa II del PIPE pudimos adquirir nuestros propios aparatos y contratar a un becario de capacitación técnica en el área de la biología para que nos aportara el conocimiento que nos faltaba.

En esta etapa realizamos más pruebas y los procedimientos de validación de la tecnología, y salimos en busca de socios”, afirma Neris dos Santos. El equipo entró en contacto con la Secretaría Verde y de Medio Ambiente de la Municipalidad de São Paulo, con el objetivo de darle a conocer la tecnología que estaba desarrollando con el apoyo de la FAPESP.

“Se interesaron en el acto y nosotros creamos lo que denominamos como el proyecto piloto, que es una presentación de nuestra tecnología destinada a las alcaldías, que son las responsables de la arborización urbana.” Mapear las raíces y los troncos de árboles urbanos.

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