Torre AndesFlux PE-TNR
Torre de medición de flujo de gases de efecto invernadero en la Reserva Nacional Tambopata
AmeriFlux, una red de torres que mide la evapotranspiración para afinar el balance hídrico y comprender los flujos de carbono a corto y largo plazo entre los ecosistemas terrestres y la atmósfera en las Américas, es parte de FluxNet, una congregación de redes regionales de América. , Europa, Asia, África y Australia. Por su parte, AndesFlux corresponde a la red de torres operada por la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), a nivel nacional, que estudia los impactos ecohidrológicos en la Amazonía occidental.
La Torre de Flujo PE-TNR está ubicada en la Reserva Nacional Tambopata y forma parte de AndesFlux, una red de torres de la Amazonía occidental equipadas con sistemas de covarianza de remolinos (covarianza de flujos turbulentos), las cuales cuentan con instrumentación compuesta principalmente por analizadores de gases y ultrasonidos tridimensionales. anemómetro, que se complementa con sensores meteorológicos de temperatura, humedad, precipitación, radiación, etc. Todo este sistema se alimenta con energía fotovoltaica, proporciona datos en tiempo real y permite monitorizar e investigar el intercambio de gases de efecto invernadero (carbono, agua y metano) entre el bosque y la atmósfera, así como el equilibrio energético proveniente del sol y captado a través del bosque para el proceso fotosintético.
Bosques tropicales: sumideros de carbono y reguladores del agua
Los bosques tropicales constituyen uno de los depósitos y sumideros de carbono de biomasa terrestre más importantes debido a su capacidad de capturar carbono atmosférico (CO2). Gracias a este proceso, los bosques juegan un papel importante a la hora de equilibrar el ciclo del carbono y mitigar los efectos del cambio climático. Además, son importantes en el ciclo hidrológico, ya que el agua interceptada por la vegetación se evapora y forma corrientes de aire cargadas de humedad, lo que ayuda a regular los patrones de viento y lluvia.
Evaluación del carbono en los bosques: ¿parcelas, torres, satélites?
Los bosques amazónicos occidentales presentan patrones bióticos climáticos complejos y particulares debido a su proximidad a los Andes, condicionando su respuesta al cambio climático y la deforestación. Existen varios métodos para evaluar el flujo y equilibrio de carbono entre el bosque y la atmósfera y ver su aporte como agente mitigante del efecto invernadero:
1.- Métodos alométricos que consisten en realizar evaluaciones de biomasa in situ en un área determinada (1ha)
2.- Método de covarianza de flujo. Evaluación de flujos de carbono, metano y agua entre el bosque y la atmósfera a través de la información recopilada por las torres de flujo.
3.- Teledetección. Evaluación realizada mediante drones, avionetas o satélites implementados con LIDAR u otra tecnología.
Metodología:
El método de covarianza de remolinos es una técnica basada en mediciones atmosféricas de flujos verticales de aire, que permiten calcular las emisiones y consumos de gases entre el bosque y la atmósfera. Además, estima el intercambio de carbono y otros gases de efecto invernadero, así como el balance energético de los ecosistemas terrestres y acuáticos.
En sus inicios, hace 40 años, este método se utilizó en el campo de la micrometeorología. Hoy en día tiene múltiples aplicaciones, incluida la agricultura y la investigación científica.
Para estudiar los balances de carbono, agua y energía en los bosques tropicales occidentales se han implementado torres de medición de flujo que cuentan con sensores que trabajan en altas y bajas frecuencias. Los sensores de alta frecuencia generan 10 mediciones por segundo y están compuestos por los analizadores de gases CO2, CH4 y H2O, y el anemómetro de ultrasonidos tridimensional. Por su parte, los sensores de baja frecuencia generan una medición por minuto e incluyen sensores meteorológicos como temperatura, humedad, precipitación, radiación de onda larga y corta, radiación fotosintéticamente activa, temperatura del suelo, etc.
Los datos generados por las torres son posteriormente procesados mediante el uso de software especializado, que permite el cálculo de variables importantes como el flujo neto de carbono, agua, energía, productividad primaria bruta, eficiencia hídrica, etc.
La Torre PE-TNR fue la primera infraestructura metálica instrumentada con fines de investigación en el Perú (2015) y tiene 54 metros de altura. Además, es el tercero en Sudamérica que realiza mediciones calibradas de CO2 atmosférico como parte del proyecto OCO-2 (observatorio orbital de carbono) de la NASA.
Esta torre es resultado del trabajo colaborativo entre la Alianza Escocesa para la Geociencia, el Medio Ambiente y la Sociedad – SAGES (por sus siglas en inglés), la Universidad de Edimburgo, la ONG AIDER, la empresa Peruana Safaris, el Servicio Nacional de Áreas Protegidas por el Estatal (SERNANP) y la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP).
A nivel nacional, AndexFlux cuenta con cuatro torres ubicadas en:
PE-BRE, en la concesión para la conservación BREO (San Martín).
PE-PAN, en la Estación Biológica y el Área de Conservación Privada Panguana (Huánuco).
PE-AMG, en la Estación Biológica Los Amigos (Madre de Dios).
Resultados y conclusiones:
La Torre PE-TNR permite ver los flujos de CO2 y H2O en una fina escala de tiempo. En ambas gráficas representadas en una escala de intensidad cromática se puede observar que el color azul corresponde a valores bajos o negativos; mientras que el color rojo, valores altos o positivos. En términos de flujos, los valores negativos indican que el bosque se comporta como un sumidero de carbono. Por su parte, los valores positivos requieren la emisión de gases:
a.- Podemos apreciar el comportamiento de los flujos de CO2 a través de los ciclos circadianos en los años 2017, 2018 y 2019. El bosque ejerce su mayor capacidad de absorber CO2 de la atmósfera entre las 6:00 am y las 4:00 pm, lo cual se representa en colores azules.
b.- Respecto al H2O el comportamiento es inverso, ya que, según el proceso fotosintético, mientras el CO2 fluye de la atmósfera hacia la hoja, el H2O se desplaza desde la hoja hacia la atmósfera. Este proceso se conoce como evapotranspiración. En la gráfica observamos que entre las 6:00 y las 16:00 horas, el bosque alcanza sus valores máximos de evapotranspiración; es decir, pérdida de agua a través de las hojas.
Las estaciones lluviosa y seca también muestran diferentes patrones de flujo:
a. La temporada húmeda o lluviosa (verde) alcanza valores menores en los flujos, lo que indica que es durante esta época cuando el bosque ejerce su mayor capacidad de absorción de CO2.
b. La evapotranspiración también se vuelve mayor en la época de lluvias, cuando alcanza los mayores valores de flujo de H2O, ya que una mayor fijación de CO2 implica una mayor evapotranspiración o pérdida de H2O.