Manglares, memoria del mar y una alerta para el Caribe colombiano

 Durante los últimos 5.000 años se han registrado en los manglares los avances y retrocesos del mar, y ellos han protegido la línea costera frente a cambios climáticos extremos. Hoy ese archivo natural y esa barrera viva están desapareciendo a un ritmo acelerado, lo que pone en riesgo tanto los ecosistemas y asentamientos costeros como la estabilidad del litoral colombiano. Su importancia se evidencia tras las afectaciones registradas en días recientes en Bolívar, Atlántico, Magdalena y Sucre, y ante una nueva alerta por frente frío prevista para este fin de semana, con fuertes vientos y oleaje elevado.

Eventos como los advertidos por el Ideam y la Dirección General Marítima (Dimar) recuerdan que los manglares cumplen un papel fundamental al retener sedimentos, reducir la energía de las olas y contribuir a la estabilidad de la línea de costa. Comprender cómo han funcionado estos ecosistemas a lo largo del tiempo es justamente el propósito de las investigaciones desarrolladas por los profesores Orlando Rangel Churio y Alexis Jaramillo Justinico, del Instituto de Ciencias Naturales (ICN) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) y que alertan sobre la urgencia de tomar decisiones.

“Durante el Holoceno –la época geológica actual– el Caribe colombiano ha vivido eventos repetidos de transgresión y regresión marina, y esa transformación de paisajes, ecosistemas y formas de vida ha quedado registrada bajo tierra”, afirman los académicos del grupo de investigación en Biodiversidad y Conservación.

El profesor Jaramillo explica que “la regresión marina ocurre cuando el mar se retira de la línea de costa actual, mientras que la transgresión marina se produce cuando vuelve a avanzar sobre territorios continentales. Estos movimientos han estado ligados tanto a los ciclos de glaciaciones –cuando grandes volúmenes de agua quedan retenidos en el hielo y el nivel del mar desciende– como a los periodos de deshielo, cuando el nivel del mar vuelve a aumentar, cambios que afectan la vegetación y la biota asociadas, y cuyas evidencias quedan registradas en los sedimentos y en el territorio aledaño a la costa”.

El archivo natural del litoral

A partir de perforaciones realizadas en zonas como la Ciénaga Grande de Santa Marta, la Caimanera (Coveñas), el Parque Nacional Natural Tayrona y otros sectores costeros del Caribe colombiano, los investigadores y sus estudiantes llevan varios años analizando capas de sedimento mediante técnicas geológicas como la estratigrafía, que permiten una resolución excepcional: cada centímetro de sedimento funciona como un registro del tiempo y puede contener entre 20 y 60 años de historia ambiental.

“En las columnas de sedimento extraídas durante las perforaciones se observan variaciones de arena, limo, turbas y materia orgánica, y luego, al microscopio, dominios de diferentes componentes que funcionan como marcadores de cambios ambientales”, explica el geólogo Jaramillo.

El biólogo Rangel agrega que “reconstruir esa historia implica entender el litoral como un sistema vivo en donde interactúan el agua dulce y el mar. En los estuarios (zonas donde los ríos desembocan en el mar) y deltas (regiones en donde los ríos se dividen antes de llegar a la costa) esa interacción define qué organismos se pueden establecer, y el factor que marca esa frontera ecológica es la salinidad”.

Además, el análisis de polen, semillas y restos vegetales permite identificar qué tipo de vegetación –y por extensión qué ecosistema– predominaba en cada periodo y cómo respondía a la salinidad, el agua dulce y las variaciones del nivel del mar.

Así, el análisis parte de cómo se ordena la vegetación costera en franjas desde el mar hacia tierra firme. “En el frente más expuesto al mar suele dominar el mangle rojo Rhizophora mangle, y más hacia zonas con mayor influencia de agua dulce aparecen otras especies como Avicennia germinans”.

“Cuando este avanza o retrocede, esa ‘frontera’ vegetal se mueve, y ese movimiento queda guardado en el polen y los restos. Por eso desde hace cerca de 15 años en el grupo de investigación de Biodiversidad y Conservación del ICN hemos fortalecido el trabajo interdisciplinar con geólogos para leer en paralelo el mensaje del sedimento y el de la vegetación”.

“Interpretar un sedimento es comparable a leer un análisis de sangre: en un sedimento tomado a determinada profundidad, aparece un conjunto de señales —un ‘espectro’— que permite ver qué especies están presentes, cuáles dominan y cómo se relacionan entre sí”, indica el académico.

Ese “diagnóstico” ecológico se construye a partir de la autoecología de las especies y de la forma como se organizan en comunidad, y a partir de esa lectura el indicador biológico es el más sólido para interpretar los cambios ambientales registrados en el litoral.

Gracias a este tipo de análisis, los investigadores han podido reconstruir la historia ambiental del Caribe colombiano a escalas de miles de años. En los últimos 5.000 años las perforaciones han mostrado transiciones marcadas entre una transgresión y una regresión marina en un periodo de 1.900 a 2.100 años, con cambios en las formaciones vegetales asociadas.

Los investigadores advierten que en la Ciénaga Grande de Santa Marta han llegado a información de hasta 8 m de profundidad, en columnas de sedimento que aún no alcanzan el fondo, lo que sugiere que hay más historia enterrada y posibilidades futuras de ampliar la reconstrucción ambiental.

Barrera natural frente al aumento del mar

Los estudios muestran que cuando el manglar se establece y se mantiene, la línea de costa gana estabilidad. Estos ecosistemas retienen sedimentos y materia orgánica, lo que favorece la acumulación progresiva de material que eleva el terreno con el paso del tiempo y contribuye a proteger la costa frente a la erosión, las tormentas y el avance del mar (acreción).

“Cuando el manglar se expande y se mantiene, el suelo aumenta su nivel precisamente por esa capacidad de retener material, un proceso que fortalece la protección natural del litoral. Esta evidencia permite trazar con claridad el papel fundamental del manglar como protección de la costa frente a la erosión y al avance del mar”, explica el profesor Rangel.

Según los análisis realizados por el equipo investigador, en algunas zonas del Caribe los registros muestran aumentos del nivel del suelo asociados con manglares y turbas (acumulaciones de materia vegetal formadas en ambientes húmedos) entre 5,2 y 11,4 mm/año por año, mientras que en áreas con material detrítico arcilloso (sedimentos finos transportados y depositados por ríos y corrientes como en las ciénagas continentales) las tasas de sedimentación pueden alcanzar valores entre 0,5 y 1,2 mm/año. Esta evidencia permite trazar con claridad el papel fundamental del manglar como protección de la costa frente a la erosión y al avance del mar.

El problema es que esa protección natural se está perdiendo a un ritmo alarmante. Según los datos presentados por los expertos, Colombia ha perdido más del 80 % de los manglares del Caribe. De una extensión histórica cercana a los 4.500 km² hoy quedarían apenas unos pocos cientos, con una tasa de desaparición cercana a los 8,5 km² por año en las últimas décadas.

Añaden que la discusión sobre el nivel del mar también empieza a mirar escenarios de cambios súbitos, como tsunamis y maremotos, una hipótesis que ha sido motivo de preocupación en investigaciones internacionales.

“La evidencia científica es suficiente y el debate ya no debería centrarse en seguir diagnosticando el problema, sino en tomar decisiones. La solución no es construir muros de concreto, sino recuperar las áreas donde históricamente existieron manglares. Eso protege la costa, genera empleo y restaura ecosistemas, y ya existe tecnología para su recuperación”, señala el profesor Rangel.

Los investigadores advierten además sobre la ocupación y titulación de nuevas tierras formadas por procesos naturales en zonas litorales, que deberían ser protegidas por el Estado debido a su fragilidad y valor ecológico. El profesor Jaramillo alerta que, a partir de imágenes aéreas y satelitales, se han identificado nuevas áreas formadas por la sedimentación de ríos como el Sinú y el Turbo, que ya aparecen tituladas a particulares.

“Son tierras de nueva generación, producto de la dinámica natural de los ríos y del mar, que se deberían conservar y contar con protección estatal, ya que su ocupación puede afectar procesos ecológicos y geomorfológicos fundamentales del litoral”, explica.

También alertan sobre la alta vulnerabilidad del litoral Pacífico, una región donde la información científica aún es escasa pese a los riesgos crecientes. El profesor Rangel advierte que, aunque el Caribe colombiano cuenta con estudios paleoambientales y sedimentológicos relativamente detallados, en el Pacífico todavía existen vacíos importantes de investigación sobre la dinámica costera y los cambios del nivel del mar.

En palabras del investigador, “mientras el Caribe está bien documentado, el Pacífico resulta aún más preocupante y su vulnerabilidad puede ser mucho mayor, en parte porque la falta de registros científicos continuos dificulta dimensionar con precisión los impactos de componentes o tensionantes (factores) involucrados en el cambio climático (deforestación, fluctuaciones del nivel del mar), así como la expresión máxima de estos eventos en esa región”.

Reconstruir la historia ambiental del Caribe colombiano no es un ejercicio académico aislado, sino que permite anticipar escenarios, comprender los límites de los ecosistemas y orientar políticas públicas frente al cambio climático y el aumento del nivel del mar.

“La UNAL ya hizo su parte: producir conocimiento sólido. Ahora necesitamos que ese conocimiento sea escuchado”, concluyen los investigadores, quienes compartieron estos hallazgos en el programa Naturalmente, emitido por Radio UNAL.

 

En Punta Soldado los manglares resisten, pero el mar no da tregua

 En el Pacífico colombiano, los manglares de la isla Punta Soldado son fuente de alimento, forman parte de la cultura, y además protegen a las comunidades costeras de inundaciones y erosión. Sin embargo, un estudio revela que su capacidad de defensa natural se ve afectada tanto por el aumento del nivel del mar y los eventos extremos como El Niño, como por la deforestación y la sedimentación provocadas por actividades naturales y humanas. En 25 años se han perdido alrededor de 37 hectáreas de manglar, situación que pone en riesgo a la comunidad.

Ubicada al sur de la bahía de Buenaventura, hace más de 100 años la isla Punta Soldado es habitada por una comunidad afrodescendiente organizada en el Consejo Comunitario, que ha desarrollado sus actividades de pesca, agricultura y recolección al ritmo de la marea. Este ecosistema ha sido su fuente de alimento, espacio cultural y escudo natural frente a los embates del mar, pero hoy su cobertura se reduce año tras año, afectada por la variabilidad climática y la acción humana.

Un reciente estudio realizado por Natalia Zapata Delgado, magíster en Ingeniería - Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, evidenció que la capacidad de protección de los manglares está en riesgo. Según los modelos desarrollados por la investigadora, se requieren al menos 30 hectáreas para mitigar eficazmente el impacto de las olas, pero entre 1996 y 2020 la zona ha perdido alrededor de 37 hectáreas.

La magíster explica que “las raíces de los manglares funcionan como escudos vivos que disipan la energía de las olas del mar, pero su eficacia depende de condiciones específicas como la altura de las olas, su dirección y el nivel del mar”.

Al respecto, el profesor Andrés Osorio, director del Grupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería Costera (Oceánicos), destaca que “Punta Soldado enfrenta una doble amenaza: por un lado, la variabilidad climática –como los eventos de El Niño que elevan el nivel del mar hasta en 60 cm, lo que equivale a décadas de cambio climático acumulado–, y por otro las presiones humanas como la tala de manglares.

“Cuando el nivel del mar sube, las olas ganan fuerza y la erosión se intensifica poniendo en riesgo a la comunidad y sus medios de vida, ya que estos ecosistemas no solo ofrecen protección sino también alimento, madera, aire limpio y oportunidades económicas”.

“Invertir en conservación no es solo una cuestión ambiental, es prevenir pérdidas mucho más costosas a futuro”, explica el investigador Osorio, director del estudio.

Sistemas que respiran y se transforman

En su investigación, la magíster Zapata analizó la función protectora de estos ecosistemas frente a fenómenos como la subida del nivel del mar y las olas extremas. El trabajo parte del enfoque de sistemas socio-ecológicos y del concepto de “contribuciones de la naturaleza a las personas”,

propuesto por el Plataforma Intergubernamental sobre Biodiversidad y Servicios Ecosistémicos (IPBES). Ella lo resume así: “los manglares no son solo árboles que detienen olas, son sistemas vivos donde la naturaleza y las personas están profundamente conectadas, por lo que los cambios en uno afectan al otro”.

Así, su tesis buscó entender cómo esa relación se ve afectada por eventos extremos como El Niño y la pérdida de manglar: “una pequeña decisión en el sistema puede tener consecuencias grandes en su capacidad para proteger a la comunidad”, dice.

El estudio combinó herramientas cuantitativas –como modelación numérica y valoración económica– con enfoques cualitativos como entrevistas y observación participante. “No se trataba solo llegar con datos, sino de escuchar lo que la comunidad tiene para decir sobre el manglar”, explica la investigadora. Así se construyó un diálogo que permitió validar los resultados técnicos con el conocimiento local.

Las mujeres piangueras manifestaron que “cuando el mar está muy bravo no hay palo que aguante”, una frase que refleja lo que confirmaron los modelos: en condiciones extremas la capacidad de protección del manglar puede reducirse hasta en un 80 %.

Además se identificaron los “drivers de cambio”, es decir los factores que provocan transformaciones en el ecosistema, como la deforestación, la contaminación y las dificultades para hacer cumplir las regulaciones de protección, tarea esencial para construir un modelo de dinámica de sistemas que permita entender las interacciones entre las dimensiones física, social y económica.

El valor de lo tangible y lo intangible

Uno de los aportes más innovadores del estudio fue traducir en cifras económicas los servicios ecosistémicos que brinda el manglar. Para esta parte la magíster estuvo co-dirigida por la profesora Clara Inés Villegas, experta en valoración económica de ecosistemas. Se estimó cuánto costaría reemplazar los servicios de protección que ofrecen los manglares si se perdieran por completo, y la cifra fue contundente: alrededor de 8.000 millones de pesos.

Pero el valor va más allá del dinero: “si se pierde el manglar también se pierde la piangua, la tranquilidad, y la identidad cultural”, señala la tesis. Las mujeres piangueras, por ejemplo, no solo recolectan este molusco, sino que además lideran acciones de restauración.

El profesor Osorio subraya que estos estudios buscan proveer argumentos sólidos para que las autoridades ambientales y los decisores inviertan en conservación como una estrategia costo-efectiva. “No se trata solo de ser ambientalistas, sino de prevenir riesgos futuros mucho más costosos”, puntualiza.

Precisamente por eso la tesis no se queda en lo académico: parte de sus resultados se están incorporando en la formulación del Plan de Manejo Ambiental de Punta Soldado, liderado por el Consejo Comunitario – asesorado por un equipo técnico-cultural– y la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca. 

“Para mí, más allá de los resultados técnicos, la mayor contribución es que este estudio sirva para que la comunidad tenga más herramientas y pueda tomar mejores decisiones sobre su territorio”, concluye la magíster Zapata.

 

Manglares de San Andrés y Tumaco responden distinto a la erosión costera

 Mientras en las playas de Bocagrande (Tumaco), cuando el oleaje es más intenso, los manglares prosperan, en el Parque Nacional Manglares de Old Point (San Andrés) ocurre lo contrario: la potencia de las olas los deteriora, debilitándolos con el tiempo. Así se evidenció luego del análisis de imágenes satelitales y datos sobre oleaje y caudal en estas regiones, un enfoque novedoso ya que considera a estos ecosistemas como indicadores de la erosión costera.

La erosión costera es un fenómeno natural generado por el oleaje, el viento, las corrientes oceánicas y las mareas. Sin embargo, según la investigadora Johanna Paola Echeverry Hernández, magíster en Biología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), la actividad humana acelera este proceso, convirtiéndolo en un problema no solo para los ecosistemas sino también para las comunidades que habitan las zonas costeras.

Este fenómeno afecta a diversas regiones del país. Datos del Observatorio Ambiental de Cartagena de Indias —una ciudad que la experta ya había estudiado en relación con la erosión costera— indican que “La Heroica” enfrenta un alto riesgo debido al aumento del nivel del mar, las lluvias torrenciales y otros factores que propician la erosión y las inundaciones.

Investigaciones de las Universidades de los Andes y EAFIT advierten que para 2040 el nivel del mar en Cartagena se incrementaría entre 15 y 20 cm, poniendo en peligro al menos al 80 % de los barrios de la ciudad. 

Este problema no es exclusivo de Colombia. Según un artículo publicado en la revista Nature Climate Change, en las próximas tres décadas el mar avanzará unos 100 m sobre las playas del mundo, con América Latina entre las regiones más afectadas; particularmente Chile, Argentina y México serían los países más vulnerables.

Dado que se estima que el 40 % de la erosión costera es prevenible, la investigación de la magíster Echeverry cobra especial relevancia, ya que en su estudio comparó el comportamiento de los manglares de San Andrés, donde se encuentran dentro de un área protegida, y en Tumaco, donde la madera de estos ecosistemas es aprovechada con fines comerciales. 

Estos bosques de árboles y arbustos, además de servir como barreras naturales contra la erosión, cumplen funciones ecológicas esenciales: capturan y almacenan carbono, y albergan una gran diversidad de especies marinas, como peces y moluscos.

Del satélite al detalle

Para su análisis la investigadora utilizó imágenes satelitales de acceso público y gratuito, como las de PlanetScope y Rapideye, del periodo 2010-2023. Estas herramientas le permitieron obtener una visión detallada de la cobertura vegetal en el Caribe y el Pacífico colombianos, con especial énfasis en los manglares.

Además recurrió a los datos del programa Climate Data Store Copernicus de la Unión Europea —dedicado al monitoreo ambiental del planeta— para evaluar variables como temperatura y oleaje. También utilizó imágenes de la NASA y registros del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) sobre el impacto del fenómeno de El Niño en estas zonas.

El análisis de estas variables, realizado a través de un software especializado en geografía y estadística, reveló hallazgos significativos. En primer lugar, los manglares no responden de la misma manera a la erosión en todo el país, lo que cuestiona las estrategias de conservación que los abordan como ecosistemas homogéneos.

Por ejemplo en Bocagrande (Tumaco), cuando el oleaje es más intenso, los manglares prosperan. La fuerza del mar contribuye a la acumulación de sedimentos permitiendo la expansión de estos ecosistemas y evitando la progresión de la erosión, mientras en San Andrés ocurre lo contrario: la intensidad de las olas deteriora los manglares, debilitándolos con el tiempo.

Otro factor determinante es la temperatura. Durante los eventos de El Niño —que elevan la temperatura del agua— los manglares de Tumaco no logran resistir y mueren, mientras que los de San Andrés se ven favorecidos y prosperan. En cambio, con el fenómeno de La Niña ocurre lo opuesto.

El estudio también evidenció la importancia del caudal de ríos y mares en estos procesos: mientras en Tumaco un mayor volumen de agua ayuda a los manglares a procesar y aprovechar los sedimentos, en San Andrés esta dinámica es diferente, ya que la Isla carece de ríos que alimenten sus costas con estos materiales.

La investigación aporta un nuevo enfoque para entender la erosión costera, al demostrar que los manglares pueden ser indicadores importantes de estos procesos. Sin embargo, su respuesta a los cambios ambientales varía según la región, lo que resalta la necesidad de diseñar estrategias de conservación adaptadas a las particularidades de cada ecosistema.

Turismo y contaminación amenazan los manglares del Pacífico

 Lo que impulsa el turismo en la costa Pacífica también está amenazando su equilibrio natural. Una investigación de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) encontró que la contaminación por fosfatos y nitratos –causada por aguas residuales y restos agrícolas– está afectando la regeneración de los manglares en Buenaventura y Tumaco, poniendo en riesgo su biodiversidad y los servicios que les brindan a las comunidades. El impacto de este deterioro sería irreversible si no se toman medidas urgentes.

Los manglares son ecosistemas que, además de albergar una rica biodiversidad, sostienen la vida de comunidades negras e indígenas, las cuales los utilizan para pescar, recoger frutos y obtener materiales de construcción. Así mismo, brindan servicios ecosistémicos esenciales como proteger las costas, purificar el agua y capturar carbono. No obstante, estas funciones están siendo alteradas por acciones humanas como el vertimiento inadecuado de desechos, la acumulación de microplásticos y el uso excesivo de fertilizantes en zonas aledañas.

La investigadora Luisa Fernanda Mondragón Díaz, magíster en Ingeniería Ambiental de la UNAL, estudió la relación entre la concentración de nutrientes en los sedimentos y la estructura de los bosques de manglar en Buenaventura y Tumaco. Su estudio demostró que los bosques cercanos a zonas urbanas y turísticas reciben mayor carga contaminante, lo que afecta su crecimiento y composición.

Para su trabajo se analizaron cuatro sitios con distintos niveles de intervención humana: en Buenaventura se compararon los manglares del bosque de Piangüita –altamente expuestos al turismo y la contaminación– con los de San Pedro, más protegidos por barreras naturales, y en Tumaco se evaluaron los bosques de Bocagrande, situados en una zona turística, y los de Rompido, donde la tala y quema de árboles son frecuentes.

Las muestras se tomaron del agua intersticial de los sedimentos, aquella atrapada entre las partículas del suelo (o sedimento) en un ecosistema acuático, que actúa como un reservorio de nutrientes y otras sustancias químicas influyendo en la disponibilidad de elementos esenciales para las plantas y los microorganismos, y cuya composición puede cambiar por la contaminación, y afectar la salud de los manglares. De las muestras se midió la concentración de nutrientes y su impacto en la estructura de los manglares.

El impacto invisible de la contaminación

“Los resultados revelaron que en Buenaventura las concentraciones de fosfatos y nitratos son más altas, y que estos nutrientes favorecieron la aparición de nuevos árboles, pero más pequeños”.

“En Tumaco los niveles de amonio y nitritos son más elevados, y la alta concentración de estos últimos afectó la regeneración del manglar. Dichos niveles aumentan en época seca, lo que posiblemente obedece al incremento de aguas residuales por el turismo”, afirma la investigadora.

Señala además que “el exceso de nutrientes puede generar eutrofización, un fenómeno en el que la proliferación de algas reduce el oxígeno disponible, lo que perjudica a la fauna y la flora: una acumulación excesiva de fósforo obstaculiza el crecimiento de las plantas, y la reducción del oxígeno en los sedimentos puede aumentar las emisiones de gases como el dióxido de carbono y el metano”.

Este estudio representa un hallazgo fundamental para entender el estado de los manglares del Pacífico colombiano, pues al generar una base de datos sobre la calidad del agua intersticial y los niveles de eutrofización se pueden establecer alertas tempranas y orientar estrategias de conservación.

La investigación  también subraya la necesidad de establecer regulaciones más estrictas en la gestión de residuos y en el turismo en estas áreas sensibles, asegurando la protección de estos ecosistemas esenciales tanto para la biodiversidad como para las comunidades locales.

Con IA revelan el trabajo invisible de los manglares en Colombia contra el cambio climático

 Solo en 2020 las costas colombianas cubiertas por estas formaciones vegetales capturaron casi 100.000

kilotoneladas de dióxido de carbono (CO₂), principal causante del calentamiento global, según calcularon investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) que entrenaron un algoritmo de inteligencia artificial (IA) con imágenes satelitales para medir el aporte de estos ecosistemas en la reducción de los gases de efecto invernadero.

Aunque parezca poco común que la física tenga un vínculo estrecho con la ecología y la conservación, en este estudio fue un instrumento clave para medir –mediante tecnología satelital y algoritmos avanzados– el área total de manglar de las costas del Caribe y el Pacífico de Colombia, además de su capacidad de almacenar CO₂ en sus tejidos y en el suelo.

Cuando el carbono es atrapado por estos bosques y otros tipos de vegetación marino-costeros recibe el nombre de “carbono azul”, diferenciándolo del almacenado en los bosques y la vegetación terrestre, que es el “carbono verde”.

El profesor Santiago Vargas Domínguez, del Observatorio Astronómico Nacional (OAN) de la UNAL y uno de los investigadores del estudio, explica que “en estos casos la física fundamental se aplica a la observación, un campo que ha evolucionado precisamente por los satélites que orbitan alrededor del planeta”.

“Lo que hacemos es captar las imágenes de un satélite de observación de la Tierra y transformarlas en información. A partir de ellas podemos conocer la dinámica del océano, la atmósfera y de los fenómenos que ocurren en el planeta”, sustenta.

Este tema es más complejo de lo que parece, pues los investigadores obtienen una imagen que les proporciona información de cómo la luz está interactuando con la superficie de la Tierra, en este caso de las zonas costeras, y el reflejo de esa luz que le llega al satélite es la información que emplean para inferir las propiedades de la región.

El algoritmo arrojó que en 2020 Colombia tenía un área total de manglar de 2.756,84 km², y estimó que estos ecosistemas podrían capturar y almacenar unas 96.351,66 kilotoneladas de CO₂, lo que contribuiría significativamente a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo, ya que según la medición absorben hasta 10 veces más que los ecosistemas terrestres.

“Los ecosistemas en Colombia están cambiando drásticamente y estimar la reducción o el aumento de manglares depende de muchos factores. En este enfoque hemos aprovechado la información global que nos brinda la tecnología satelital, tanto en términos de cobertura espacial como temporal. Con este estudio abrimos la posibilidad de utilizar algoritmos para analizar otros ecosistemas y asimismo orientar estrategias de conservación”, destaca el profesor Vargas.

Así funciona el algoritmo

“El proceso comenzó en 2020 con la recolección de cientos de imágenes satelitales de alta resolución provenientes del satélite Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea que proporcionan una vista detallada de las áreas costeras de Colombia donde se encuentran los manglares” explica Joel Bernal Ortiz, estudiante de Física de la UNAL y uno de los investigadores del estudio.

“Las imágenes multiespectrales que reunimos no solo capturan los colores que podemos ver, sino además en bandas que nuestros ojos no pueden captar, información que nos permite identificar qué es y qué no es un manglar; para eso empleamos IA”, precisa.

Este proceso requirió de meses de trabajo, pues durante más de 10 años los satélites han estado observando el territorio colombiano y acumulando millones de imágenes, por eso un amplio conjunto de datos de las zonas costeras se filtró, limpió y calibró para asegurar su fiabilidad.

Con las imágenes satelitales seleccionadas se aplicaron algoritmos de procesamiento de imágenes para identificar y mapear las áreas cubiertas por manglares, proceso que incluyó la clasificación de la vegetación mediante técnicas de aprendizaje automático, lo que permitió diferenciar los manglares de otros tipos de vegetación y superficies.

“Nosotros entrenamos el algoritmo Random Forest para que aprendiera a diferenciar lo que era manglar y lo que no, a partir de los datos etiquetados”.

“Luego tuvimos una fase que es de validación, en la que le mostramos al algoritmo datos que no conoce, absolutamente nuevos, para que determine según su aprendizaje las zonas que son de manglar, después verificamos con datos reales si es correcto o no”, explica el estudiante Bernal.

La eficiencia arrojada por esta herramienta optimizaría tanto los costos como el tiempo frente a los métodos tradicionales de recolección y análisis de datos que requieren expediciones de campo extensivas, en las cuales los investigadores recolectan datos directamente en el terreno. Este proceso es costoso por la necesidad de desplazar equipos de investigadores a zonas remotas, lo que implica gastos de transporte, alojamiento y equipo especializado.

Según los investigadores, emplear IA y tecnología satelital no solo representa un avance en la precisión y rapidez con la que se pueden obtener datos críticos sobre los ecosistemas, sino que además abre nuevas posibilidades para la conservación a gran escala.

Restauración de manglares debe considerar fenómenos de El Niño y La Niña

 Acciones de dragado, manejo de sedimentos y limpieza de caños en la Ciénaga Grande de Santa Marta deben tener en cuenta los fenómenos de El Niño y La Niña para evitar afectaciones en los manglares. Un estudio demuestra que la restauración ecológica debe ser climáticamente inteligente para contrarrestar o evitar reforzar los efectos que pueden tener las temporadas de sequía y lluvia en estas importantes especies vegetales.

La Ciénaga Grande de Santa Marta es muy importante para el Caribe colombiano y el país porque alberga alrededor de 519 especies animales y sustenta más de 3.000 pescadores que dependen de sus servicios ecosistémicos, según explica el doctor en Biología Marina David Alejandro Sánchez Núñez, docente de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede de La Paz. Incluso algunas comunidades viven inmersas dentro del manglar, como las poblaciones palafíticas de Buenavista y Nueva Venecia, que se benefician de la pesca, el ecoturismo, la madera y la protección contra vientos.

“Cuando se muere extensivamente el manglar, que ellos denominan como su ‘empresa’, hay muchos peces y otras especies comerciales que pueden aminorar, entre ellas sábalo, mojarras, camarón, robalo, lisa, macabí y jaiba, que utilizan para su sustento y para vender”, acota el experto. Mientras que, si los manglares se expanden, habría más hábitats para los peces, más recursos pesqueros y mayor bienestar para las poblaciones.

Para proteger estos ecosistemas y quienes dependen de ellos es necesario actuar según la variabilidad climática. “Normalmente cuando el evento es de El Niño (lluvias por debajo de lo normal en los Andes y Caribe colombiano) se pierde cobertura, o sea que se muere la vegetación; y cuando es de La Niña (donde ocurren lluvias y aumentan caudales por encima de lo normal) gana cobertura o se expande”, explica el investigador.

“Cuanto más fuerte sea El Niño, como en el 2015, cuando el Gobierno nacional impulsó el ahorro de agua y luz para evitar racionamientos, hubo muchos manglares que se murieron, mientras que con eventos de La Niña consecutivos entre 2007 y 2010 o entre 2020 y 2023 los manglares se recuperaron, y lo más interesante es que se expandieron en lugares internos difíciles de recuperar con el desarrollo de árboles”, anota el profesor Sánchez.

Así mismo, las actividades humanas, como las obras de infraestructura o mantenimiento de afluentes, impactan las condiciones de estos ecosistemas costeros. La Ciénaga Grande de Santa Marta perdió 27.380 hectáreas de manglares entre 1956 y 1995, de las 51.150 hectáreas presentes previamente por la construcción de las carreteras Ciénaga-Barranquilla y Palermo-Sitio Nuevo y de diques paralelos al río Magdalena, que aumentaron la salinidad del suelo en el sistema (hipersalinización) al reducir la conectividad mareal y de agua dulce.

La salinidad del suelo es uno de los principales reguladores de las plantas de manglar. Aunque los manglares son tolerantes a la sal, cuanto mayor sea la salinidad, mayor será la energía involucrada en la absorción de agua y menor será el crecimiento del manglar.

Cabe anotar que a este sistema le entra agua dulce del río Madalena a través de varios caños y de tres ríos de la Sierra Nevada de Santa Marta, que aumentan su caudal durante estaciones lluviosas y eventos La Niña, y disminuyen su caudal durante la estación seca o durante eventos El Niño.

Un poco de historia

Entre 1996 y 1998, la Ciénaga Grande de Santa Marta fue declarada como sitio Ramsar (humedal de importancia internacional) y en el año 2000 como Reserva Internacional de la Biosfera. Durante la década de 1990 se implementó un proyecto de rehabilitación hidrológica llamado Prociénaga para aumentar la conectividad de agua dulce mediante la construcción de derivaciones que reconectan al sistema lagunar con el río Magdalena, principal fuente de agua dulce.

En 1998 cuando se reabrió el Canal Aguas Negras como medida de restauración hidrológica, sucedió al mismo tiempo un evento de La Niña fuerte. Es decir, le entró mucha agua dulce al sistema, disminuyendo la salinidad demasiado y muy rápido. El manglar no se recuperó en el corto plazo tanto como se esperaba, pues en algunos lugares proliferaron otras especies de vegetación acuática como la enea (Typha domingensis).

La alta carga de sedimentos provenientes del río Magdalena, 10 veces mayores a las existentes hace varios siglos, taponan los caños y reducen la conectividad hidrológica (los sedimentos taponan los caños como el colesterol lo hace con las arterias). Por eso desde 2004 el mantenimiento de caños se ha realizado periódicamente, y aun así la extensión ocupada por los manglares ha fluctuado con periodos de recuperación o degradación.

Luego de El Niño de 2015-2016, que fue el más fuerte que se ha registrado, se perdieron alrededor de 7.659 hectáreas de manglar, casi la mitad de la extensión de manglar recuperada entre 1995 y 2015 (16.711 ha). En 2017, este sistema natural fue incluido en el registro de Montreux (humedales Ramsar en peligro crítico) debido a la sequía severa generada por El Niño 2015-2016 y a otras a afectaciones como la expansión agrícola y ganadera y los desvíos y captaciones de flujos de agua de los ríos de la Sierra Nevada de Santa Marta.

Medidas como mejoras en la disposición de sedimentos cuando se hace dragado de caños, eventos de la Niña consecutivos entre 2016-2018 y entre 2022-2023 y una restauración ecológica más efectiva han permitido recuperar el manglar a un nivel similar al presente antes de El Niño 2015-2016.

Recomendaciones

Con base en esta investigación realizada por el doctor Sánchez junto con la magíster en Ciencias de Biología, Jenny Alexandra Rodríguez y el doctor en Biología José Ernesto Mancera, docente de la UNAL Sede Bogotá, se podría recomendar que cuando se espere un evento de El Niño se realicen los dragados de mantenimiento a los canales; mientras que cuando se presenten eventos de La Niña muy fuerte no es recomendable realizar mantenimientos extensivos porque se dulcifica rápidamente el sistema de la Ciénaga Grande.

Mal manejo de residuos y turismo no controlado contaminan manglares del Pacífico

 Expertos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira evidenciaron que la contaminación del agua de los manglares de Buenaventura –con 47,7 % de contenido de espumas– es casi 7 veces más alta que la de Tumaco, en donde predominan las fibras (65,1 %). El Pacífico colombiano alberga cerca del 73 % de las áreas de manglar del país.

En este trabajo, el más reciente del grupo de investigación Ecología y Contaminación Acuática (Econacua), se evaluaron las diferencias entre las bahías de Buenaventura y Tumaco con respecto a la contaminación por microplásticos en agua asociada con manglares, y se confirmó la influencia de factores humanos y climáticos en la concentración de estos.

Su autora, Laura Vanessa Vidal Torralba, magíster en Ingeniería Ambiental de la UNAL, definió dos zonas de manglar por cada bosque, una de baja y otra de alta densidad. En Buenaventura seleccionó el área de San Pedro, menos intervenida, y la Piangüita con mayor actividad; en Tumaco escogió Bocagrande como la de menor intervención y Rómpido como la de mayor, y allí realizó muestreos en periodos de temporada seca y de lluvias.

Así determinó que en los manglares de la Costa Pacífica los niveles de microplásticos es de 71,64 partículas/m³. En la bahía de Buenaventura se registró una concentración de microplásticos totales significativamente superior: 125,51 ± 27,56 partículas/m³ respecto a Tumaco, que es de 17,78 ± 4,39 partículas/m³.

La alta presencia de espumas en los bosques de manglar de la bahía de Buenaventura se explicaría por el uso frecuente de plásticos de un solo uso, especialmente de aquellos que contienen poliestireno expandido, común en envases de comida y productos desechables, en áreas turísticas como Piangüita y San Pedro. 

“Los macroplásticos mal gestionados se descomponen en fracciones más pequeñas debido a influencias ambientales como el oleaje, la salinidad, la exposición solar, la temperatura y la abrasión, lo que habría contribuido a la acumulación de microplásticos”, explica la magíster Vidal.

La presencia de fibras en Tumaco se relacionaría con la descarga de aguas residuales de actividades de lavandería e industrias textiles ubicadas en la zona de drenaje de la cuenca hidrográfica, y especialmente con la liberación no intencional de redes de pesca en el ecosistema.

Los análisis también revelaron que las concentraciones aumentan sustancialmente durante la época de lluvias, debido a que incrementan el caudal de los ríos que desembocan en las bahías transportando consigo microplásticos desde los ecosistemas terrestres hacia los marinos. Los sitios más intervenidos por actividades humanas dentro de cada bahía presentaron niveles hasta 4 veces mayores que en los sitios menos intervenidos.

Una barrera natural

Otro hallazgo fue la relación entre la estructura del manglar y la concentración de microplásticos. Los manglares más desarrollados –como los de San Pedro (Buenaventura) y Bocagrande (Tumaco)– tienden a tener concentraciones más bajas de microplásticos en el agua, lo que sugiere que actúan como barreras biológicas efectivas. Estas estructuras densas ralentizan el movimiento del agua permitiendo que los microplásticos se sedimenten antes de llegar al mar.

En relación con la concentración de microplásticos, 7,1 veces mayor en Buenaventura, la investigadora considera que la forma semicerrada de la bahía también favorece la acumulación de estos materiales. En contraste, Tumaco, con una bahía más abierta al mar, muestra una menor retención, ya que estos son rápidamente transportados hacia el océano.

Al comparar las concentraciones de microplásticos en aguas de ecosistemas de manglar de estos municipios con respecto a otros estudios realizados alrededor del mundo, se evidenció que las cantidades son más bajas que las reportadas en la Isla del Carmen en México, la isla de Hainan, las bahías de Xiamen y el Golfo de Tonkín en China, la bahía de Todos los Santos en Brasil, la franja costera de Singapur y la costa este de Sudáfrica. 

En Colombia las concentraciones en Buenaventura son mayores que las de la bahía de Cispata, en el Caribe colombiano, la bahía de Tumaco y los manglares de los ríos Saija y Timbiquí, en el Pacífico colombiano. En Tumaco fue menor respecto a los demás sitios mencionados, pero mayor a la reportada en los manglares de los ríos Saija y Timbiquí.

Según se indica en el trabajo de investigación, “la densidad poblacional en Buenaventura fue 21,1 % más alta que la de Tumaco, con una producción anual de residuos 18 % mayor según el DANE y el Departamento Nacional de Planeación (DNP). Los ríos Dagua, Potedó, Anchicayá y Raposo son los principales afluentes que desembocan en la bahía de Buenaventura, cuerpos de agua dulce considerados como una importante vía de acceso de microplásticos”.

Las muestras de agua se recolectaron en agua superficial para luego analizarlas tanto en campo como en laboratorio utilizando técnicas avanzadas de separación y caracterización. El análisis incluyó la medición de parámetros como salinidad, temperatura y oxígeno disuelto, además de la evaluación de la estructura del manglar, y la densidad y altura de los árboles. Para eso emplearon métodos estadísticos avanzados como la Permanova y los Modelos Aditivos Generalizados Multivariados (GAM) para interpretar los datos​.

Esta investigación sienta las bases para futuras investigaciones y políticas públicas que permitan implementar estrategias que reduzcan la presencia de microplásticos, en especial aquellos provenientes de plásticos de un solo uso, que predominan en ambas bahías.

Manglares tumaqueños, importantes almacenes de carbono que se deben preservar

 Con un innovador modelo que utiliza inteligencia artificial se estimó la vegetación y la cantidad de carbono almacenado en los bosques de manglar de Tumaco (Nariño). Los resultados destacan su función en la captura del dióxido de carbono, uno de los principales gases de efecto invernadero (GEI), por lo que su conservación es esencial para mitigar el calentamiento de la Tierra.

Pese a su valioso aporte, los mapas de la organización Vigilancia Mundial de los Manglares (GMW) señalan que entre 1996 y 2020 ha habido una pérdida de los bosques de manglar del 3,4 %. En Colombia el panorama no es muy alentador, pues hasta 2020 se estimaba que estos ecosistemas abarcaban 2.807 km², y en 24 años se han perdido 72,69 km².

En el país, la creciente importancia de los manglares se refleja en iniciativas legislativas como la Ley 2232 de 2021, que busca protegerlos y conservarlos tanto por su valor ecológico como por su importancia socioeconómica, especialmente para las comunidades locales que dependen de la pesca artesanal para la alimentación y subsistencia, gracias a que allí yace una rica fuente primaria de peces, crustáceos y moluscos que son capturados para el consumo local y para la venta en mercados locales y regionales.

Sin embargo, para conservar es clave conocer con qué se cuenta. En este contexto se originó la tesis de la ingeniera ambiental Laura Lozano Arias para la Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, cuyo objetivo fue desarrollar un modelo para estimar la biomasa aérea tanto sobre el suelo (above-ground) como debajo del suelo (below-ground), además del carbono almacenado por esta en los bosques de manglar de las costas de Boca Grande y Bajito Vaquería, en el Pacífico, que han sido poco exploradas.

Según explica la tesista, del Grupo de Investigación en Recursos Hidrobiológicos, “la biomasa viva se refiere a la cantidad de materia orgánica contenida en la estructura completa de los árboles, incluyendo tronco, ramas, hojas y raíces, en donde retienen el carbono atmosférico durante su crecimiento”.

Inteligencia artificial al servicio de la conservación ambiental

Con el apoyo financiero de un proyecto de regalías, y teniendo en cuenta que uno de los desafíos es obtener imágenes satelitales –por las extensas nubes que suelen cubrir la región–, para desarrollar el modelo se utilizaron herramientas avanzadas de sensores remoto y aprendizaje de máquina.

Los resultados revelaron que estos bosques contienen en promedio una biomasa viva sobre el suelo de 192,50 toneladas por hectárea, y bajo el suelo de 79,95 t/h, con un almacenamiento de carbono estimado en 127,43 toneladas por hectárea, lo que confirma la contribución de los manglares a la captura de carbono en el ambiente.

El modelo propuesto representa una innovación respecto a los métodos tradicionales utilizados en el país, y aunque ambos requieren mediciones en campo –como levantamiento de altura y diámetro de los árboles–, el desarrollado por la ingeniera Lozano complementa esta información con el uso del asesoramiento remoto, lo que permite una estimación más rápida y precisa de la biomasa y del carbono en los manglares.

Además estima áreas más extensas, superando las limitaciones de espacio del método tradicional, que trabaja sobre una parcela, lo que amplía el alcance y la capacidad para entender estos ecosistemas a mayor escala.

La metodología se aplicó en dos etapas clave: primero la magíster realizó un mapeo en el terreno con la ayuda de un GPS, identificando distintas coberturas como manglares, agua y otra vegetación. Con esta información alimentó el algoritmo de clasificación, que luego complementó con imágenes satelitales y sus bandas de reflectancia, que se refieren a las distintas longitudes de onda de la luz que son captadas.

En la segunda parte estableció el modelo con el que estimó la biomasa, tanto aérea como subterránea. Para ello aplicó ecuaciones alométricas específicas para la región del Pacífico, las cuales le permitieron hacer el cálculo a partir de mediciones de altura y diámetro de los árboles. Estas también facilitaron la estimación del carbono almacenado en los manglares.

Además utilizó un enfoque de aprendizaje automático comparando dos algoritmos: random forest y support vector machine, para determinar el más adecuado.

Aunque el uso de estas tecnologías emergentes ha experimentado un notable avance en todo el mundo, en Colombia, en lo que respecta a la estimación de biomasa y carbono en ecosistemas de manglar, aún se está en proceso de desarrollo.

“Acá existen algunos estudios que han abordado esta temática, pero son escasos en comparación con los de países como China, en donde han sido ampliamente implementados y refinados”, explica la investigadora Lozano.

Los resultados de su investigación proporcionan información valiosa sobre la salud y el valor de los manglares en la región, y además ofrecen una herramienta efectiva para gestionar y conservar estos ecosistemas críticos. La capacidad de estimar la biomasa y el carbono en los manglares a través de tecnologías avanzadas abre nuevas oportunidades para tomar decisiones informadas e implementar medidas de protección y restauración efectivas.

Programa Ondas de San Andrés y Providencia, único con investigadores de entre 3 y 5 años de edad

 Los derechos de los menores, el manglar, los animales de la calle, las abejas, los remedios naturales, los juegos tradicionales, las frutas en el territorio, entre otros, son los temas de interés para estos pequeños investigadores, quienes junto a su docente co-investigador, se sumergen en una aventura durante el desarrollo de su investigación, conociendo las diferentes formas de entender mejor el mundo, mediante la ciencia, tecnología e innovación.

El Programa Ondas es realizado en 22 departamentos del país, beneficiando a 14.166 niños y jóvenes, con el objetivo de incrementar el nivel de desarrollo de habilidades y capacidades científicas, tecnológicas y de innovación en la infancia y la adolescencia de Colombia, mediante el desarrollo de proyectos de investigación.

Según el Ministerio de Ciencias, Tecnología e Innovación (MinCiencias), entidad que lidera la estrategia, este es el único departamento que reporta la participación de investigadores de educación inicial de 3 a 5 años de prejardín, jardín y transición.

En el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina el Programa Ondas en ejecutado por la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Caribe, con asocio del MinCiencias y la Gobernación del Departamento de San Andrés, Providencia y Santa Catalina, a través de la Secretaria de Educación.

Sin embargo, por la poca existencia de experiencias similares en el país, se convirtió en una fortaleza y una oportunidad sustancial para el departamento, abriendo así el camino para la discusión de una ruta clara y focalizada desde la educación inicial para la ciencia, la tecnología y la innovación.

La propuesta llamó la atención de las docentes que aceptaron el desafío, pues vieron en el programa una oportunidad para hacer un cambio en los proyectos, que por tradición trabajan en estos niveles de la educación.

“El apoyo del asesor para entender la ruta de investigación y la estrategia utilizada motivó a los escolares, quienes se sintieron atraídos por la novedad de ser ellos los que proponen la temática e identifican la problemática en su proyecto de investigación”, explica la profesora de la UNAL Sede Caribe, Luz Amparo Sanabria James, coordinadora pedagógica del Programa Ondas en el Archipiélago.

Agrega que “el mayor reto de trabajar con esta población fue que el docente es quien guía, pero no construye, sino que acompaña y permite que el estudiante se apropie de su proyecto. Trabajar con educación inicial ha sido una excelente oportunidad para sembrar la propuesta desde el inicio del proceso escolar”.

Por su parte, Lidiana Howard, docente co-investigadora de la Institución Educativa Técnico Industrial sede Concentración Urbana, menciona que, “durante estos dos años que he participado en el programa Ondas con los niños de preescolar hemos trabajado con el tema de Nacho Derecho y Luna y sobre cómo aprender utilizando el inglés y el creole en el aula de clase”.

Menciona que, “los niños siempre están preguntando y el programa ayuda a estimularlos, que sigan cuestionándole y estén en esa búsqueda de saber más e indagar. Me siento muy contenta y satisfecha con los logros que hemos obtenido, los niños lograron desenvolverse muy bien ante los jurados en los encuentros”.

Esta apuesta de MinCiencias tiene una inversión nacional de 1.950 millones de pesos del Presupuesto General de la Nación, y 7.105 millones del presupuesto del Sistema General de Regalías; además,  busca que niños y jóvenes pregunten, experimenten, comprueben y descubran el mundo a través de la investigación.

Cada grupo de investigación cuenta con apoyo económico para la recolección de información, visitas, salidas de campo, compra de materiales o insumos para investigación, actividades de socialización y acompañamiento durante el desarrollo de la investigación.  Así mismo, cuentan con orientación permanente de asesores de línea y material formativo en investigación.

De igual manera, durante el programa se realizan diferentes encuentros que son escenarios muy importantes para la divulgación de sus proyectos, conocer las otras investigaciones e interactuar con sus pares para intercambiar conocimientos, saberes y prácticas, que enriquezcan y fortalezcan su trabajo.