Arrecifes de coral del Caribe colombiano, en riesgo por interacción con algas

 Datos obtenidos desde 2015 muestran que las algas céspedes tienen un impacto negativo sobre las comunidades arrecifales, pues limitan el establecimiento exitoso de larvas de coral y otros organismos, y después de la interacción entre ambos organismos generalmente ocasionan la muerte lenta y progresiva del tejido coralino.

Los arrecifes de coral son catalogados como de gran importancia por la cantidad de bienes y servicios económicos, sociales, recreativos y culturales que proveen, y que además sustentan la biodiversidad oceánica. En estos ecosistemas, los organismos bentónicos sésiles (por ejemplo las algas) compiten por recursos como la luz y el alimento, y en especial por el espacio para establecer, mantener y expandir su territorio.

En los sistemas arrecifales de poca profundidad del Parque Nacional Natural Tayrona y de la Reserva de la Biosfera Seaflower se evaluaron las interacciones entre corales masivos y otros organismos bentónicos, como los céspedes algales, para estimar la tasa anual de avance o retroceso del tejido coralino.

La bióloga marina Catalina Gómez Cubillos, magíster en Ciencias – Bilogía, Línea Bilogía Marina, y candidata a Doctora en Biología Marina de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Caribe, explica que “estas interacciones ocurren cuando una perturbación ocasiona pérdida de tejido coralino (heridas y cicatrices), lo cual deja el esqueleto del coral expuesto a ser colonizado por los céspedes, que cuando se establecen y monopolizan ese nuevo sustrato compiten con el tejido de coral remanente. En el estudio demostramos que estas algas matan lentamente el tejido coralino y así expanden su territorio”.

Además precisa que “evaluar la dinámica de estas interacciones es una manera de entender, en parte, cómo ha sido la historia de perturbación en un arrecife en particular, conocer qué tan susceptible es cada especie de coral a ese conjunto de perturbaciones que afecta su hábitat y aprender sobre los mecanismos de defensa de los corales y los céspedes en la lucha por el espacio, que tal vez es uno de los recursos más valiosos en el bentos arrecifal”.

Otros hallazgos

También se evidenció que en los arrecifes estudiados los céspedes son el componente bentónico más abundante: 40 %, “lo cual tiene unas implicaciones ecológicas importantes si consideramos que en general los arrecifes del Caribe están en una transición de arrecifes dominados por corales hacia el dominio de las algas, lo que a futuro influirá fuertemente en la calidad y cantidad de los servicios que estos ecosistemas ofrecen a las sociedades humanas”.

Así mismo, la investigación encontró que estas algas tienen una enorme capacidad de acumular sedimentos de hasta 21 veces su peso, como arena, arcilla, limo y otras partículas sueltas del suelo que se depositan en el fondo de una masa de agua.

“Estos sedimentos sirven de soporte estructural para que las algas avancen lateralmente y recubran el tejido coralino, registrando pulsos de pérdida mayores durante la época de lluvias,  cuando los céspedes pueden acumular mayor cantidad de sedimentos finos ricos en materia orgánica, a consecuencia de la escorrentía continental”, explica.

Los pulsos de pérdida o ganancia de tejido coralino son mediados por los mismos sedimentos, y con el resultado final de su tesis doctoral la bióloga Gómez pretende evaluar cómo estos sedimentos alteran la composición y función de los consorcios bacterianos asociados con estos bordes de interacción, en relación con la materia orgánica acumulada y la producción de carbono orgánico disuelto.

“Quién gane o quién pierda no solo depende de estos sedimentos, sino de la especie de coral (estrategias de defensa o evasión) y de las características estructurales de la comunidad de algas del césped”, concluye la experta.

En Punta Soldado y Tumaco las comunidades participan en soluciones a sus problemáticas

 En el corregimiento de Punta Soldado (Buenaventura) y en el municipio de Tumaco (Nariño) el conocimiento que tienen las comunidades del territorio –ampliamente centrado en la actividad pesquera– ha permitido que, de la mano de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), entre otras instituciones, se dé respuesta a problemáticas como la erosión costera y el incremento de la temperatura del mar. Algunos aportes se presentaron en la Cátedra “Riquezas, saberes, problemáticas y retos del Litoral Pacífico colombiano”, que forma parte de la Cátedra Nacional de la UNAL.

Punta Soldado, corregimiento ubicado a 20 minutos del puerto de Buenaventura, es un territorio habitado por alrededor de 480 personas afrodescendientes, dedicadas en un 98 % a la pesca como principal actividad económica, que también representa la base de su seguridad alimentaria.

Pese a ello, las familias han sido desplazadas por la erosión costera; de hecho, en 2020 el nivel del mar aumentó cerca de 50 m ahogando varias hectáreas de mangle, que, como se sabe, suelen ser valiosos criaderos de peces.

En la reciente sesión de Cátedra “Riquezas, saberes, problemáticas y retos del Litoral Pacífico colombiano”, el profesor Andrés Fernando Osorio Arias, de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín y director de la Corporación Centro de Excelencia en Ciencias Marinas (CEMarin), manifestó que “en este corregimiento la playa se empezó a perder y las comunidades se convirtieron en desplazados por el clima. El aumento del nivel del mar los ha obligado a adentrarse cada vez más en la isla, a la que se llega únicamente por vía marítima”.

Desde 2019, un equipo conformado por la UNAL, CEMarin, el Consejo Comunitario Punta Soldado y la ONG Adaptation, entre otros, vienen realizando allí investigaciones relacionadas con las aves playeras, la vegetación costera, las olas, las mareas, las corrientes, la erosión y la sedimentación costera, actividades que se realizan de la mano con las comunidades, con las que se ha implementado un diálogo de saberes promoviendo el fortalecimiento de capacidades entre los jóvenes de la comunidad, y en la actualidad trabajan en el tema de la bioeconomía.

Ana Lucía Caicedo Laurido, investigadora del Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas de la Dirección General Marítima (Dimar) seccional Tumaco, invitada a la Cátedra, centró su intervención en las bases del Plan Nacional de Desarrollo 2022-2026: Retos y oportunidades para el Pacífico colombiano de cara al mar.

Al respecto, la especialista destacó los alcances de esta política pública para las zonas costeras que consideran aspectos como la adaptación y variabilidad climática, la gestión de riesgos y desastres, el fortalecimiento de los territorios alrededor de los océanos y los ríos, y la transformación energética.

El tercer participante en la reciente sesión de la Cátedra fue el profesor John Josephraj Selvaraj, director del Instituto de Estudios del Pacífico (IEP) de la UNAL Sede Tumaco, quien  presentó el proyecto de investigación “Evaluación de la vulnerabilidad y adaptación al cambio climático en la pesquería marina de Tumaco – departamento de Nariño”.

El investigador mencionó los efectos del cambio climático en este sector, que consisten en el incremento tanto de la temperatura del agua como del nivel del mar y de la acidez en el océano debido al dióxido de carbono (CO₂).

A partir de este valioso proyecto se creó el Geovisor “Geopesca Tumaco”, plataforma de divulgación de información relacionada con las condiciones oceanográficas y la actividad pesquera en la región que además sirve como apoyo a los procesos de transferencia de conocimiento para que los pescadores de Tumaco y la subregión pacífica nariñense tomen decisiones más informadas.

En esta sesión de la Cátedra se evidenció que gran parte del éxito de estos proyectos se debe a lo manifestado por el profesor Osorio: “las soluciones no vienen solo de la academia, las soluciones se co-construyen con las comunidades y se piensan desde el diálogo de saberes”.

También se resaltó el significativo aporte que se ha hecho desde la ingeniería y la oceanografía.

Importancia de la Cátedra 

La Cátedra “Riquezas, saberes, problemáticas y retos del Litoral Pacífico colombiano” tendrá 15 sesiones que se adelantarán a lo largo del primer semestre de 2023. Su propósito es ampliar el panorama de la comunidad universitaria sobre cómo –a partir de las distintas carreras que se ofrecen en la UNAL– se pueden realizar valiosos aportes a la resolución de problemáticas de los ciudadanos en todo el territorio nacional y así mejorar su calidad de vida, en especial las de las comunidades de las zonas costeras del país.

La profesora Amanda Lucía Mora, directora de la UNAL Sede Tumaco, destaca que “a partir de esta Cátedra se identifican problemáticas, retos y oportunidades en las comunidades, que demandan un proyecto o una línea de política pública en la cual la comunidad universitaria desde su accionar investigativo y la participación activa de los estudiantes puede aportar al mejoramiento de la calidad de vida de la sociedad”.

En la Cátedra participarán destacados investigadores, maestros y líderes del territorio que buscan ofrecer diferentes perspectivas frente a temas propios del Pacífico colombiano, desde las investigaciones científicas, las experiencias, los saberes y las realidades del territorio. Esta es también el resultado del trabajo realizado desde el Centro de Pensamiento en Asuntos Estratégicos del Pacífico Colombiano (CPAEPC), en articulación con las sedes Bogotá, Medellín y Palmira.

Amazon financia proyecto académico en el páramo de Chingaza

 Los 171.000 millones de pesos donados por la corporación estadounidense Amazon se destinarán a la capacitación de la comunidad en temas de gobernanza del agua, en el diseño de instrumentos que incentiven la conservación de los bosques y en la promoción del ecoturismo en el Parque Nacional Natural Chingaza.

Los recursos serán administrados por la Alianza WEF (Agua, Energía, Alimentos) Nexus Colombia – Estados Unidos, conformada por la Universidad Estatal de Pensilvania, el Instituto de Medio Ambiente de Estocolmo - América Latina (SEI), la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), y las Universidades Jorge Tadeo Lozano y Javeriana.

El profesor Sergio Alonso Orrego, director Nacional de Extensión, Innovación y Propiedad Intelectual de la UNAL, dijo que “la Institución participará en este proyecto a través de la vinculación de profesores en temas académicos específicos”.

Los páramos son considerados como fábricas de agua naturales, y el de Chingaza alimenta microcuencas que desembocan en los ríos Meta y Bogotá, a través de los afluentes Teusacá y Siecha.

Además se encuentran los embalses Sisga, Tominé, San Rafael y Chuza. Los dos últimos pertenecen al sistema Chingaza, que provee el 80 % del agua para Bogotá y municipios de la Sabana como Soacha, Mosquera y Funza y juega un papel importante en la producción de energía.

A través del proyecto del páramo de Chingaza, la Alianza tiene como objetivo mejorar la planificación futura considerando varios factores, entre ellos los efectos del uso del suelo en la capacidad del páramo para suministrar agua potable a la cuenca del río Bogotá.

El enfoque innovador del proyecto aportará información valiosa sobre los desafíos que enfrentan las comunidades y sobre las posibles soluciones que pueden implementar los decisores en un futuro no muy lejano.

Siela Maximova, directora para América Latina y el Caribe de Penn State Global y profesora-investigadora en biotecnología vegetal, resaltó que “la Alianza WEF Nexus es un importante ejemplo de lo que podemos hacer cuando acordamos un objetivo común y unimos esfuerzos para entender los complejos desafíos asociados con los sistemas de agua, energía y alimentos. Este proyecto es un sitio de investigación esencial para la seguridad hídrica”.

Por otro lado, Brian Huseman, vicepresidente de Políticas Públicas de Amazon, indicó que “en todas las comunidades donde operamos nos esforzamos no solo por ser un gran empleador, sino también un gran vecino, y eso significa invertir en iniciativas de sostenibilidad local. El acceso a agua limpia es esencial, y es por eso que estamos invirtiendo para proteger el medioambiente de las personas y comunidades a las que servimos”.

David Purkey, director del SEI para América Latina, agregó que “este proyecto brinda un laboratorio de aprendizaje crucial para impulsar la gestión sostenible de los ecosistemas de páramo en Colombia y en los Andes del norte, donde estos ecosistemas dominan cuencas fluviales significativas y se constituyen en fuente vital de suministro de agua para las poblaciones aguas abajo”.

Yesica Rodríguez, investigadora del SEI para América Latina explica que “en esta zona hay una alta concentración demográfica y socioeconómica, lo cual hace que haya una demanda alta de agua potable y por lo tanto se deba recurrir a fuentes de abastecimiento alternativas como el páramo de Chingaza”.

“Este ecosistema alberga más de 2.000 campesinos y cuenta con una amplia riqueza en biodiversidad, lo cual hace que se ahonde en la investigación para poder entender el ecosistema y así realizar una gestión más integral y sostenible de los recursos existentes allí”.

“Por lo tanto, el año pasado la Alianza WEF trabajó en la propuesta del páramo Chingaza, con el fin de entender el componente del agua del páramo, la cual se realizará a través de una modelación hidrológica de los procesos biofísicos del páramo y de sus procesos de demanda asociados con la asignación de agua”.

Por último, la investigadora resaltó que “se busca entender la relación entre la comunidad y el ecosistema según las actividades económicas que se desarrollan en este ecosistema”.

Alta temperatura del bosque amenaza la supervivencia de ranas y lagartijas

 La transformación en la cobertura de los bosques, provocada especialmente por la tala indiscriminada de árboles, incrementa la temperatura de estos ecosistemas, lo que afecta su diversidad y la de anfibios y reptiles como ranas, lagartijas y serpientes.

La cobertura de los bosques es la formación de ramas y hojas en la parte más alta de los árboles, un “techo natural” que se conoce como dosel y que hace las veces de sombrilla que protege el interior de estos ecosistemas de los rayos del sol.

El biólogo Andrés Felipe Aponte Gutiérrez, magíster en Ciencias - Biología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) y docente de la UNAL Sede Orinoquia, menciona que “acciones como la tala de los árboles más altos del bosque incrementan la temperatura ambiental, pues este se va quedando sin su sombrilla”.

“La tala provoca un proceso conocido como ‘efecto de borde’. Aunque con el tiempo estos espacios se regeneran, ya no vuelven a crecer árboles altos sino arbustos, cuyas coberturas no son suficientes para aislar el interior de bosque de los rayos ultravioleta, y por tanto las temperaturas cambian”.

“Los anfibios y reptiles dependen de la temperatura para sobrevivir: si esta es muy fría estarán inactivos, y si es muy caliente y sobrepasa lo que pueden tolerar, van a perder funcionalidad e incluso pueden morir”, explica el profesor.

Por ejemplo, en las zonas bajas las ranas de la lluvia tienen un promedio de tolerancia entre 24 y 26 °C, mientras que en las zonas altas el rango está entre 15 y 16 °C.

El Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) asegura que los anfibios son un grupo altamente presente en el planeta. La destrucción y alteración de su hábitat, lo mismo que la contaminación, las enfermedades, las especies invasoras e incluso el cambio climático son algunas de las amenazas que enfrentan estos animales, en los que encontramos ranas, sapos y salamandras, entre otros.

Los reptiles también enfrentan una amenaza latente; un estudio publicado en la revista Nature expone que el 20 % de sus especies están en peligro de extinción: “estas son el eslabón intermedio de la cadena trófica, controlan poblaciones como insectos o roedores, o son la comida de otras especies” explica el docente Aponte.

Su estudio se centró en Villavicencio, ya que la ciudad presenta diferentes altitudes en poca área, algo que facilitó la logística y la comparación de los distintos ambientes en las zonas altas, medias y bajas.

“Villavicencio tiene unas coberturas boscosas muy grandes que están conectadas con otras zonas fragmentadas, lo que nos permitió evidenciar cuál es el efecto causado en estas ranas por las coberturas que han sido transformadas de bosques a potreros”, explica el magíster.

Especies muy sensibles al calor extremo

Los efectos de borde y de la cobertura del dosel fueron las variables evaluadas por el profesor Aponte, junto a tres investigadores, quienes se dirigieron hasta el bosque de la vereda La Cuncia.

Se estudió la distribución de especies de anfibios y reptiles en dos paisajes boscosos fragmentados; luego, con pruebas de laboratorio determinaron la tolerancia térmica máxima, y por último midieron la variación térmica del paisaje mediante registros de datos.

Para medir los niveles de tolerancia térmica se tomó una muestra 347 individuos de 25 especies de ranas, lagartijas y serpientes, y se estableció una distancia de 250 m alrededor de las ubicaciones de los anfibios y reptiles individuales desde el borde el paisaje.

“Se controló la temperatura cada hora durante casi dos meses para constatar los cambios a lo largo del día y cómo se afecta el régimen de lluvia”, indica el docente.

La investigación, pionera en el tema, encontró que a mayor ruptura del dosel hay un aumento de la temperatura y una disminución en las especies.

“Las especies demostraron ser muy sensibles a los cambios drásticos de temperatura. Lo que supone este hallazgo es que en este tipo de ecosistemas habitarán especies más tolerantes al calor extremo, lo que llevaría a una reducción de la biodiversidad”.

“En Bogotá las quemas están duplicando los niveles de contaminación ”

 Así lo señala el profesor Néstor Rojas, director del grupo de investigación en Calidad del Aire de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), tras la Alerta Fase I por contaminación ambiental anunciada el 24 de febrero por la Secretaría Distrital de Ambiente, debido a los recientes incendios forestales provenientes de la Orinoquia y de los Llanos Orientales.

El académico resalta que “en los últimos años Bogotá ha presentado alrededor de 18 microgramos por metros cúbico (µg/m³) de material particulado (PM 2.5) como promedio anual de contaminación; con la situación actual que experimenta la capital del país, ese nivel se está duplicando. Dichas partículas son provocadas por la acción del polvo o la ceniza, el hollín y el polen, entre otras”.

Agrega que “en los últimos días la concentración máxima horaria fue cercana a los 100 µg/m³ y el máximo de los promedios de 24 horas fue de 50 µg/m³ en el suroccidente de la ciudad”.

Según la Resolución 2254 de 2017, el nivel máximo permisible de contaminación es de 37 µg/m³ y la recomendación de la Organización Mundial de la Salud es de 15 µg/m³ para un promedio de 24 horas.

El docente aconseja que “con esta situación lo mejor es no hacer ejercicio físico intenso porque hay mayor respiración, y por ende se inhalan mayores dosis de material particulado, y para personas que son sensibles, es importante protegerse con mascarillas de alta eficiencia”.

Además especifica que “si se intensifican los incendios, es posible que próximamente lleguemos a una Alerta Fase II de mayor contaminación. Hasta ahora las alertas han llegado a ese primer nivel, pero en caso de trascender, la Secretaría Distrital de Ambiente tendría que imponer mayores restricciones para reducir el riesgo de enfermedad”.

Los antecedentes del problema

Esta situación parece repetir la historia de años atrás. En los primeros trimestres de los últimos se han dado grandes riesgos de alertas, especialmente por ser la época más seca del año y con poca presencia de lluvia, que hacen que las partículas contaminantes circulen con mayor libertad.

Las épocas de sequía también propician situaciones infortunadas como los incendios y las quemas, que en estos primeros meses se han presentado en Meta, Vichada, Guaviare y Casanare, lo mismo que en Venezuela.

Dichos incendios son una gran fuente de contaminación, y por las corrientes de viento esta es arrastrada hacia la cordillera Oriental donde se ubica Bogotá.

El experto en calidad del aire señala que “las sequías dejan dos consecuencias: (i) hay más polvo en la calle que se puede resuspender tanto por la acción del viento como por los vehículos, (ii) la baja precipitación o lluvia evita un efecto de limpieza de la atmósfera, pues esta remueve una parte de la contaminación”.

En Colombia, el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) –a través del Subsistema de Información sobre Calidad del Aire (Sisaire)– obtiene la información sobre la calidad del aire y con base en ella es como finalmente se crean estrategias para prevenir y mitigar su afectación a causa de la contaminación.

En eventos similares como el ocurrido justo antes de la pandemia, cuando Bogotá se declaró en alerta ambiental grave por material particulado, la UNAL, desde su grupo de investigación en Calidad del Aire, analizó los datos de contaminación junto con algunos de meteorología e imágenes de satélites para poder generar evidencia de las causas de la contaminación.

Ojo, a usted lo puede afectar

Generalmente las partículas contaminantes –como el ozono, los óxidos de nitrógeno y el monóxido de carbono– se encuentran suspendidas en el aire, y al entrar a través de las vías respiratorias pueden ocasionar problemas leves como piquiña en la nariz, irritación en los ojos o tos, pero también pueden ser crónicas, aumentando el riesgo de padecer enfermedades respiratorias, cardiacas, cáncer de pulmón, e incluso derrames cerebrales.

 

Pastos de baja calidad aumentan emisiones de carbono en la Orinoquia

 La implementación de pastos de baja calidad para alimentar el ganado en las sabanas de la Orinoquia está ocasionando que el suelo deje de capturar carbono y se libere en altas cantidades a la atmósfera. Un estudio de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) estima que debido a la degradación de estos ecosistemas, en los próximos años se podrían emitir al atmósfera cerca de 700 kilogramos de carbono por hectárea al año. Se requieren acciones de mitigación urgentes.

El ingeniero químico Rafael Andrés Bedoya Agudelo, magíster en Ingeniería Ambiental de la UNAL, explica que “Las pasturas se degradan con el tiempo lo que disminuye la productividad del suelo, haciendo que sea necesario más cantidad de suelo para suplir la demanda alimenticia de las vacas".

La Orinoquia colombiana abarca el 30 % del territorio nacional y se caracteriza por estar compuesta en un 75 % por sabanas; sin embargo, la transformación en el uso del suelo para la siembra de arroz y palma de aceite, entre otros cultivos, y para la ganadería, repercute en sus características. De hecho, la actividad ganadera abarca el 34 % del uso del suelo en la región.

Es este contexto, la investigación del ingeniero Bedoya reveló que los pastos de baja de calidad que se cultivan en la sabana nativa están alterando el ecosistema, lo que provoca un escenario de mayor emisión de carbono a la atmósfera, indicador relevante para medir el impacto del cambio climático.

Para su trabajo aplicó el modelo biogeoquímico DNDC (DeNitrification-DeComposition), que predice la producción de los cultivos, el régimen de humedad, la dinámica del carbono y la pérdida de nitrógeno, así como las emisiones de gases procedentes de agroecosistemas, como metano y dióxido de carbono.

Así, mediante datos meteorológicos evidenció cómo venía funcionando el flujo de carbono en los Llanos Orientales desde 1900 y los cultivos transitorios (por ejemplo soya o maíz), así como los cambios que ha tenido el suelo de la región.

“Con la estimación de flujo y acumulación se puede analizar la historia del carbono de las sabanas, lo que permite mejorar el conocimiento de los ecosistemas y su vocación de uso”, explica el investigador.

A través de esta simulación establece cuántas hectáreas se requieren para suplir las necesidades nutricionales de una vaca, usando pastos de la mejor calidad: 2,6 hectáreas por vaca, con una emisión de carbono de 721 kilogramos por hectárea anuales.

“En la región se utilizan pasturas degradadas, es decir que ya no son tan productivas, por lo cual posiblemente se necesitaría el doble de hectáreas y se tendría el doble de emisión”, explica.

Cambios en el uso del suelo

Para evidenciar la transformación de las sabanas orinoquenses a través del flujo y la acumulación de carbono, en la investigación se utilizaron por primera vez datos meteorológicos, además de registros del uso de la tierra entre 1900 y 2017.

Así, se encontró que en 1934 se introdujo el uso de pasturas, o sea de plantas forrajeras, con las que se alimenta el ganado. “Los colonos realizaron esta acción a través de la quema de los suelos nativos”, indica el ingeniero.

Otro hallazgo es que entre 1934 y 1980 la sabana nativa se convirtió en una pastura, utilizada principalmente para la ganadería.

“En 1980 se regenera una sabana de segunda generación en la Finca Experimental Taluma; sin embargo, en gran parte de la Orinoquia encontramos agricultura mecanizada donde hay monocultivos y no hay rotación de estos”, amplía.

En sus resultados muestra que la sabana nativa –que data de 1900– era relativamente eficiente con una captura de carbono de 4 toneladas al año.

“Pero la sabana de segunda generación, posterior a la pastura degradada, tiene mejor captura de carbono, con cerca de 6,5 toneladas al año, lo que indica que es necesario regenerar la sabana. Uno de los mayores problemas fue que esta dejó de capturar carbono por más de 30 años”.

El modelo mostró que en 35 años de la sabana nativa hubo un acumulado de 75 toneladas de carbono por hectárea, lo que implica una acumulación de 2,14 hectáreas de carbono al año, pero con la llegada de las pasturas se estaban perdiendo 0,22 toneladas al año por hectárea, una situación que cambia con las sabanas de segunda generación, en las que se empiezan a acumular 2,5 toneladas por hectárea al año.

“No solo aumenta la tasa de acumulación, sino que también se incrementa el equilibrio del ecosistema”.

Alternativas para conservar la región

El investigador es enfático en señalar que la forma en que se realiza ganadería en la región no solo es insostenible para el ambiente sino también para la economía. Por eso asegura que es necesario pensar en nuevas formas y prácticas que puedan conservar las sabanas de la Orinoquia, teniendo en cuenta que tienen beneficios ecosistémicos que aportarían a las metas de restauración ambiental.

“Es necesario optimizar el suelo con agricultura de conservación, rotación de cultivos, corredores ecológicos, y sobre todo proteger las comunidades indígenas”, concluye el magíster.

Pez “limpiafondos”, buen bioindicador de contaminación por cadmio

 La exposición al cadmio, un metal pesado presente de forma natural en los suelos, puede ocasionar problemas ambientales y de salud. Un estudio evidenció el potencial del pez pleco (Hypostomus plecostomus), o “limpiafondos”, como indicador de toxicidad para dicho elemento químico en ríos y quebradas, entre otros ecosistemas acuáticos.

Aunque el cadmio se encuentra de forma natural en los suelos y puede llegar a los ríos a través de la descomposición de las rocas, por ejemplo, la industria lo utiliza en la fabricación de pigmentos, el galvanizado de metales, las pinturas, las artes gráficas y el papel, o las baterías de níquel-cadmio o de plásticos (PVC); también es un subproducto resultante de la fundición de plomo y zinc en la minería.

Pese a las regulaciones existentes, el cadmio puede llegar a los afluentes por medio de las aguas residuales –provenientes de hogares e industrias– y de las aguas superficiales –ríos, lagunas o quebradas– tras el vertido de residuos fertilizantes contaminados, situación que expone a los seres vivos a su toxicidad.

Cuando llega al organismo de los seres vivos provoca efectos adversos como alteraciones en el metabolismo y la motricidad. En las personas incrementa dolores crónicos, desmineralización de los huesos o ansiedad, y además es considerado como cancerígeno.

Ante este escenario, evaluar los efectos ambientales del cadmio en los ecosistemas se ha convertido en una prioridad para diseñar estrategias de monitoreo y plantear medidas de mitigación de dichos contaminantes que pueden afectar la biodiversidad de las especies. Para ello, Hypostomus plecostomus ha sido primordial.

El profesor Mario Monroy López, del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), analizó 30 ejemplares adultos de peces “limpiafondos”, evaluando las afectaciones que presentaron al ser expuestos en condiciones de laboratorio a concentraciones de 1, 5, 10, 50 y 100 microgramos de cadmio por litro, comparándolos con peces en aguas sin exposición al metal.

Peces indicadores

Los peces del experimento fueron aclimatados de manera individual en peceras con tubos de PVC que simulan los refugios que ellos tienen en su hábitat natural; se mantuvieron a temperatura constante de 24 °C.

Las respuestas al contaminante se determinaron a través de biomarcadores, que son cualquier variación bioquímica, celular, fisiológica o de comportamiento, que puede ser medida en un ser vivo. Este provee una respuesta a un agente tóxico.

Para este caso se evaluaron concentraciones de cadmio en branquias, las tasas de consumo de oxígeno y de ingesta, y la concentración de metalotioneínas (familia de proteínas) en hígado, que al unirse a metales pesados pueden cambiarles sus propiedades para que el cuerpo los deseche. También se consideró la actividad de colinesterasa en el cerebro, enzima que ayuda a  que el sistema nervioso funcione de manera eficiente y que reacciona antes la presencia de sustancias tóxicas.

Dentro de los biomarcadores que determinaron la afectación de los peces, la colinesterasa, la metalotioneína y las tasas de consumo de oxígeno, fueron las que arrojaron respuestas más relevantes.

“Cuando se graficaron las concentraciones de las metalotioneínas, se esperaba que en la medida en que se iba aumentando las dosis del metal, la curva fuera en ascenso, pero no ocurrió así”, explica el docente.

En las concentraciones de cadmio que iban de 0 a 10 microgramos por litro, la curva fue en ascenso, pero en concentraciones intermedias la colinesterasa descendió, y luego, en concentraciones altas de 100, la curva se comportó como en un inicio.

“Algo similar sucedió con la colinesterasa, la cual fue alta a 0 y a 100 microgramos por litro de cadmio, pero su actividad estuvo completamente inhibida a exposiciones intermedias (5, 10 y 50 microgramos por litro de cadmio)”, agrega.

De esta manera se encontró que el pez “limpiafondos” tiene un mecanismo para afrontar la intoxicación por cadmio, posiblemente dirigiendo el contaminante al riñón para su posterior excreción.

Mediciones

Para estimar las variaciones en la tasa de consumo de oxígeno, este fue medido en cada pez por medio de un oxímetro durante 20 minutos, en un intervalo de 3 segundos. De esta manera se graficó la tasa de consumo por individuo en las diferentes concentraciones de exposición de cadmio.

“Se determinó que a 100 microgramos por litro, la mayor exposición de cadmio, los peces consumieron más oxígeno debido al aumento de su metabolismo, es decir, hubo mayor gasto energético”.

Los resultados de este estudio, en el que también participaron investigadores la Universidad de Florida, la Universidad Jorge Tadeo Lozano y la Pontificia Universidad Javeriana, demuestran que los biomarcadores utilizados son herramientas cuantificables para monitorear el cadmio.

Biocarbón de residuos de palma mejora calidad de los suelos

 El biochar, un material de apariencia negra y compacta –por lo que también es conocido como biocarbón–, aumenta la permeabilidad de los suelos para cultivo, mejora el pH o acidez y aporta nutrientes esenciales como nitrógeno, fósforo y potasio en la producción de hojas, raíces, tallos semillas y frutos. Su eficacia se puso a prueba en invernaderos de rábano, pero un modelo matemático permitiría su aplicación en cualquier tipo de terreno y cultivo.

Nevis Alejandra Ruiz Márquez, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, señala que “aumentar la permeabilidad de un suelo es muy importante, en especial de aquellos que son arenosos, y por lo tanto menos fértiles”.

“El pH del suelo se modifica con el uso, y con el biochar se puede neutralizar y recuperar. Además este le aporta nutrientes a la tierra, que son fundamentales para el crecimiento de la planta”.

El biochar se obtiene a partir de la combustión de biomasa (materia orgánica como madera, hojas, estiércol, etc.). En este caso se usó cuesco de palma, un residuo similar a la cascarilla de un fruto seco, muy común en el Urabá antioqueño por sus inmensas plantaciones de esta especie.

Según la empresa Bioplanta SA, allí se triplica la media nacional de producción de palma, con un promedio de 14 toneladas por hectárea anual y 40 toneladas de fruto por hectárea anual.

Para obtener biochar a partir del cuesco, este se somete a pirólisis, un proceso que consiste en aumentar la temperatura del material orgánico en ausencia de oxígeno.

“Aunque la combustión se hace para obtener energía, después de esta queda un residuo sólido que es el biochar. Para entonces era importante buscarle una aplicación, por lo que fusionamos el biocarbón, los suelos y el modelamiento matemático”, afirma la magíster.

La investigadora Ruiz encontró que no existían modelos matemáticos completos que se aplicaran al suelo, por lo que decidió crearlos. Para ello tuvo que hacer el proceso de pirólisis a diferentes temperaturas y tiempos, luego aplicar el biochar a los suelos (como se hace con un fertilizante: esparcido y mezclado con la primera capa de la tierra), realizar mediciones, pruebas de liberación de nutrientes y determinar el efecto de esa aplicación.

En el modelo matemático se incluyeron distintos fenómenos del suelo: porosidad, efecto en la raíz, reacciones químicas, transporte y liberación de nutrientes, entre otros.

“¿Esto que nos permite? Que la persona seleccione la porosidad según el suelo y la apetencia de la planta dependiendo del cultivo, por ejemplo. Así el modelo puede trasladarse a cualquier terreno o sembrado, no solo a cultivos de rábano que fueron los que evaluamos”, añade la magíster.

Aplicación promisoria

Uno de los resultados es que los suelos de las plantaciones de rábanos en invernadero tratados con biochar aumentaron su permeabilidad de un 24 a 29 %, la capacidad del suelo para  intercambiar nutrientes aumentó un 4 % y sustancias como el nitrógeno, el fósforo y el magnesio aumentaron un poco más de 2 %.

“La aplicación es promisoria. Es simplemente hacerle una caracterización al suelo a tratar, medir su pH y sus nutrientes, para que luego el modelo matemático indique cómo se comportarán los nutrientes, o si la retención de agua aumentará con la aplicación del biochar”, destaca la investigadora.

De forma aún incipiente, se plantea que el modelo matemático desarrollado no solo serviría para evaluar el biochar en un suelo para cultivos, sino que se podría extrapolar para analizar un suelo en el que se desea construir.

“Podría servirles a los ingenieros civiles para la construcción de edificios, para determinar la retención de humedad que tendría un suelo con biochar. Habría que hacer un cambio en las variables del modelo, pero el panorama de aplicación es bastante amplio”, concluye la magíster.

Hacia el tránsito seguro a las energías renovables en San Andrés

 El Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina no es ajeno a la imperiosa necesidad que tienen Colombia y el mundo de hacer un tránsito sostenible hacia las energías renovables. La Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Caribe y Eedas SA, la empresa de energía del departamento, firmaron una alianza para formar a un grupo de magísteres cuyas investigaciones aporten a este trascendental desafío.

Dicha articulación surge gracias al proyecto de implementación de energías renovables por parte de la Empresa de Energía del Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina (Eedas), cuyo objetivo es incentivar la generación de nuevo conocimiento como sustento para posteriores aplicaciones.

El profesor John Hernando Henry Díaz, del Programa Especial de Admisión y Movilidad Académica (Peama) de la Sede Caribe, señala que “ante esta coyuntura, la UNAL becó a siete estudiantes de la Maestría en Ingeniería Eléctrica, a fin de capacitarlos y que sus trabajos de investigación se enfoquen en las nuevas fuentes de generación de energía eléctrica”.

“El proyecto nace de la necesidad de dar ese paso al cambio del combustible fósil por fuentes no convencionales, de manera que generemos menos emisiones de gases”.

Datos de 2022 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (Minambiente) muestran que el único departamento insular del país es el que menos emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) genera, con un 0,46 %, hecho que sin duda representa una oportunidad para la competitividad de la región, sobre todo con respecto a la implementación de proyectos de energías renovables como la eólica, la geotérmica, la solar y la marina.

En efecto, entidades como Eedas, la Corporación para el Desarrollo Sostenible del Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina (Coralina), la Gobernación del Departamento, Minambiente y la UNAL, han articulado esfuerzos y trazado rutas de trabajo hacia la carbono-neutralidad, es decir, lograr que las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) sean equivalentes a cero y fortalecer la resiliencia climática de la Reserva de Biósfera Seaflower, integrando a la comunidad de las islas durante todo el proceso.

El profesor Henry agrega que “con esta alianza también se busca aunar esfuerzos para implementar de manera integral tecnologías, como los sistemas fotovoltaicos, cuyos pilotos ya han iniciado en los sectores de Schooner Bight en la isla de San Andrés”.

“Nosotros tomamos la información generada por Eedas y así tenemos insumos para nuestros trabajos de investigación, de manera que surjan iniciativas que sirvan como puente para futuros proyectos”, señala el docente, quien es uno de los estudiantes de maestría becados.

Trabajo integral

El propósito de la alianza entre Eedas y la UNAL –liderada por la profesora Adriana Santos, directora de la Sede Caribe– es atraer e integrar todo tipo de profesionales en las islas, mediante la implementación de talleres que no solo consistan en el ensamblaje técnico de la instalación y el mantenimiento de las energías renovables.

“También buscamos ahondar en las implicaciones sociales, por eso hemos convocado no solo a profesionales de las ciencias sociales, sino también a administradores, economistas y contadores”.

El profesor Henry señala que “es probable que las acciones implementadas en estos proyectos impacten de manera positiva o negativa a la comunidad, por eso es importante analizar a todos los posibles actores que puedan entrar es un proceso de inserción en las nuevas tecnologías”.

Precisamente, el acercamiento más reciente a la comunidad se dio a finales de enero, durante el taller, “Implicaciones sociales de procesos de transformación tecnológica en zonas insulares San Andrés”, realizado en la Sede Caribe.

El objetivo de este espacio académico, que duró cuatro días, fue conocer, identificar y evaluar el impacto social que aportan las acciones de transformación tecnológica ante la implementación de energías renovables en zonas como el Archipiélago.

La profesora Ana Isabel Márquez anota que “los 15 participantes manifestaron su deseo de unirse a esta iniciativa de la Sede Caribe. Se trató de un espacio de reflexión en torno al tema de la transición energética, dada la necesidad de cambiar de manera urgente el modelo energético actual por el contexto de la crisis climática que a nosotros como isleños nos afecta directamente, en la medida en que somos zonas muy vulnerables a estos impactos”.

El profesor Henry sostiene que “aunque las energías alternativas surgen para mitigar el daño ambiental, el objetivo es no crear otro, posiblemente social y mayor”.

En ese sentido, “cada proyecto de investigación de maestría se integrará en un trabajo articulado con Eedas, con el fin de que sirva como de fuente de información. La idea es que el material documental sirva para futuros profesionales, que no se aborde desde una sola perspectiva; hay que integrar a la población y que sepan cuáles son los beneficios tanto económicos como medioambientales, poder escalar estas iniciativas”, concluye.

Pez loro, amenazado pero crucial para conservar arrecifes de San Andrés

 De los 26.125 peces censados entre 2013 y 2019 en la Isla, el 19 % son herbívoros, y de estos el 79,6 % son peces loro (familia Scaridae), valiosos por su capacidad para producir arena blanca coralina. Estas cifras evidencian que aunque representan la mayoría entre las especies que se alimentan de plantas, su número disminuye en relación a otras especies, por lo que urgen medidas para su protección y conservación.

Los peces loro, fundamentales para la conservación de los arrecifes coralinos del Caribe, están amenazados por prácticas no sustentables como la sobrepesca, la pesca ilegal y la pérdida del hábitat.

Un estudio sobre la estructura y función de estos peces herbívoros en la isla de San Andrés realiza un análisis espacio-temporal de esta especie con datos obtenidos en un lapso de siete años, a fin de aportar argumentos sólidos para que las autoridades ambientales –como la Corporación para el Desarrollo Sostenible del Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina (Coralina)– tomen decisiones para su conservación y protección.

La médica veterinaria Diana Castaño Giraldo, estudiante de la Maestría en Ciencias-Biología - Línea Biología Marina de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Caribe, afirma que “el pez loro es importante para los ecosistemas marinos, entre otros factores, por su capacidad para producir arena blanca coralina, aporte vital en el desarrollo sostenible de los sistemas arrecifales.

“Según la especie (en San Andrés hay 13), un solo individuo puede producir hasta 350 libras de arena; así mismo, al fragmentar algunos corales producen su repoblamiento y ayudan a combatir la sobrepoblación de algas del fondo marino, que puede generar el nacimiento de nuevos corales”, explica la investigadora.

Datos del Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras José Benito Vives de Andréis (Invemar) corroboran que 5 de las especies están en el Libro rojo de peces marinos de Colombia, pues su número se ha visto drásticamente afectado por su sobreexplotación.

El trabajo de la médica veterinaria muestra que de 26.125 individuos, el 19 % son herbívoros, y de estos el 79,6 % son peces loro, lo cual evidencia que aunque representan la mayoría entre las especies que se alimentan de plantas, su número disminuye en relación con otras especies.

“El análisis espacio-temporal nos da una idea clara sobre el estado de la población de estos peces en la Isla; con casi 10 años de muestreo tenemos datos robustos que nos permiten hacer este análisis, que será muy útil para los decisores, las entidades ambientales del Archipiélago, para propender por su protección”, agrega.

Tipo de muestreo y objetivo

Para obtener los datos, la investigadora ha realizado censos visuales por medio de buceo autónomo y un conteo de todas las especies vistas, cuántos hay de cada una, y la talla de cada individuo.

Estudios como este permiten evaluar en el tiempo cómo viene cambiando la comunidad de peces loro, si ha aumentado, bajado o se ha mantenido; esto es muy útil ya que ellos son indicadores de resiliencia en los arrecifes de coral, pues se ha comprobado que su presencia los hace más saludables.

Trabajo social requerido

Así mismo, la estudiante precisa que “su valor cultural también ha sido un factor clave en la disminución de la especie, pues en el Caribe el consumo del pez loro es tradicional y ancestral, y la única manera en que podemos apoyarnos para crear conciencia es la educación ambiental. Es muy importante empezar en edades tempranas, como en los colegios. Hacemos énfasis en esto, y desde la UNAL trabajamos por que eso sea una realidad”.

Con una reducción estimada de más del 40 % en los últimos años, el pez loro se ve seriamente amenazado; sin embargo, la investigadora recalca que aún representan un gran porcentaje de la comunidad íctica de San Andrés.

“Queremos brindar herramientas y datos claros y confiables sobre el estado de salud y población de la especie, con el objetivo de aportar a estrategias de manejo y conservación dentro de la Reserva de la Biosfera Seaflower”, concluye.