La U de M investiga el papel que desempeñan los árboles en la gestión de aguas pluviales

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Xiating Chen conectó su computadora portátil a una caja de recolección de datos que había instalado en un fresno en St. Paul's Dayton's Bluff Park en una calurosa mañana de julio para medir el flujo de agua que pasaba a través del árbol.

Chen, una estudiante de posgrado de China, está cursando un doctorado en hidrología y su proyecto de tesis es un intento de comprender mejor el papel que desempeñan los árboles en la gestión de las aguas pluviales en las Ciudades Gemelas.

Ella es parte de una cohorte que trabaja con el profesor asociado Xue Feng en la Universidad de Minnesota que está utilizando fresnos cuya remoción está programada para St. Paul para medir el impacto de la silvicultura en la calidad y cantidad de las aguas pluviales urbanas.

Es un trabajo fundamental en Minnesota, donde el cambio climático causado por la quema de combustibles fósiles está creando un ambiente más cálido y húmedo, según datos del Departamento de Recursos Naturales de Minnesota. Los veranos recientes han traído sequía, pero las tendencias climáticas generales tienden hacia un Minnesota más húmedo en el que las grandes tormentas son más frecuentes.

La gestión de aguas pluviales es el estudio del flujo de agua en áreas urbanas. Cuando las lluvias golpean superficies impermeables como pavimento y edificios, corren hacia los desagües y desembocan en lagos y ríos mucho más rápido que en un paisaje natural.

Esto puede provocar inundaciones repentinas que transportan rápidamente sustancias químicas y nutrientes contaminantes a lagos y ríos. Los nutrientes como el fósforo contribuyen a la proliferación de algas nocivas, que se producen cada vez más en las aguas de Minnesota y obligan a los gobiernos locales a cerrar las playas en el verano.

El trabajo aprovecha la actual eliminación masiva de fresnos en Minnesota debido al barrenador esmeralda del fresno, un insecto invasor que está matando árboles en toda América del Norte.

Un desafío para los investigadores es que un árbol tarda unos 20 años en alcanzar la madurez. Al observar el impacto de los fresnos cuya eliminación está programada y luego comparar esas áreas una vez que hayan desaparecido, el equipo de la U of M puede crear un atajo.

"Tenemos esta rara oportunidad", dijo John Bilotta, coordinador del Consejo de Investigación de Aguas Pluviales de la Universidad de Minnesota, un programa de extensión universitaria que tiene como objetivo facilitar y completar la investigación sobre aguas pluviales urbanas.

El consejo de investigación y la Fundación Nacional de Ciencias están financiando la investigación sobre aguas pluviales de la U of M en St. Paul, cuyo objetivo es comprender el papel que desempeña la copa de los árboles en la forma en que el agua fluye a través del paisaje urbano.

"En términos de gestión de cuencas hidrográficas en áreas urbanas, los árboles no han sido una característica destacada ni un foco de atención", dijo Feng.

Randy Neprash es un ingeniero civil que se desempeñó como asesor durante mucho tiempo de la Coalición de Ciudades de Aguas Pluviales de Minnesota, una parte de la Liga de Ciudades de Minnesota que ayuda a los gobiernos locales a cumplir con los requisitos estatales y federales de aguas pluviales. Dijo que existen grandes lagunas en el conocimiento sobre las cuencas urbanas. El campo es relativamente nuevo, ya que las ciudades han pasado la mayor parte de su tiempo aprendiendo cómo eliminar el agua de alcantarillado y proporcionar agua potable. En Estados Unidos, el estudio de cómo se mueven las aguas pluviales a través de entornos construidos tiene sólo unos 30 años, dijo Neprash.

"Todavía tenemos mucho que aprender", dijo Neprash.

Durante los últimos 15 años, Napresh ha trabajado para integrar los árboles en la gestión de aguas pluviales. La mejor manera es construir calles y aceras que tengan grandes zonas de raíces bajo tierra y dirigir el agua pluvial a esas zonas de raíces. Bien hecho, ofrece más beneficios que un jardín de lluvia tradicional al reducir el volumen de agua porque los árboles son grandes y absorbentes, dijo.

Un buen ejemplo es el sistema de raíces creado a lo largo de University Avenue en St. Paul cuando se construyó el tren ligero Green Line hace una década, dijo Napresh. El proyecto se coordinó con el Distrito de Cuencas Hidrográficas de la Región del Capitolio para construir más de cinco millas de “zanjas para árboles” adyacentes a los desagües pluviales con superficies permeables para atraer el agua de lluvia al suelo.

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En el campo, Chen y su colega investigadora Lucy Rose visitan los parques de St. Paul una vez a la semana, recolectan muestras de caída y toman medidas de cajas de datos montadas en árboles.

La caída, o el agua que llega al suelo después de atravesar las hojas de los árboles (conocida como dosel), se mide colocando tuberías de cloruro de polivinilo (PVC) con ranuras en el medio debajo de una densa copa de árbol. El agua que entra por las tuberías desemboca en botellas recolectoras de plástico. Luego, esas muestras se analizan en busca de fósforo, nitrógeno y contaminantes.

Luego, los investigadores comparan esas áreas con lugares donde la lluvia no se filtra a través de las copas de los árboles.

El equipo de la U of M en St. Paul está compartiendo sus hallazgos con los departamentos de planificación y silvicultura de la ciudad y espera ser un recurso para las mejores prácticas.

"El panorama general es que la silvicultura urbana y la planificación de cuencas hidrográficas urbanas se unan", dijo Chen.

Los árboles desempeñan un papel fundamental a la hora de mejorar la calidad del aire y combatir el efecto isla de calor en las ciudades. Aprender más sobre cómo y cuándo usar árboles para ayudar en el manejo de aguas pluviales es fundamental para áreas como Minnesota a medida que cambia el clima.

"Tenemos que considerar a los árboles como una solución holística y basada en la naturaleza a los problemas del cambio climático", afirmó Feng.

Pero si los árboles no se plantan correctamente, los beneficios pueden conllevar cargas. Los árboles plantados a lo largo de una calle sin espacio adecuado para los sistemas de raíces no tendrán suficiente espacio para crecer, y aquellos sin zonas de separación entre las carreteras generarán más fósforo y nitrógeno en las aguas pluviales, que terminarán en lagos y ríos. Los planificadores urbanos y los departamentos forestales deben tener cuidado, afirmó Feng.

Esto es especialmente cierto en el caso de los árboles que trabajan mucho para limpiar el aire. En Orchard Park, en el barrio de Como Sur de St. Paul, los árboles están cerca de una línea de ferrocarril pesada. El paso allí tiene altos niveles de fósforo, lo cual es bueno desde el punto de vista de la filtración del aire, pero malo para la filtración de aguas pluviales.

"Las condiciones de salud de los árboles varían según el parque", dijo Chen.

La eliminación de fresnos a gran escala es un desafío climático enorme para los departamentos forestales de Minnesota. Pero también existe la oportunidad de replantar esos árboles de la manera que mejor beneficie a los entornos urbanos, dijo Feng.

El Museo Bell de la U of M tiene una exhibición interactiva que muestra el proyecto de investigación de aguas pluviales abierta hasta el 10 de septiembre.

Es parte del Bell's Solutions Studio, que presenta trabajos realizados por investigadores universitarios como parte del Minneapolis-St. Programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo del Área Metropolitana de Paul. Todos los proyectos buscan construir una comprensión de los entornos urbanos. Los proyectos analizan los céspedes polinizadores, la calidad del agua urbana, los microplásticos en las ardillas y la salud de las mariposas.

El trabajo del profesor asociado Xue Feng se muestra a través de una gran pizarra magnetizada que desafía a los visitantes a crear el camino más lento para que una canica viaje a través de un ecosistema. La idea es hacer que el mármol tome un recorrido más largo hasta el río Mississippi, impidiendo su avance con árboles y vegetación, representados por bloques.

Dónde: Museo de la Campana, 2088 Larpenteur Ave. W. St. Paul, MN 55113

Cuando:De martes a domingo, de 10 a. m. a 4 p. m., hasta el 10 de septiembre

Costo:Adultos $15, niños $12, personas mayores $13, estudiantes de la Universidad de Minnesota gratisPara más información:Visita https://www.bellmuseum.umn.edu/solution-studio-2023/

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Andrew Hazzard es reportero del Sahan Journal que se centra en cuestiones de cambio climático y justicia ambiental. Después de comenzar su carrera en periódicos de Mississippi y Dakota del Norte, Andrew... Más de Andrew Hazzard