Profesor Francisco Meza estudia la evapotranspiración del suelo para conocer el impacto del cambio climático

El académico de la Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Francisco Meza, lidera el trabajo con dos lisímetros, dispositivos que permiten emular distintas condiciones ambientales naturales como la humedad relativa o cantidad de CO2. El equipo, adquirido gracias al Concurso de Equipamiento Científico y Tecnológico de la ANID 2017, permitió generar un laboratorio experimental en Pirque, en el que participan distintas disciplinas y universidades.

Dentro del ciclo hidrológico, hay un porcentaje de agua que vuelve a la atmósfera como consecuencia de la evaporación y transpiración. Este fenómeno se llama evapotranspiración y, si bien se ha estudiado de cerca cómo se produce en las plantas (para planificar el mejor momento de riego, por ejemplo), no es ese el caso del suelo. Sin embargo, un equipo liderado por el investigador Francisco Meza se propuso entender la física de este proceso y las condiciones que lo propician, para lo que construyeron un laboratorio interdisciplinario que estudia el rol de este elemento en el contexto de crisis climática.

Este es un trabajo profundo, literalmente, ya que se basa en el uso de dos lisímetros, grandes dispositivos introducidos bajo el suelo y rellenados con el mismo terreno del lugar, lo que permite monitorear la evotranspiración en directo. "Este es el único equipo capaz de hacer lo que nosotros nos propusimos hacer, tener una documentación muy precisa de una parte del ciclo hidrológico que normalmente la gente no mira", señala el académico de la Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal UC.

Pero mirar hacia las profundidades, también permite mirar hacia el futuro. Este equipo permite simular distintas condiciones climáticas para observar cuál es la respuesta efectiva que tendrían las plantas ante estos escenarios cambiantes. "No se trata de la respuesta que nosotros podemos hipotetizar o la que podríamos hacer en un invernadero, sino cuál es efectivamente, en vivo y en directo. Podemos ver la velocidad de respuesta de los cultivos frente al estrés, cuánto se demora en manifestar y cuáles son los mecanismos para adaptarse", relata Meza.

Esto les permite, por ejemplo, aplicar láminas de agua que reflejan distintas condiciones de precipitación, modulando el caudal y el tiempo en que se extiende. Pueden alternar los cultivos ubicados en la superficie de estos equipos y, además, proyectan llevar a cabo experiencias con inyección de CO2 que replique otras condiciones del cambio climático. La combinación de factores e instituciones involucradas ofrece la posibilidad de estudios por 10 o 20 años más.

Equipamiento de punta

La evapotranspiración se medía a través de la precipitación, temperatura ambiental y métodos indirectos, como ecuaciones, para calcularla. Un lisímetro, en cambio, es una unidad experimental que emula en un volumen de suelo representativo los cambios ante condiciones climáticas controladas. Instrumental de monitoreo de alta precisión y una estación de control bajo tierra entregan medidas directas, lo que implicó una inversión de $200 millones a través del Concurso de Equipamiento Científico y Tecnológico de la ANID, convocatoria 2017.

"Tradicionalmente se financian equipos para análisis de rutina, pero nosotros proponíamos una suerte de laboratorio de cambio climático, donde cada año es una experiencia en sí misma. Era una apuesta diferente, pero en la que creyeron y nos dio la oportunidad de diseñar un equipo flexible, versátil y que nos ayudara a responder la mayor cantidad de preguntas por esta investigación", explica el investigador.

El proyecto se adjudicó el 2017, y actualmente ya se llevan experiencias en terreno. La estación experimental ubicada en Pirque analiza cada año las prioridades de investigación y rota cultivos para simular distintos escenarios de cambio climático, de una manera más física en la visita.

En Chile hay pocas iniciativas similares, por lo que captó la atención de diversas instituciones con las que comparte el uso del equipo. Además de Agronomía e Ingeniería Forestal, participan académicos de la Escuela de Ingeniería UC, un investigador de la Universidad de La Serena, dos de la Universidad Austral y personal del INIA.

Trabajo Interdisciplinario

En esta primera etapa, respondiendo a las circunstancias que afectan al país desde el 18 de octubre y luego el confinamiento por pandemia, comenzaron por monitorear la condición de base y qué pasa con los suelos cuando no tienen vegetación, una condición que aumenta tras el extenso período de sequía y erosión del suelo. Cuatro estudiantes, de maestría y de doctorado, trabajan en estos proyectos.

En el caso de ingeniería, un equipo observa la transición entre la hidrogeología y la meteorología, para lo que están buscando nuevos tipos de sensores que midan la humedad en el suelo y trabajan en la modelación matemática del comportamiento de las viñas. Por otro lado, un grupo de geólogos, estudian sedimentos y sismología de geofísica de movimiento por el suelo.

Pese a que es un proyecto a largo plazo, algunos de los primeros resultados experimentales ya ofrecen evidencia práctica, ya que Meza analiza datos hidrológicos relacionados con la sequía que sirven de insumos para la Dirección General de Aguas, a partir de la cuál se establece la posibilidad de modificar resoluciones de decretos de escasez.

El espíritu colaborativo, la transferencia de conocimiento y la vinculación con diversos actores aquí es clave. "Lo que hacemos con este laboratorio es tomar decisiones una vez al año de qué es lo que se va a hacer. Compartir la información, discutirla conjuntamente, planificar, ver los resultados. Todos los datos que nosotros generemos van a quedar en una base de datos disponible para todos los miembros", concluye Meza.