Siendo habitantes de una ciudad, la percibimos cotidianamente como un lugar donde abundan calles, automóviles y edificios. Cuando caminamos por sitios aglomerados, con mucho movimiento de vehículos y personas, notamos un aumento de temperatura en el ambiente. ¿Lo has percibido? Se debe a que las superficies características de una urbe (concreto, asfalto, entre otros) se calientan al absorber la energía proveniente del sol, mientras que otras reflejan la energía hacia nosotros. Así mismo, si miráramos la ciudad desde el aire, se distinguiría como una mancha gris con algunos paisajes con tierra y vegetación, los cuales se asemejan a islas en un mar gris.
¿Y cómo viven los árboles ahí?
Algo que no notamos es cómo los árboles pueden sobrevivir en estas condiciones citadinas, tanto por las altas temperaturas como por la cantidad de radiación solar y del reflejo de superficies que estos reciben. Los árboles pueden beneficiarse por momentos, ya que utilizan parte de esa radiación como fuente de energía para producir su alimento, pero —como todo en la vida— el exceso es malo. Un exceso de radiación les causa daño en sus hojas y, como consecuencia, ocasiona reducción en el crecimiento, liberación de gases volátiles e, incluso, la muerte. Si los árboles nos otorgan grandes beneficios en las ciudades, entonces, ¿cómo podríamos disminuir el impacto de la infraestructura gris en sus vidas?
Una estrella con onda
Cuando realizamos actividades cotidianas, hay momentos (como el mediodía) donde no es agradable estar tan activo. La razón se debe al sol, de él provienen distintos tipos de radiaciones como la ultravioleta (UV), la infrarroja (IR) y la luz visible, las cuales calientan toda la superficie del planeta. En resumen, el sol es un emisor de radiación y la radiación no es más que energía que se propaga en forma de ondas; ¿y qué es una onda? Es similar a cuando arrojamos una piedra sobre el agua y vemos un movimiento ondulatorio en la superficie, estas son ondas que se propagan en cierta dirección. Sucede lo mismo con las ondas de radiación en la atmósfera, solo que no son visibles.
La radiación solar se propaga en forma de ondas electromagnéticas de distintos tamaños a lo que llamamos longitud de onda, que medimos en nanómetros (nm). La longitud de onda y su intensidad de energía son inversamente proporcionales, es decir, si una aumenta la otra disminuye. Por eso, una onda de alta energía (como rayos gamma, rayos X o ultravioleta) es más dañina que una onda de baja energía (radiación infrarroja).
El espejo del sol
Al mirarnos en un espejo, lo que realmente observamos es el reflejo de la luz, si colocáramos ese espejo frente al sol también se reflejarían las radiaciones que emite. Esto significa que el color del material influye en el porcentaje de radiación que se redirige. Un ejemplo aplica con la ropa que usamos, la ropa oscura absorbe más calor que la ropa de color claro.
Aplicando este razonamiento a una ciudad, tenemos materiales predominantes como el asfalto y el concreto. El asfalto por su color negro refleja poca radiación, por lo tanto, absorbe más energía, lo que ocasiona que la temperatura del material aumente durante las horas de exposición al sol. En el caso contrario, el concreto refleja más y su temperatura es menor, pero al redirigir la radiación ocasiona que otros cuerpos cercanos se calienten. Al porcentaje de la radiación solar que refleja una superficie en relación a la que incide sobre ella, se le conoce como albedo.
El plato de entrada y el plato de salida
La balanza de platos es un antiguo instrumento que se utilizaba para comparar masas de objetos o sustancias. Consta de dos platos equilibrados, donde en uno se coloca un objeto con masa conocida y se busca el equilibrio agregando masa al otro plato. Este ejemplo aplica al balance energético en una planta. Las energías de entrada están en un plato y las de salida en el otro. Una planta debe valerse de recursos como el agua, la posición o la superficie de sus hojas para compensar un desequilibrio, y así no sufrir daños en sus funciones por consecuencia de alta radiación de entrada.
Ahora bien, la energía de entrada es principalmente la proveniente del sol, que se agrupa de dos formas de acuerdo a su longitud de onda: onda corta y onda larga. En las plantas, la onda corta se refiere a los rayos ultravioleta y a la luz visible. Y cuando hablamos de onda larga, nos referimos a los rayos infrarrojos, estos se perciben en forma de calor emitido por cualquier cuerpo con temperatura superior a cero grados Kelvin.
A su vez, esta radiación de onda larga se divide en dos partes, la radiación infrarroja incidente y la emitida. La radiación incidente va en el «plato» de entrada, mientras que la emitida, va en el «plato» de salida, en cambio la onda corta, únicamente va en el «plato» de entrada ¿por qué? Primero, porque el sol tiene la temperatura suficiente para emitir radiación de onda corta, la luz visible que tiene un rango de longitud de onda específico (400-700 nm; es la que usan las hojas de las plantas para la fotosíntesis, mediante la cual transforman luz en energía química, usando dióxido de carbono y liberando oxígeno); y segundo, además de absorber la energía de onda corta, una hoja puede reflejarla o transmitirla.
Estrategias en la línea de fuego: en un camellón
Los árboles de la ciudad están en una constante línea de fuego. Reciben mucha radiación solar directa y del reflejo de las superficies como aceras, paredes o calles. Si bien utilizan parte de la radiación solar para la fotosíntesis, no pueden aprovecharla toda. Por eso, poseen varias maneras de contrarrestar la alta radiación incidente, tales como cambiar de posición las hojas, desarrollar un número menor de hojas o tener hojas pequeñas que se calienten menos o, incluso, aumentar su transpiración.
Pongamos todo en contexto. Tenemos un árbol joven en un camellón, rodeado principalmente de asfalto, el cual absorbe mucha radiación y por lo tanto se calienta y también calienta sus alrededores. Este árbol, al estar expuesto todo el día a las altas temperaturas que emite el asfalto, aumentará su temperatura a niveles poco favorables para sus funciones. Podemos agregar una pared cercana la cual refleje altas cantidades de radiación de onda corta hacia el mismo árbol. Al no poder moverse, debe soportar ese estrés a diario.
En el medio natural también hay sustratos con diferentes propiedades y colores. La nieve refleja un alto porcentaje de radiación por su color blanco y lo mismo sucede con algunas rocas. Por el contrario, la tierra refleja poco, así como las cortezas o la hojarasca, y ambas se calientan, aunque la disipación de la temperatura en estos suelos es muy diferente a la de los materiales de la ciudad, ya que además pueden retener humedad.
Así como nosotros, un árbol transpira para regular su temperatura y para ello necesita agua. Puede haber varias estrategias: una es utilizar una mayor cantidad de agua (en caso de tenerla disponible), para poder regular la temperatura en las hojas, si la planta no dispone de agua en grandes cantidades puede significar la derrota; otra opción es sacrificar algunas hojas para no perder agua con la transpiración, aunque aquello implique disminuir la fotosíntesis. Incluso pueden detener su transpiración para no perder más agua, aunque también correrían el riesgo de sufrir quemaduras en sus hojas. Todo lo anterior son señales de que el árbol está estresado.
Nosotros los aliados
Ahora entendemos lo complicado que es vivir para un árbol en una ciudad. Es una lucha que implica toda una estrategia (casi de guerra) y que no se percibe a simple vista. Podemos ser grandes aliados con un simple riego, dándole un espacio adecuado a cada uno o, incluso, promoviendo su cuidado y su importancia. Las autoridades de las ciudades deben tener en cuenta la planificación de las áreas verdes, un espacio adecuado para una planta o árbol puede ser de ayuda para aumentar la zona de absorción e intercepción de agua, incluso mejoran el ánimo de las personas. Nada mejor para relajarse que estar bajo la sombra de un árbol en un parque, además de que nos brindan frutos, paisajes y son hogar de otros seres vivos. ¡Cuidémoslos!
Agradecemos a Osmar Solís, Julio Salas, Fanny Arguello, Tobías López, Gerardo Carrillo y Mónica Guillén por dedicar tiempo para la revisión de este manuscrito en sus distintas etapas.
Para Saber Más:
Gracia C. (2014) Balance energético foliar y evapotranspiración potencial. Ecología Forestal: Estructura y funcionamiento y producción de las masas forestales, 39-60.
http://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/Balanceenerg%C3%A9ticofoliaryevapotranspiraci%C3%B3n.pdf
Pérez-Medina S. y López-Falfán I. (2015). Áreas verdes y arbolado en Mérida, Yucatán. Hacia una sostenibilidad urbana. Economía, Sociedad y Territorio, 15(47):1-33.
http://www.scielo.org.mx/pdf/est/v15n47/v15n47a2.pdf
Yepes-Jaramillo G. y Martínez-Bustamante E. (2005). Los balances energéticos en la producción agropecuaria. Energética, (33):73-90.
http://bdigital.unal.edu.co/26424/1/24012-84106-1-PB.pdf
Aarón René Casanova Domínguez, Ingeniero Ambiental del Instituto Tecnológico de Mérida (ITM), Campus Norte. Actualmente es estudiante de Maestría en Ciencia Biológicas, opción Recursos Naturales en el Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. Su tema de tesis abarca el Balance de Energía en el arbolado urbano, en la línea de investigación de Servicios Ambientales de la Biodiversidad. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo..
José Luis Andrade Torres, Biólogo de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Campus Iztacala. Doctorado en la Universidad de California, Los Angeles (UCLA). Postdoctorado en Hawaii Agriculture Research Center y el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales en Panamá. Actualmente es Profesor Investigador Titular D en el Centro de Investigación Científica de Yucatán, A. C. Sus principales investigaciones versan sobre la fisiología de plantas tropicales de selvas, bosques de manglar y arbolado urbano. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel 3 y de la Academia Mexicana de Ciencias.
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