Hidrofobicidad en suelos afectados por incendios forestales y desarrollo de una nueva tecnica

Resumen

Los objetivos principales de esta tesis fueron ampliar el conocimiento sobre el desarrollo de la hidrofobicidad en suelos calcáreos afectados por incendios forestales en la provincia de Alicante y desarrollar una nueva metodología para poder conocer la temperatura máxima alcanzada en un suelo tras un incendio forestal. En relación al primer objetivo, se han lomado muestras de Incendios ocurridos en diferentes años durante la época estival. En los muestreos se tomaron muestras bajo pinos (Pinus halepensis) y bajo especies de sotobosque, con el fin de conocer si habla efecto del tipo de vegetación sobre la hidrofobicidad del suelo. También se tomaron muestras del mismo modo en zonas adyacentes no quemadas (controles). En las muestras se midió la hidrofobicidad y la estabilidad de agregados en diferentes fracciones de tamaño de agregados. De este trabajo se obtuvo que Inmediatamente después del Incendio se observa un aumento de la persistencia y de la frecuencia de la hidrofobicidad en suelos calcáreos, y que el Upo de vegetación tiene un efecto en la hidrofobicidad del suelo, observándose una mayar hidrofobicidad en las muestras lomadas bajo Linus halepensis. En cuanto a las diferentes fracciones de agregados estudiadas, se observó que la fracción más fina es la que presentó mayores valores de hidrofobicidad. La estabilidad de agregados fue mayor en las muestras quemadas. Una vez estudiado lo que ocurre en el campo y viendo la variabilidad de la hidrofobicidad encontrada, se realizó un estudio en condiciones controladas de laboratorio para conocer los factores que controlan el desarrollo de la hidrofobicidad inducida por calentamiento en suelos forestales calcáreos mediterráneos. Para ello, se lomaron 2 suelos diferentes característicos de la provincia de Alicante, concretamente un Rhodoxeralf lítico y un Xerorthent lítico. Los suelos fueron calentados a diferentes temperaturas y con diferente contenido y tipo de vegetación (Brachypodium retusum, Pinus halepensis y Rosmarinus officinalis). También se utilizaron muestras control a las cuales no se les adicionó ningún tipo de vegetación. De los resultados obtuvimos, que si se Induce hidrofobicidad, se observa un aumento hasta que se alcanza un máximo, seguido de una disminución, hasta la completa eliminación. El tipo y la cantidad de vegetación son factores que influyen en el desarrollo de la hidrofobicidad inducida por calentamiento. De las tres especies estudiadas, Rosmarinus officinalis y Pinus halepensis son las que mayor hidrofobicidad desarrollaron. También se comprobó que las propiedades del suelo pueden determinar el desarrollo de la hidrofobicidad durante el calentamiento. El Xerorthent fue más propenso a desarrollar hidrofobicidad que el Rhodoxeralf. con lo que podemos esperar respuestas diferentes después de un incendio forestal dependiendo del tipo y características del suelo. Observando, que en las muestras no quemadas también se desarrollaba hidrofobicidad y can una elevada variabilidad, se investigó el grado de hidrofobicidad de un suelo calcáreo mediterráneo bajo las principales especies vegetales presentes en la zona de estudio (Pinus halepensis, Quercus coccifera. Rosmarinus officinalis y Juniperus oxycedrus) y se evaluó la relación entre la hidrofobicidad, el pH y el contenido en materia orgánica del suelo. Los resultados muestran que la hidrofobicidad puede estar presente bajo condiciones semiáridas en suelos calcáreas aunque la presentía y persistencia de la hidrofobicidad es mucho menor que la encontrada en suelos con pH ácidos. Se comprobó también que la especie influye en el grado de hidrofobicidad del suelo, siendo bajo Pinus halepensis donde mayor hidrofobicidad se encontró de las especies estudiadas. El pH es el principal factor que contribuye a explicar las diferencias entre muestras hidrofóbicas e hidrofílicas y solo en el caso de P. halepensis, se encontró una relación positiva entre la hidrofobicidad y el contenido de materia orgánica. En relación al segundo objetivo, se ha utilizado la espectroscopia en el infrarrojo cercana (NIR) coma herramienta para estimar la temperatura alcanzada en el suelo después de un Incendio. Las muestras de suelo presentan un espectro característico en la zona del Infrarrojo cercano que aporta información sobre los componentes orgánicos del suelo. Para evaluar la habilidad del uso del NIR para estimar la temperatura máxima alcanzada {TMA} en suelos quemados se construyeron diferentes modelos utilizando muestras de suelos tomadas de diferentes zonas y calentadas a diferentes tiempos y temperaturas. La TMA fue registrada con un termopar. Los resultados demuestran que el calentamiento produce cambios en los espectros del NIR, y que estos cambios se pueden relacionar con la TMA en suelos quemados. La mayoría de estos cambios, no son exclusivos del tipo de suelo estudiado, lo que permite el desarrollo de modelos con todas las zonas estudiadas. El uso de la espectroscopia en el Infrarrojo cercano ofrece la posibilidad de estimar la TMA de forma rápida, con precisión y con un bajo coste. Por último, se estudio el efecto de la presencia de cenizas en la aplicación de los modelos construidos para lo que se utilizaron diferentes tipos y cantidades de cenizas con diferente grado de combustión. Tanto el grado de combustión y la cantidad de cenizas interfieren en las estimaciones de la temperatura máxima alcanzada cuando se utilizan los modelos construidos. Por ello se investigó la habilidad del análisis discriminante para clasificar suelos quemados a diferentes temperaturas a pesar do la presencia de cenizas, obteniéndose que se puedan discriminar muestras en fundón de la temperatura alcanzada Independientemente de la presencia de cenizas mediante el uso de un análisis discriminante. De acuerdo con esto, el NIR abre nuevas perspectivas sobre los estudios de los efectos del fuego en el suelo, teniendo en cuenta que, generalmente los datos de la TMA de suelos afectados por Incendios forestales no están disponibles con suficiente exactitud y precisión.