Cuando un huracán sopla sobre una costa arenosa, las dunas se llevan la peor parte de las olas. Es por eso que los administradores de tierras que esperan evitar daños en la costa a menudo optan por plantar pastos y otra vegetación para aumentar la fuerza de las dunas. Pero ahora un experimento de laboratorio masivo, descrito en Avances de la ciencia esta semana, sugiere que esos pastos pueden acelerar la erosión de las dunas durante tormentas severas.
El hallazgo “es bastante controvertido”, dice Sierd de Vries, experto en ciencias de la ingeniería costera de la Universidad Tecnológica de Delft que no participó en el estudio. Aún así, “creo que este será un documento muy influyente”, dice, con implicaciones sobre cómo los ingenieros planifican proyectos de protección costera que pueden costar miles de millones de dólares.
Los científicos han estudiado previamente las dunas en el laboratorio mediante la creación de dunas con vegetación en canales de metal llamados tanques de olas. Esta investigación ha demostrado que las plantas reducen la velocidad de las olas y evitan la erosión de la arena. El beneficio aumenta con más plantas y más grandes. Pero los tanques de olas son relativamente pequeños, generalmente de unos pocos metros de largo, y los experimentos suelen durar menos de una hora. Rusty Feagin, ecologista costero de la Universidad Texas A&M, se preguntó qué pasaría si las dunas fueran azotadas por olas más grandes durante más tiempo. Se asoció con más de una docena de colegas para diseñar un experimento más grandioso. “Era como, solo ve a lo grande”.
El equipo llevó a cabo el trabajo en la Universidad Estatal de Oregón, que tiene un canal de 104 metros de largo, el laboratorio experimental de olas más grande del país. Transportaron 500 metros cúbicos de arena en camiones y pasaron semanas con una excavadora y una retroexcavadora esculpiendo una playa y una duna para que parecieran costas a lo largo del noreste de los Estados Unidos. Luego trasplantaron hierba de pánico amarga (panicum amarum), una planta común de dunas, y déjela crecer y echar raíces dentro del canal durante 6 meses.
Una vez que la hierba se asentó, pusieron en marcha la máquina de olas para simular el huracán Sandy, que azotó el noreste de los EE. UU. en 2012. El experimento simuló 19 horas de olas en total. Pero les tomó alrededor de un mes hacer eso, porque después de cada media hora de olas de tormenta, se detenían para escanear la forma de la duna con un láser. Luego repitieron el experimento con una duna idéntica que era solo arena desnuda.
En la duna desnuda, las olas subían por la cara de la duna y luego volvían a bajar. Esto eliminó la arena de la duna, pero la pendiente permaneció casi igual.
Algo diferente sucedió en la duna cubierta de hierba: cuando las olas golpean la hierba, extraen arena de delante de las plantas. Estas chuletas se convirtieron en depresiones más grandes a medida que se concentraba más energía erosiva en un área más pequeña, porque la hierba bloqueaba parte de cada ola. Después de 14 horas, las olas habían tallado un pequeño acantilado llamado escarpa. Luego la erosión se aceleró rápidamente porque la cara vertical de arena, de 79 centímetros de altura, fue socavada por las olas. “Todo el asunto simplemente falla”, dice Feagin.
En la duna desnuda, se formó una escarpa similar después de casi 18 horas, pero tenía menos de la mitad de la altura. Y, al final de la tormenta, la duna desnuda retuvo más arena que la duna cubierta de hierba. En general, la duna con vegetación perdió un 22 % más de arena que la duna desnuda debido a la erosión.
Es muy inusual observar la aceleración de la vegetación y el aumento de la erosión, dice de Vries. «Eso es algo en lo que nunca había pensado o escuchado antes de ver este trabajo de estos científicos muy respetados». Pero no está seguro de si sucederá o con qué frecuencia en el mundo real.
“Los hallazgos son muy interesantes ya que desafían las ideas que tenemos sobre la vegetación de las dunas y la erosión”, dice Julie Zinnert, ecologista costera de la Virginia Commonwealth University que no participó. Pero ella señala que el tipo de pasto utilizado en el experimento tiene menos raíces que otras especies dominantes en las dunas, y las raíces pueden ayudar a prevenir la erosión. Las dunas también pueden estar mejor protegidas cuando tienen muchos tipos de vegetación, dice, y las plantas ayudan a las dunas a reconstruirse después de la erosión de las olas porque atrapan la arena arrastrada por el viento.
Feagin no discute los beneficios de las dunas verdes para la protección contra tormentas. Incluso si las plantas provocan la erosión de las dunas en condiciones severas, dice, vale la pena tenerlas para protegerse de tormentas más leves. “Cuando llega esa tormenta mediana-pequeña, [the dune] va a hacer su trabajo, pero el gigante cada 10 años lo va a sacar”. Y las dunas con vegetación tienen ventajas sobre los muros de concreto para la protección contra tormentas, porque las plantas nativas pueden crecer y propagarse. Eso significa que las plantas pueden ayudar a que las dunas aumenten de tamaño a medida que atrapan arena, y tal vez mantenerse al día con el aumento del nivel del mar.
El punto de partida del documento es «más sobre la gestión de las expectativas» de las dunas con vegetación, dice Feagin. No son una panacea para la protección costera, sugiere, y los administradores de tierras no deben esperar que brinden una estabilidad permanente.
