Un cormorán chapotea en el estanque de recuperación de aguas pluviales de Duke mientras Megan Fork, sentado a la sombra bajo el refugio al final del muelle con su colega Chelsea Clifford, toma un descanso de escribir su doctorado. tesis, "Aguas pluviales y materia orgánica en el continuo de corrientes urbanas". Fork cuenta historias de investigación de aguas pluviales, que a veces puede volverse un tanto pícaro.

"Gran parte de mi trabajo consiste en perseguir las tormentas cuando llegan, "dice Fork, cuya tesis requiere empresas como averiguar qué sale de las alcantarillas de las personas justo después de que llueve. "Buscando esa primera descarga, como lo llamamos ":la escorrentía de los primeros minutos de una tormenta, agua que está cargada con lo que sea que ha estado empapado de humedad desde la última lluvia. Lo que significa que tiene una red de personas preparadas, si les avisa que está lloviendo, para saltar de sus sofás y escabullirse para agarrar los receptáculos que ella colocó en los patios de propietarios dispuestos alrededor de Durham para atrapar ese primer rubor y poder probarlos. Perdido en la repentina lucha de vez en cuando, es la claridad de las cosas tan básica como el destino. En ocasiones, los asistentes se han encontrado en los patios equivocados, buscando baldes que no están ahí. Personas desconocidas dando tumbos por los patios de los no notificados por la noche, usando faros delanteros en tormentas de lluvia, puede causar alarma. Incluso se ha llamado a la policía.

No es exactamente el laboratorio de Tony Stark de Iron Man, pero la ciencia va a donde necesita, y si está persiguiendo la ciencia emergente de las aguas pluviales, eso es un cubo en el patio trasero de alguien en una tormenta de medianoche. Aguas pluviales, por supuesto, incluye de todo, desde la niebla otoñal más suave hasta las muchas pulgadas que puede caer un huracán en un día. La suave niebla no suele ser un problema, pero piensa en el huracán Matthew, que dejó caer más de cuatro pulgadas de lluvia en las aproximadamente 300 millas cuadradas del condado de Durham. Eso le dio a Durham suficiente agua de lluvia para mantener las Cataratas del Niágara en funcionamiento durante casi ocho horas. El poder erosivo de esa agua sola en los barrancos de Durham hace que valga la pena pensar en ello. Pero luego considere lo que trae consigo:aceite de motor y polvo de frenos y partículas de emisiones sedimentadas de los automóviles; fertilizantes y pesticidas de césped; más desechos de mascotas, basura, Y todo lo demás. Todos abriéndose paso por nuestras calles barrancos, y fluye a nuestros ríos en cualquier cosa, desde el goteo de esa mañana brumosa hasta el torrente del huracán. Y hasta los últimos años, la mayoría de los ingenieros lo trataron como un problema del que deshacerse, y la mayoría de los científicos no pensaron en eso.

Eso está cambiando. La investigación de Fork que investiga la materia orgánica en el continuo de corrientes urbanas, por ejemplo, significa averiguar qué le está sucediendo, decir, las hojas que acaban en tu cuneta. Ellos se sientan ahí "macerando como el té, "como dice Fork, con microorganismos que los mastican y tornan el agua marrón con materia orgánica disuelta, principalmente carbono pero también nutrientes como nitrógeno y fósforo, contaminantes a todo tipo de corrientes urbanas. "Pueden ocurrir todo tipo de procesos biológicos con bacterias en estos lugares, ", dice." Cada uno de esos lugares puede eliminar algo o agregar algo, para que obtenga la señal combinada cuando llegue a la transmisión, "donde los científicos tradicionalmente han comenzado sus mediciones". Gran parte de mi trabajo toma infraestructura construida y dice:'¿Qué podemos aprender si aplicamos métodos ecológicos y modelos conceptuales?' Es mirarlo y decir '¿Qué pasa en este lugar?' "

Fork está tomando medidas en las canaletas de las personas, de pie hasta la cintura en cuencas de captación en las calles suburbanas. La acumulación de hojas húmedas en los depósitos de recogida crea condiciones de bajo oxígeno, "Así que creo que podríamos estar obteniendo una gran cantidad de biogeoquímica realmente genial allí". Ella va adonde va primero el agua de lluvia, no solo donde termina, desentrañando lo que sucede donde.

Profesor asistente de ecología de ecosistemas y ecohidrología Jim Heffernan, Consejero de tesis de Fork, aprueba. "Ese es un ejemplo de esencialmente, [cómo] estamos en el punto en el que necesitamos hacer ecología básica en las ciudades, ", dice. Su laboratorio, uno de los cuatro que constituyen el Duke River Center, investiga todo tipo de problemas que afectan a los ríos, incluyendo "procesos que generan aguas pluviales en el paisaje urbano e influyen en su composición química, y también estudiamos las consecuencias de eso ".

Aunque los científicos tradicionalmente han descartado la ecología de lugares como céspedes y alcantarillas, En los últimos años, se han dado cuenta del entorno construido como un tema de estudio, y no solo para ver cómo daña el medio ambiente. "No solo estamos tratando de entender cómo diseñamos las ciudades para causar menos contaminación, " él dice, "pero ¿qué es la ecología de las ciudades? El año pasado la Sociedad Ecológica de América tuvo su reunión centenaria, y la ecología urbana estaba por todas partes ". Sus contribuciones a publicaciones recientes incluyen el trabajo sobre el cuidado del césped urbano (el trabajo hacia la sostenibilidad deberá tomar diferentes caminos ya que todos tienen diferentes ideas sobre la fertilización y el riego) y sobre los valores que los residentes urbanos perciben que obtienen de los ecosistemas que los rodean (la gente del sur valora más los efectos de enfriamiento y la estética de sus céspedes que los del norte, donde la gente prefiere los céspedes que no necesitan mucho trabajo).

Desdibujando la distinción entre prados y campos, entre canalones y ríos solo tiene sentido, él dice. "Realmente ya no hay tanto paisaje sobre el que no tengamos cierto control". Ese Antropoceno del que todos hemos oído hablar ¿La época en la que la actividad humana ha sido la influencia dominante sobre el clima y el medio ambiente? Está en todas partes, y cuando cae la lluvia, las gotas de lluvia caen en un medio ambiente afectado por las personas. La lluvia es la fuente de la vida:carga los acuíferos y llena los ríos y lagos, aunque también lleva consigo todo lo que encuentra en el camino. El agua de lluvia es lo que bebemos finalmente, y necesitamos entenderlo. Y Heffernan y sus estudiantes de posgrado no son las únicas personas de Duke en el caso.

"No es realmente agua de lluvia, "dice el profesor de ecología de recursos Curt Richardson, fundador y director del Centro de Humedales de la Universidad de Duke en la Escuela de Medio Ambiente Nicholas. "Es agua de lluvia. La razón por la que la llamamos agua de lluvia es porque los ingenieros la tomaron y la colocaron en las tuberías". Las aguas pluviales hacen que suene como aguas residuales, que sale de los desagües de su casa y necesita una planta de tratamiento antes de que pueda ingresar de manera segura al medio ambiente. Tormenta ... err, el agua de lluvia viene del cielo y está en el medio ambiente cuando lo alcanzamos. "No tiene que tratar las aguas pluviales como trata las aguas residuales, "Dice Richardson.

Pero tienes que pensarlo. En primer lugar, las aguas pluviales llevan a los ríos todo lo que encuentra en el camino:contaminantes químicos como los fertilizantes y herbicidas y antifúngicos que la gente pone en esos céspedes, por ejemplo. Y mucho más:polvo de frenos, desechos de mascotas y contaminantes del aire que se han asentado en el suelo, nanopartículas que ingresan al medio ambiente desde los gases de escape de los vehículos, y envoltorios de dulces descartados y latas de Bud Light que terminan arrastradas por las lluvias. ¿Todos esos parches de basura en los océanos? La mayoría de esos plásticos no fueron arrojados por malhechores desde barcos y plataformas petroleras; simplemente llegaron a los océanos desde nuestros patios y calles.

Entonces, cuando Richardson dice que no tiene que tratar las aguas pluviales (seguiremos llamándolas aguas pluviales porque casi todos, excepto Richardson, lo hacen), El tiene razón, pero él sabe mejor que nadie que realmente tienes que hacerlo, como él tiene. Creó el SWAMP, el Parque de Gestión de Evaluación de Arroyos y Humedales, una restauración de catorce acres de la cuenca de Sandy Creek que drena el campus oeste de Duke y 1, 200 acres circundantes. El proyecto SWAMP de cinco fases comenzó en 2004 y se completó en 2012 y siguió el trabajo de Richardson en los humedales de China y los Everglades de Florida.

El SWAMP ahora funciona como una especie de laboratorio al aire libre, albergando docenas de proyectos de investigación cada año. Cada número del "Wetland Wire, "un boletín publicado un par de veces al año por el Wetlands Center, incluye una lista de artículos publicados por investigadores del centro y afiliados, muchos de los cuales se centran en la investigación basada en SWAMP. En 2015, por ejemplo, Richardson y sus colaboradores publicaron un artículo sobre cómo las diferencias de hábitat entre los arroyos restaurados y no restaurados afectaron a las poblaciones de tortugas (a las tortugas parece gustarles las restauradas) y la fuente de contaminación por mercurio en el SWAMP (probablemente lixiviados de antifúngicos una vez rociados en campos deportivos río arriba) .

Richardson estima entre 500 y 800 estudiantes de Duke, pregrado y posgrado, hacer algún tipo de trabajo en el SWAMP todos los años, y no son solo de laboratorios de ciencias; Las clases de inglés y arte utilizan SWAMP, así como las clases de ecología y biología. Autobuses llenos de escolares de Durham visitan el SWAMP cada año, también.

Y lo que es más, funciona. Según la investigación que Richardson ha publicado, SWAMP reduce las cargas de nitrógeno en Sandy Creek en un 64 por ciento y el fósforo total en un 28 por ciento. En lugar de que el agua en rápido movimiento excave trincheras cada vez más profundas para el arroyo y lleve el cieno al turbulento lago Jordan, el SWAMP soporta todo lo contrario:permite que se depositen 488 toneladas de sedimento cada año, en lugar de desembocar en el lago Jordan. Unas 113 especies, triplicado desde antes, ahora frecuenta el PANTANO, incluido el avetoro americano, Richardson no está seguro de haber frecuentado el arroyo antes de que lo limpiaran. Macroinvertebrados:larvas de mosca, libélulas y similares, se han triplicado, también, y ahora puedes encontrar diez especies de peces en Sandy, el doble de lo que el arroyo sostenía en 2004.

"Calidad del agua, biodiversidad, educación, investigar, ", dice." Le estamos sacando mucho provecho ".

Mientras Megan Fork habla de su trabajo como cazadora de aguas pluviales, ella se sienta en un muelle sobre el estanque de recuperación de Duke, un estanque de aguas pluviales de cinco acres en un sitio de 12.5 acres que, como el pantano, ha terminado beneficiando a los estudiantes, investigadores, el arroyo, y la comunidad. El estanque funciona de forma muy similar a lo que hace el SWAMP:ralentiza el agua para dar tiempo a la sedimentación y los procesos naturales.

Pero el estanque tiene sus inicios como nada más que un problema costoso. En 2007-08, una sequía extrema hizo descender los embalses y puso a Duke en una situación en la que tuvo que mirar hacia el final del camino ante la posibilidad de limitar su capacidad para enfriar sus edificios. Duke enfría sus edificios con plantas enfriadoras, que son muy parecidos a enormes acondicionadores de aire que enfrían el agua y la hacen pasar por tuberías a los edificios de todo el campus. Usar una reserva cada vez más pequeña de agua potable para el aire acondicionado no funcionaría a largo plazo, dice James Caldwell, subdirector de recursos hídricos e infraestructura en John R. McAdams Company, la empresa de ingeniería que realiza grandes estudios sobre aguas pluviales para la universidad. "Inicialmente se concibió para proporcionar aguas pluviales recolectadas como un problema de capacidad directa, "Dice Caldwell. Es decir, represar el afluente del arroyo que drenó el 22 por ciento del West Campus crearía un estanque que podría abastecer a la planta de enfriamiento número 2 de Duke, cuales, usando 200 millones de galones de agua por año, es el mayor consumidor de agua en Durham. Solo tenía sentido.

"Entonces nos dimos cuenta de que podíamos usarlo para la retención del flujo máximo y la eliminación de nutrientes". Es decir, Duke tiene la obligación de administrar sus aguas pluviales para cada nuevo proyecto que crea. En el caso del estanque, ralentizar el flujo y permitir la eliminación de nutrientes permite que Duke "acumule" la eliminación de nutrientes para otros proyectos, ahorrando los costos de desarrollo de instalaciones de gestión de aguas pluviales para el desarrollo futuro, además de proporcionar una fuente de agua gratuita. Agregue el estanque como una nueva oportunidad para la investigación y la recreación, con un sendero a su alrededor y lugares para sentarse como el muelle, y empiezas a ver las aguas pluviales como una oportunidad, de nada.

De nuevo, esa no es la tradición con respecto a las aguas pluviales, como lo muestran algunos elementos más antiguos del campus de Duke. Edens Quad, un grupo de dormitorios del West Campus construidos en una llanura aluvial en 1966, acomodaron el pequeño afluente encima del cual están construidos simplemente alineando el curso del arroyo con piedra de Duke. Aguas pluviales, lleno de contaminantes, correría por el canal en su camino hacia el lago Jordan, pero al menos se había ido. A veces llamado la versión de Duke del L.A. River, el riachuelo endurecido no puede hacer lo que hace el riachuelo al pasar por el PANTANO:hincharse con el agua de lluvia, esparciendo agua para asentarse a lo largo de su llanura aluvial, ralentizándolo, favoreciendo la absorción.

Eche un vistazo al arroyo endurecido ahora y verá que la naturaleza ha estado retrocediendo; cipreses calvos han echado raíces junto al arroyo, rodillas de ciprés empujando a través de la piedra y la tierra hacia el canal. Las rodillas se enganchan al pasar las hojas, agujas de pino, y basura, a veces incluso ramas; que crea pequeñas presas y, en última instancia, piscinas. Pequeños peces se lanzan en el agua cerca de donde el canal pasa directamente debajo de los edificios. El fondo de piedra no permitirá que el agua se filtre en la tierra, y la próxima gran lluvia lavará todos los contaminantes río abajo:ninguna absorción de nutrientes por parte de las plantas, sin retención de limo, sin cobrar el agua subterránea. Pero es instructivo ver cuán duro trabaja la naturaleza para hacer de este canal endurecido algo útil, algo que reconoce como una corriente.

Explorar lugares donde la naturaleza está tratando de hacer un trabajo útil por sí misma es competencia de Chelsea Clifford, otro de los estudiantes de posgrado de Jim Heffernan. Si el interés de Fork en los canalones parecía ampliar los límites de la ciencia, ¿Qué hacer con el enfoque de Clifford en la cuneta cotidiana de la carretera? "Estoy tratando de averiguar en qué condiciones las zanjas pueden funcionar como ecosistemas naturales, como humedales o arroyos, ", dice. Está probando lo que encuentra en las zanjas de las carreteras, agrícola, y áreas boscosas. "No son tan buenos como los humedales naturales, " ella dice, "pero son un ecosistema real".

Camina por un camino rural y comúnmente ves, donde el agua se asienta cerca de las tuberías que corren debajo de los caminos de entrada, pequeños ecosistemas pantanosos y soleados que crecen alrededor de las aguas pluviales. Porque las zanjas de los caminos están cortadas, Clifford dice:se mantienen "en esta sucesión temprana, fase sin árboles ". Ve hierbas como juncos y arbustos de agujas, que son los primeros gentrificadores de la zanja. Una vez que las hierbas están allí, zanjas sostienen ranas, macroinvertebrados, e incluso reptiles. Y dada la compleja interacción de las especies, están trabajando en el ecosistema, también.

Saliendo de las cunetas Fork dice:las aguas pluviales tienen concentraciones de materia orgánica disuelta que describe usando el término científico "bananas locas", cinco o seis veces los niveles encontrados en los ríos de aguas negras de Florida, que son como el patrón oro de altos niveles de materia orgánica disuelta. Un colega de Clifford que estudiaba la desnitrificación en las zanjas descubrió que las zanjas eliminaban cantidades sustanciales de nitrógeno y fósforo. "Así que en zanjas y otros lugares donde hay un sustrato orgánico, "Clifford dice, "hay una reducción real de los contaminantes".

La naturaleza toma nuestro entorno construido y lo manipula para sus propios fines. Will Wilson, profesor asociado de biología, cuya investigación original se centró en la ecología evolutiva matemática, en los últimos años ha centrado su atención en las aguas pluviales y el entorno construido, desarrollando un curso sobre su Constructed Climates:A Primer on Urban Environments y este año publicando Stormwater:A Resource for Scientists, Ingenieros y formuladores de políticas. Como Richardson, Él lamenta la perspectiva de las aguas pluviales como algo que hay que poner en tuberías o estanques. Prefiere abordar las aguas pluviales en sus muchas fuentes, antes de que se convierta en arroyos con un volumen lo suficientemente grande como para requerir tuberías. Técnicas de construcción ecológica:techos verdes, barriles de lluvia, cisternas — ayudará. "Cada acre de tierra debe decir:"No voy a exportar más agua de lluvia". Pero las ciudades son todo lo contrario a eso ".

Señala que incluso el humedal mejor construido se verá abrumado por más de una pulgada de lluvia. El huracán Matthew acababa de pasar, dejando caer más de cuatro pulgadas de lluvia en Durham. Wilson se encogió de hombros. "Es precipitación. Tienes que hacerlo en la fuente. Porque tan pronto como recolectas agua, tienes un problema."

Wilson ve las aguas pluviales como una situación que incluye todo lo anterior. Techos verdes para atraparlo barriles de lluvia para almacenarlo, humedales para frenarlo, pero tuberías y cisternas de aguas pluviales y estanques de retención para cuando hay demasiado. Y luego, detrás de eso, llega un ejército de estudiantes de posgrado y científicos dispuestos a analizarlo. A veces trabajando con la naturaleza con emprendimientos como el SWAMP o el estanque nuevo. A veces casi en contra de la naturaleza, en lugares como cunetas y cunetas e incluso en los endurecidos, canal de piedra del arroyo debajo de Edens Quad.

"Creemos que debido a que los construimos, solo están ahí para fines utilitarios, "Fork dice, hablando no solo de sus canaletas y las zanjas de Clifford, sino también del SWAMP y el estanque y todo tipo de entornos construidos.

"Pero están sucediendo muchas cosas".