Destacado en la portada del Revista de la Sociedad de Ciencias del Suelo de América , Investigadores de la Universidad de Maryland (UMD) y el Consejo Nacional de Investigaciones de España se asociaron para crear una nueva cámara que permite obtener imágenes de la actividad del suelo de los humedales en tiempo real. Esta cámara le da a la clásica tecnología IRIS (indicador de reducción de suelos) una gran mejora. IRIS es utilizado universalmente por investigadores y evaluadores de suelos para determinar si los suelos se comportan como suelos de humedales y, por lo tanto, deben clasificarse como tales.

Sin embargo, ante esta nueva cámara, los evaluadores de suelos no pudieron cuantificar la tasa de reducción de hierro en suelos de humedales saturados, y los investigadores no tenían forma de visualizar el proceso en tiempo real. Esta tecnología abre nuevas vías de investigación en la ciencia del suelo, y ofrece un panorama convincente de cuán bioquímicamente activos son realmente los suelos de los humedales.

"El interés en este artículo ha sido realmente asombroso, aunque inicialmente no fue por eso que creé la cámara, "dice Brian Scott, Candidato a doctorado en Ciencia y Tecnología Ambientales en la UMD. "El documento muestra que esta cámara realmente funciona, pero lo que interesó a la gente fueron las imágenes en tiempo real y las tasas de reducción de hierro en los suelos de los humedales. Siendo sincero, la verdadera razón por la que lo hice no fue por la razón práctica de calcular las tarifas. Se trataba más de intentar explorar formas de visualizar lo que está sucediendo en el medio ambiente. Estudio suelos, y todo es subterráneo. Así que desarrollé este método para observar lo que realmente está sucediendo debajo de la superficie, lo cual es realmente emocionante para mí ".

"Hay tres parámetros principales necesarios para clasificar un área como humedal:hidrología o agua, la comunidad vegetal, y propiedades del suelo, "añade Martin Rabenhorst, estimado científico del suelo, profesor de Ciencia y Tecnología Ambiental en la UMD, y coautor de este artículo. "Todos estos son críticos porque los humedales son ecosistemas altamente regulados y protegidos. El suelo es quizás la pieza más complicada del rompecabezas porque hay que confirmar que ciertos procesos biogeoquímicos en realidad están sucediendo bajo tierra donde no se ven fácilmente".

El propio Rabenhorst es un inventor de un método más ecológico de IRIS, una tecnología utilizada para medir la cantidad de reducción de hierro que se produce en los suelos. La tecnología utiliza recubrimientos de óxido de hierro en tubos o películas de plástico que se introducen en el suelo y se dejan durante 30 días para que el suelo pueda reaccionar con la pintura. A medida que ocurren estas reacciones, la pintura se disuelve parcialmente del tubo. Si se quita el 30 por ciento o más de la pintura, el suelo se comporta como el suelo típico de un humedal.

"Esto se debe realmente a la bioquímica de los microorganismos en el suelo, "explica Scott." Los organismos que estudio respiran hierro de la misma manera que nosotros respiramos oxígeno. Estos microorganismos son anaeróbicos porque prosperan en ambientes sin oxígeno y necesitan hierro para respirar. El oxígeno es tóxico para ellos. por lo que viven en humedales donde el suelo a menudo está saturado de agua y es menos rico en oxígeno. Estos organismos son tan frecuentes en los suelos de los humedales que son la base de nuestras pruebas para ver si un suelo es hídrico. Por lo tanto, las pruebas de IRIS se han convertido en un punto focal para los biogeoquímicos que estudian los humedales ".

Si bien esta tecnología tiene el potencial de llevar a los científicos por todo tipo de nuevas vías de investigación, No está claro si podría conducir a mejoras en el futuro para el evaluador de suelos típico que usa la tecnología IRIS clásica.

Pero como Scott lo describe, Los verdaderos hallazgos del artículo provienen de los métodos utilizados para crear esta cámara, que, según él, ahora es reproducible por cualquier persona por alrededor de $ 100. Convirtió una cámara de boroscopio utilizada por plomeros y otros profesionales de la industria para obtener imágenes de tuberías, y junto con un sistema inalámbrico que envía información en tiempo real con solo un pequeño panel solar para ver lo que está sucediendo las 24 horas, los 7 días de la semana. "Algunas de las cosas que son más importantes para este artículo no fueron realmente los hallazgos; fue el proceso de desarrollo el que abre nuevas aplicaciones y vías de investigación, lo cual es realmente emocionante, "dice Scott.

La idea se le ocurrió a Scott mientras trabajaba como voluntario en el laboratorio de Osvaldo Sala en la Universidad Estatal de Arizona usando una máquina llamada mini rizotrón que se usa para contar las raíces de los árboles con una cámara a través de un tubo hueco en el suelo. Scott pensó, "Si podemos tomar fotografías de las raíces, deberíamos poder tomar fotografías de otras cosas bajo tierra ". cuando Scott vino a Maryland para realizar su doctorado. y comencé a trabajar con Rabenhorst, todo encajó en su lugar. El proceso, sin embargo, no estuvo exento de desafíos.

"Una vez que alguien ha pasado por todo este largo proceso de cómo hacer que algo funcione, entonces podremos hacerlo una y otra vez fácilmente, pero se necesita mucho tiempo para resolverlo, ", dice Scott." Me llevó mucho tiempo descubrir cómo hacer que esta cámara funcionara, y me encontré con obstáculos en los que casi lo dejo si no fuera por los aportes e ideas de otras personas ".

Scott llama particularmente a algunas personas en el camino que ayudaron a mantener este proceso en movimiento. Un asistente de pregrado, Kristin Webb, ayudó a esbozar los diseños iniciales de la cámara. Otro licenciado en Ciencia y Tecnología Ambiental y recién graduado, William Jacob Mástil, ayudó a diseñar e imprimir la carcasa de la cámara usando una impresora 3-D. Y los colaboradores españoles del Consejo Nacional de Investigación de España tuvieron una idea similar simultáneamente y ayudaron a encontrar formas de convertir las imágenes de video en imágenes planas que pudieran analizarse.

Scott enfatiza la importancia de la ciencia colaborativa a lo largo de este proceso, y quiere poner esta tecnología a disposición de otros para que pueda hacer avanzar la ciencia y, en última instancia, la salud ambiental. "No me interesa patentar esta tecnología en particular porque quiero que la ciencia beneficie a todos, "explica Scott." No se trata de dinero con esto, se trata del impacto para el medio ambiente. En realidad, gasté mi propio dinero para ayudar a asegurar que esto pudiera construirse junto con el apoyo del departamento, y creo que si funciona y si ayuda a otro científico a hacer un descubrimiento aún mayor, entonces eso vale la pena. Se trata de ayudar al mundo en el que vivimos ".

Scott se complace en poder contribuir a la ciencia del suelo y centrarse en la restauración de ecosistemas críticos como los humedales. "Fui ingeniero ambiental durante años, por eso tengo interés en cuidar el medio ambiente, y mucho de lo que hacen los ingenieros ambientales es limpiar los desorden, "dice Scott." Todo lo que hago ahora está relacionado con la recuperación y restauración de ecosistemas. Solía ​​limpiar desorden, pero es un animal diferente llevar los ecosistemas a su antigua gloria y restaurar su funcionamiento ecológico ".

Este papel, titulado "Herramientas de imágenes visuales macro y microscópicas para investigar las bacterias reductoras de metales en los suelos, "se publica en el Revista de la Sociedad de Ciencias del Suelo de América .