Un nuevo modelo de inteligencia artificial permite calcular la cantidad de carbono almacenado en los bosques de manglar de Tumaco (Nariño)
UNAL/DICYT Con un innovador modelo que utiliza inteligencia artificial se estimó la vegetación y la cantidad de carbono almacenado en los bosques de manglar de Tumaco (Nariño). Los resultados destacan su función en la captura del dióxido de carbono, uno de los principales gases de efecto invernadero (GEI), por lo que su conservación es esencial para mitigar el calentamiento de la Tierra.
Pese a su valioso aporte, los mapas de la organización Vigilancia Mundial de los Manglares (GMW) señalan que entre 1996 y 2020 ha habido una pérdida de los bosques de manglar del 3,4 %. En Colombia el panorama no es muy alentador, pues hasta 2020 se estimaba que estos ecosistemas abarcaban 2.807 km2, y en 24 años se han perdido 72,69 km².
En el país, la creciente importancia de los manglares se refleja en iniciativas legislativas como la Ley 2232 de 2021, que busca protegerlos y conservarlos tanto por su valor ecológico como por su importancia socioeconómica, especialmente para las comunidades locales que dependen de la pesca artesanal para la alimentación y subsistencia, gracias a que allí yace una rica fuente primaria de peces, crustáceos y moluscos que son capturados para el consumo local y para la venta en mercados locales y regionales.
Sin embargo, para conservar es clave conocer con qué se cuenta. En este contexto se originó la tesis de la ingeniera ambiental Laura Lozano Arias para la Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, cuyo objetivo fue desarrollar un modelo para estimar la biomasa aérea tanto sobre el suelo (above-ground) como debajo del suelo (below-ground), además del carbono almacenado por esta en los bosques de manglar de las costas de Boca Grande y Bajito Vaquería, en el Pacífico, que han sido poco exploradas.
Según explica la tesista, del Grupo de Investigación en Recursos Hidrobiológicos, “la biomasa viva se refiere a la cantidad de materia orgánica contenida en la estructura completa de los árboles, incluyendo tronco, ramas, hojas y raíces, en donde retienen el carbono atmosférico durante su crecimiento”.
Inteligencia artificial al servicio de la conservación ambiental
Con el apoyo financiero de un proyecto de regalías, y teniendo en cuenta que uno de los desafíos es obtener imágenes satelitales –por las extensas nubes que suelen cubrir la región–, para desarrollar el modelo se utilizaron herramientas avanzadas de sensores remoto y aprendizaje de máquina.
Los resultados revelaron que estos bosques contienen en promedio una biomasa viva sobre el suelo de 192,50 toneladas por hectárea, y bajo el suelo de 79,95 t/h, con un almacenamiento de carbono estimado en 127,43 toneladas por hectárea, lo que confirma la contribución de los manglares a la captura de carbono en el ambiente.
El modelo propuesto representa una innovación respecto a los métodos tradicionales utilizados en el país, y aunque ambos requieren mediciones en campo –como levantamiento de altura y diámetro de los árboles–, el desarrollado por la ingeniera Lozano complementa esta información con el uso del asesoramiento remoto, lo que permite una estimación más rápida y precisa de la biomasa y del carbono en los manglares.
Además estima áreas más extensas, superando las limitaciones de espacio del método tradicional, que trabaja sobre una parcela, lo que amplía el alcance y la capacidad para entender estos ecosistemas a mayor escala.
La metodología se aplicó en dos etapas clave: primero la magíster realizó un mapeo en el terreno con la ayuda de un GPS, identificando distintas coberturas como manglares, agua y otra vegetación. Con esta información alimentó el algoritmo de clasificación, que luego complementó con imágenes satelitales y sus bandas de reflectancia, que se refieren a las distintas longitudes de onda de la luz que son captadas.
En la segunda parte estableció el modelo con el que estimó la biomasa, tanto aérea como subterránea. Para ello aplicó ecuaciones alométricas específicas para la región del Pacífico, las cuales le permitieron hacer el cálculo a partir de mediciones de altura y diámetro de los árboles. Estas también facilitaron la estimación del carbono almacenado en los manglares.
Además utilizó un enfoque de aprendizaje automático comparando dos algoritmos: random forest y support vector machine, para determinar el más adecuado.
Aunque el uso de estas tecnologías emergentes ha experimentado un notable avance en todo el mundo, en Colombia, en lo que respecta a la estimación de biomasa y carbono en ecosistemas de manglar, aún se está en proceso de desarrollo.
“Acá existen algunos estudios que han abordado esta temática, pero son escasos en comparación con los de países como China, en donde han sido ampliamente implementados y refinados”, explica la investigadora Lozano.
Los resultados de su investigación proporcionan información valiosa sobre la salud y el valor de los manglares en la región, y además ofrecen una herramienta efectiva para gestionar y conservar estos ecosistemas críticos. La capacidad de estimar la biomasa y el carbono en los manglares a través de tecnologías avanzadas abre nuevas oportunidades para tomar decisiones informadas e implementar medidas de protección y restauración efectivas.
