Hemos tenido la oportunidad de participar en un estudio recientemente publicado en abierto en la revista i-Forest sobre el papel de los denominados Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs) en la inflamabilidad de varias especies vegetales del ámbito Mediterráneo. Es un tema controvertido porque, a pesar de que existe abundante bibliografía sobre la influencia de estos compuestos en la inflamabilidad, sin embargo no existe mucha información sobre la relevancia real de dichos compuestos en la ignición y energía desprendida en la fase de llama, que podrían influir en la ignición de las plantas en el monte e incluso en algunas fases del comportamiento del fuego en campo. Dentro de la gran variedad de VOCs presentes en las plantas, compuestos que se sintetizan con diversos objetivos fisiológicos (comunicación entre plantas y defensa de perturbaciones bióticas o abióticas, estrés, etc.), son los terpenos, por su bajo punto de inflamación, los que más intervienen en la combustión de los vegetales. De hecho, algunos autores consideran que es el detonante de algunas aceleraciones súbitas observadas en campo denominadas "fuegos eruptivos". Todas las plantas emiten terpenos pero algunas además también los almacenan en su órganos internos, como es el caso de la mayoría de las coníferas (pinos, cipreses). En cambio otras plantas las emiten conforme las sintetizan, que es el caso de las especies del género Quercus (encinas, alcornoques y robles). Existen una variedad muy importante de terpenoides, muchas veces específicos, que suponen una fracción muy pequeña en el peso total de la planta (en este estudio se ha cuantificado entre el 0,02-0,24% correspondientes a 13 compuestos diferentes) ¿en qué medida son entonces el "caballo de Troya" que facilita la ignición y combustión de las plantas? Para responder a esta pregunta se ha diseñado un experimento de inflamabilidad exponiendo ramillos de diferentes especies (pinos, ciprés común y encina) a una fuente de calor de baja intensidad que permitiera una emisión lenta de los terpenos y permitiera diferenciar las diferentes fases de la combustión: precalentamiento, ignición, combustión con llama y combustión sin llama. Se reservaron parte de las muestras para analizar los terpenos y poder explorar las relaciones estadísticas entre estos compuestos y la inflamabilidad de las plantas. Los 13 compuestos detectados se agruparon según su peso molecular en 3 tipos: monoterpenoides (los más ligeros), monoterpenoides oxigenados y sesquiterpenoides (los más pesados).
Los resultados mostraron que los terpenoides explicaban entre el 19% y el 41% de la inflamabilidad de las plantas en las condiciones del experimento. Estos resultados hay que tomarlos con prudencia y no son aplicables directamente a escala de campo pero cuantifican la importancia de estos compuestos en la inflamabilidad de las plantas. De hecho, alteró el orden lógico de inflamabilidad relativa entre las especies estudiadas. Efectivamente, atendiendo a la relación superficie/volumen, esto es, la propoción de superficie expuesta a la radiación en relación al volumen de la hoja, el orden de mayor a menor inflamabilidad debería ser Pinos>Encina>Ciprés. Sin embargo los resultados muestran una alteración de este orden obteniendo Pinos>Ciprés>Encina (Figura 1), lo que implica que los terpenos almacenados en el ciprés (propiedades químicas) han aumentado su inflamabilidad respecto a lo que le correspondería según las propiedades físicas de sus hojas. Por otro lado se ha detectado que son el grupo de los sesquiterpenos los que influyeron más positivamente en la mayoría de los componentes de la inflamabilidad (facilidad de ignición, rapidez de combustión y energía liberada) respecto al resto de terpenos. Esto plantearía la hipótesis a contrastar en el futuro, que son los terpenos más pesados y menos volátiles los que intervendrían en mayor medida en la combustión durante los incendios puesto que los monoterpenos, aunque también están presentes, serían volatilizados en la fase de precalentamiento. Tal como nuestro grupo de investigación ha sugerido en publicaciones anteriores, se vienen detectando interacciones entre el contenido de agua de las plantas y su inflamabilidad a diferentes exposiciones de flujo de calor. Este estudio sugiere que el papel de los terpenos podría ser crucial en la explicación de estos procesos.
Figura 1. Probabilidad de ignición según la humedad del combustible para la especies estudiadas en condiciones de bajo flujo radiativo. Se observa que las especies que acumulan terpenos (pinos, ciprés común) presentan más probabilidad de ignición que la encina (Q. ilex), especie que no acumula terpenos en sus hojas.
Los resultados sugieren también consecuencias interesantes para valorar el posible aumento del riesgo de incendios en un contexto de estrés debido al cambio climático. Por tanto no sólo podría aumentar el peligro de incendios debido a la menor humedad de las hojas en condiciones de estrés hídrico, sino que este efecto se podría ver exacerbado por el aumento de los terpenos en hojas que intentan defenderse de los diferentes agentes bióticos (plagas y enfermedades). Como además estas hojas caen al suelo y entran a formar parte de la hojarasca, podría aumentar la inflamabilidad y por tanto el riesgo de incendio. Esto avalaría la necesidad, sugerida por muchos autores, de realizar una gestión adaptativa que mejore la salud y vitalidad de lo bosques para disminuir el estrés de las plantas, así como la necesidad del uso en los proyectos de restauración de ecotipos resistentes a estrés hídrico y a enfermedades. De igual forma es interesante resaltar la necesidad de tener en un buen estado de riego y vitalidad a las plantas en áreas de interfaz urbano-forestal puesto que plantas estresadas en condiciones de alta densidad, como son los setos, podría hacerlos significativamente más inflamables, tanto por la mayor cantidad de biomasa muerta como por la mayor acumulación de terpenos en las hojas.
Referencia: Della Rocca G, Madrigal J, Marchi E, Michelozzi M, Moya B, Danti R (2017) Relevance of terpenoids on flammability of Mediterranean species: an experimental approach at a low radiant heat flux. i-Forest 10: 763-775. Disponible open access en http://www.sisef.it/iforest/contents/?id=ifor2327-010
Hemos tenido la oportunidad de participar en un estudio recientemente publicado en abierto en la revista i-Forest sobre el papel de los denominados Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs) en la inflamabilidad de varias especies vegetales del ámbito Mediterráneo. Es un tema controvertido porque, a pesar de que existe abundante bibliografía sobre la influencia de estos compuestos en la inflamabilidad, sin embargo no existe mucha información sobre la relevancia real de dichos compuestos en la ignición y energía desprendida en la fase de llama, que podrían influir en la ignición de las plantas en el monte e incluso en algunas fases del comportamiento del fuego en campo. Dentro de la gran variedad de VOCs presentes en las plantas, compuestos que se sintetizan con diversos objetivos fisiológicos (comunicación entre plantas y defensa de perturbaciones bióticas o abióticas, estrés, etc.), son los terpenos, por su bajo punto de inflamación, los que más intervienen en la combustión de los vegetales. De hecho, algunos autores consideran que es el detonante de algunas aceleraciones súbitas observadas en campo denominadas "fuegos eruptivos". Todas las plantas emiten terpenos pero algunas además también los almacenan en su órganos internos, como es el caso de la mayoría de las coníferas (pinos, cipreses). En cambio otras plantas las emiten conforme las sintetizan, que es el caso de las especies del género Quercus (encinas, alcornoques y robles). Existen una variedad muy importante de terpenoides, muchas veces específicos, que suponen una fracción muy pequeña en el peso total de la planta (en este estudio se ha cuantificado entre el 0,02-0,24% correspondientes a 13 compuestos diferentes) ¿en qué medida son entonces el "caballo de Troya" que facilita la ignición y combustión de las plantas? Para responder a esta pregunta se ha diseñado un experimento de inflamabilidad exponiendo ramillos de diferentes especies (pinos, ciprés común y encina) a una fuente de calor de baja intensidad que permitiera una emisión lenta de los terpenos y permitiera diferenciar las diferentes fases de la combustión: precalentamiento, ignición, combustión con llama y combustión sin llama. Se reservaron parte de las muestras para analizar los terpenos y poder explorar las relaciones estadísticas entre estos compuestos y la inflamabilidad de las plantas. Los 13 compuestos detectados se agruparon según su peso molecular en 3 tipos: monoterpenoides (los más ligeros), monoterpenoides oxigenados y sesquiterpenoides (los más pesados).
Los resultados mostraron que los terpenoides explicaban entre el 19% y el 41% de la inflamabilidad de las plantas en las condiciones del experimento. Estos resultados hay que tomarlos con prudencia y no son aplicables directamente a escala de campo pero cuantifican la importancia de estos compuestos en la inflamabilidad de las plantas. De hecho, alteró el orden lógico de inflamabilidad relativa entre las especies estudiadas. Efectivamente, atendiendo a la relación superficie/volumen, esto es, la propoción de superficie expuesta a la radiación en relación al volumen de la hoja, el orden de mayor a menor inflamabilidad debería ser Pinos>Encina>Ciprés. Sin embargo los resultados muestran una alteración de este orden obteniendo Pinos>Ciprés>Encina (Figura 1), lo que implica que los terpenos almacenados en el ciprés (propiedades químicas) han aumentado su inflamabilidad respecto a lo que le correspondería según las propiedades físicas de sus hojas. Por otro lado se ha detectado que son el grupo de los sesquiterpenos los que influyeron más positivamente en la mayoría de los componentes de la inflamabilidad (facilidad de ignición, rapidez de combustión y energía liberada) respecto al resto de terpenos. Esto plantearía la hipótesis a contrastar en el futuro, que son los terpenos más pesados y menos volátiles los que intervendrían en mayor medida en la combustión durante los incendios puesto que los monoterpenos, aunque también están presentes, serían volatilizados en la fase de precalentamiento. Tal como nuestro grupo de investigación ha sugerido en publicaciones anteriores, se vienen detectando interacciones entre el contenido de agua de las plantas y su inflamabilidad a diferentes exposiciones de flujo de calor. Este estudio sugiere que el papel de los terpenos podría ser crucial en la explicación de estos procesos.
Figura 1. Probabilidad de ignición según la humedad del combustible para la especies estudiadas en condiciones de bajo flujo radiativo. Se observa que las especies que acumulan terpenos (pinos, ciprés común) presentan más probabilidad de ignición que la encina (Q. ilex), especie que no acumula terpenos en sus hojas.
Los resultados sugieren también consecuencias interesantes para valorar el posible aumento del riesgo de incendios en un contexto de estrés debido al cambio climático. Por tanto no sólo podría aumentar el peligro de incendios debido a la menor humedad de las hojas en condiciones de estrés hídrico, sino que este efecto se podría ver exacerbado por el aumento de los terpenos en hojas que intentan defenderse de los diferentes agentes bióticos (plagas y enfermedades). Como además estas hojas caen al suelo y entran a formar parte de la hojarasca, podría aumentar la inflamabilidad y por tanto el riesgo de incendio. Esto avalaría la necesidad, sugerida por muchos autores, de realizar una gestión adaptativa que mejore la salud y vitalidad de lo bosques para disminuir el estrés de las plantas, así como la necesidad del uso en los proyectos de restauración de ecotipos resistentes a estrés hídrico y a enfermedades. De igual forma es interesante resaltar la necesidad de tener en un buen estado de riego y vitalidad a las plantas en áreas de interfaz urbano-forestal puesto que plantas estresadas en condiciones de alta densidad, como son los setos, podría hacerlos significativamente más inflamables, tanto por la mayor cantidad de biomasa muerta como por la mayor acumulación de terpenos en las hojas.
Referencia: Della Rocca G, Madrigal J, Marchi E, Michelozzi M, Moya B, Danti R (2017) Relevance of terpenoids on flammability of Mediterranean species: an experimental approach at a low radiant heat flux. i-Forest 10: 763-775. Disponible open access en http://www.sisef.it/iforest/contents/?id=ifor2327-010