2.12. Inflamabilidad de plantas

Los caracteres que aumentan la inflamabilidad influyen considerablemente sobre el régimen de fuego en regiones (periódicamente) secas, y por lo tanto tienen impactos ecológicos importantes (particularmente en la dinámica del ecosistema), así como consecuencias socioeconómicas y climáticas. La inflamabilidad intrínseca de una planta depende tanto de sus caracteres cuando está viva como del efecto de sus hojas, ramas y tallos luego de la muerte de estos órganos. La inflamabilidad de estos órganos (ya sea vivos o muertos) depende de (1) el tipo y la calidad del tejido, y (2) la arquitectura y estructura de la planta y sus órganos (las cuales afectan principalmente la conductividad del calor).

Note que la inflamabilidad de una determinada especie puede ser enmascarada por la inflamabilidad de la comunidad de plantas en su conjunto (por ej. cantidad de broza, estructura y continuidad de la comunidad, contenido de materia orgánica del suelo) y por las condiciones climáticas particulares (por ej. luego de un período largo de sequía, muchas plantas arderán independientemente de su inflamabilidad).


¿Cómo definirla y medirla?

La inflamabilidad (definida en sentido amplio como la propensión a quemarse) es un carácter funcional compuesto. Sus componentes varían según los autores y las disciplinas. La mayoría de los estudios se basan en la medición de la inflamabilidad de pequeños fragmentos de plantas en cámaras bajo condiciones controladas (en laboratorio). Aunque estos procedimientos producen resultados altamente estandarizados, no necesariamente son buenos estimadores de la inflamabilidad de porciones enteras de plantas. Aquí proponemos un método estándar para medir inflamabilidad en el cual la estructura y arquitectura básica de la porción de planta medida es preservada (ver Más sobre métodos en esta Sección, y la Fig. 2 para una ilustración). Este método involucra un aparato de tecnología muy simple en el cual se colocan porciones de plantas de hasta 70 cm de longitud, que son pre-calentadas y encendidas de una forma estándar, y luego se realizan las siguientes mediciones:

a) temperatura máxima alcanzada durante el quemado (en °C; TM, o MT por sus siglas en inglés), medida con un termómetro infrarrojo desde una distancia de 50 cm hasta la muestra;

b) tasa de quemado (TQ, o BR por sus siglas en inglés), es un valor obtenido al dividir la longitud de la muestra que se quemó (en cm) por el tiempo en el que ese fragmento se quemó (en segundos). Esta tasa da una idea de cuán rápido las llamas pueden esparcirse a través de la planta y hasta qué punto la planta es capaz de trasladar el fuego; y

c) porcentaje de biomasa consumida (BC, o BB por sus siglas en inglés) consiste en una estimación visual de la biomasa consumida (intervalos porcentuales); los intervalos son 1 = <1%, 2 = 1–10%, 3 = 11–25%, 4 = 26–50%, 5 = 51–75% and 6 = 76–100%.

Luego de realizadas las mediciones anteriores, para calcular la inflamabilidad total los valores obtenidos para cada componente deben ser transformados a una escala proporcional, en donde el valor 1 es asignado a un valor de referencia. En el caso de BC, el valor 1 se asignó al valor máximo posible de este componente (i.e. 6), mientras que para los otros componentes el valor de referencia se basó en la literatura y en los resultados de nuestros experimentos. Los valores de referencia son: TM = 500°C; TQ = 1 cm–1. Los valores estandarizados de TM, TQ y BC son luego sumados para obtener un valor compuesto de inflamabilidad (redondeado a dos decimales) que puede variar entre 0 (inflamabilidad nula) y ~3 (máxima inflamabilidad).
Como alternativa a la medición directa de inflamabilidad, se puede obtener una estimación midiendo varios atributos de las plantas que se sabe influyen la inflamabilidad de la misma. Para cada uno de los atributos descriptos abajo (contenido de agua de tallos y ramas, arquitectura de la copa, relaciones superficie:volumen, biomasa muerta en pie, aceites, ceras y resinas volátiles) se definen cinco clases. La inflamabilidad es luego calculada como el promedio (redondeado a un decimal) de los valores de las clases asignados a cada uno de los atributos individuales mencionados (ver en Tabla 1 los rangos de valores de cada atributo dentro de cada clase). Recomendamos poner a prueba y calibrar esta estimación contra mediciones directas de inflamabilidad como se describió más arriba, o contra mediciones directas de ignitabilidad y combustibilidad como se describe en Casos especiales y extras en esta Sección.

Contenido de agua de ramas y hojas. Es esperable que la inflamabilidad sea mayor en especies con mayor contenido foliar de materia seca (ver protocolo en Sección 3.3) y contenido de materia seca de ramas (ver protocolo en Sección 4.2) y es probablemente también una función de la tasa de secado (aquí representado inversamente por el tiempo de secado desde la saturación hasta el equilibrio de secado).
Arquitectura de la copa. Las plantas con arquitecturas complejas, i.e. con una extensa ramificación, tienden a esparcir el fuego fácilmente. El grado (número de órdenes) de ramificación se utiliza aquí como un predictor cercano de la complejidad arquitectural de la copa, y su valor varía entre cero (sin ramas) y 5 (cuatro o más órdenes de ramificación) (ver Sección 2.7).

Relaciones superficie:volumen. Las ramas más pequeñas (i.e. ramas con una sección transversal de área pequeña) y las hojas más pequeñas deberían tener una mayor relación superficie:volumen (y por ende una tasa de secado más rápida) y por lo tanto deberían ser más inflamables. Dado que el tamaño de las ramas y las hojas tiende a estar correlacionado en comparaciones inter-específicas, de acuerdo con reglas alométricas, en este protocolo utilizamos el tamaño de la hoja para representar ambos caracteres. Una complicación que puede aparecer es que algunas especies no tienen hojas durante la estación seca. Sin embargo, es muy probable que la broza de esas mismas especies todavía esté presente en la comunidad y afecte la inflamabilidad durante la temporada seca (ver Sección 3.2). Debe tenerse en cuenta que en incendios de superficie, una acumulación sustancial de broza de especies de hojas pequeñas podría formar una capa densa y compacta, obstruyendo el flujo de oxígeno e inhibiendo la propagación del fuego considerablemente.

Biomasa muerta en pie. La cantidad relativa de material vegetal fino muerto (ramas, hojas, inflorescencias, corteza) todavía adherida a la planta durante la estación seca es crítica, ya que estos materiales tienden a tener un muy bajo contenido de agua y por lo tanto aumentan la inflamabilidad de las plantas. Se considera como material vegetal fino todo aquel con un diámetro o grosor menor a 6mm. Definimos cinco clases subjetivas desde ‘sin material vegetal fino muerto en pie’, via ‘material vegetal fino muerto en pie sustancial’ a ‘planta entera muerta en pie’.
Aceites volátiles, ceras y resinas contribuyen a la inflamabilidad en varias especies de plantas. Este es un carácter categórico subjetivo que varía desde ‘ausentes’ hasta ‘concentraciones muy altas’. Debe prestarse atención a los olores aromáticos (o a olores fuertes o desagradables), así como a sustancias pegajosas, que son liberadas al frotar, romper o cortar distintas partes de la planta. Flores y frutos aromáticos no son diagnósticos para este carácter.


Casos especiales y extras

(i) Ignitabilidad indica cuán fácilmente una planta se enciende (i.e. comienza a producir una llama). Puede ser medida directamente a través de la medición del tiempo requerido para que una parte de la planta produzca una llama cuando es expuesta a una determinada fuente de calor localizada a una distancia establecida. Los experimentos de ignitabilidad se realizan usualmente numerosas veces (por ej. 50 veces), y los diferentes combustibles son clasificados teniendo en cuenta tanto la proporción de igniciones exitosas (frecuencia de ignición) y el tiempo requerido para producir llamas (demora de ignición). Los tejidos que producen llamas rápidamente en la mayoría de las pruebas son clasificados como extremadamente inflamables, mientras que los tejidos que rara vez producen una llama y/o requieren mucho tiempo para producir una llama son considerados de muy baja ignitabilidad. Estos experimentos son realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (humedad y temperatura) colocando una fuente de calor (por ej. un radiador eléctrico, un epirradiador, o una llama expuesta) a una distancia determinada (unos pocos centímetros) de la muestra. Los valores usados para clasificar las especies de acuerdo con su ignitabilidad dependen del tipo y el poder de la fuente de calor, de la distancia entre la fuente de calor y la muestra, de la forma y el tamaño de las muestras y de la humedad relativa del ambiente en los días previos a la prueba; estas condiciones experimentales deberían ser mantenidas constantes para todas las pruebas y todas las muestras. Aquí proponemos utilizar una llama expuesta a 420 °C, colocando el material vegetal a 4cm de la llama. Se utiliza una cantidad estándar de 1g de material fresco.

(ii) Conductividad del calor de los tejidos de la planta (combustibilidad). Puede ser medida por el contenido de calor (valor calorífico, kJ g–1), el cual es una medida general de la energía térmica potencial que puede ser liberada durante el quemado del combustible. Se mide con un calorímetro adiabático de bomba usando porciones del combustibles de ~1 g. La humedad relativa del ambiente en los días previos a la prueba debe ser estandarizada. La evidencia muestra que el contenido de calor varía relativamente poco entre especies y no es un componente importante de la variación interespecífica de la inflamabilidad.

(iii) Combustibilidad y variables estructurales. Respecto a la relación superficie:volumen, otras variables estructurales han sido utilizadas para caracterizar la combustibilidad, especialmente la proporción de biomasa de diferentes clases de combustible (distribución de tamaños). Típicamente, las clases de combustibles usadas son las fracciones de biomasa de (1) follaje, (2) combustible leñoso fino vivo (<6-mm de diámetro; a veces subdividido en <2.5 y 2.5–6 mm), (3) combustible leñoso fino muerto (<6 mm), y (4) combustible leñoso grueso (6–25, 26–75, >75 mm). La proporción sumada de combustibles finos vivos y muertos (follaje y leñosos de <6 mm) podría ser el mejor estimador de la relación total superficie:volumen.

(iv) Densidad aparente del combustible (= peso del combustible/volumen del combustible) y compactibilidad de la copa (relación volumen del combustible:volumen de la copa). Ambos componentes han sido utilizados para caracterizar la conductividad del calor, principalmente a nivel de población y comunidad. Valores altos en estas características sumados a una alta acumulación de broza y una baja tasa de descomposición de la misma incrementan la combustibilidad de la comunidad.

Referencias sobre teoría, significancia y grandes bases de datos:Mutch (1970); Rothermel (1972); Bond and Midgley (1995); Bond and Van Wilgen (1996); Schwilk and Ackerly (2001); Gill and Zylstra (2005); Scarff and Westoby (2006); Cornwell et al. (2009); Pausas et al. (2012).
More on methods: Papió and Trabaud (1990); Stephens et al. (1994); Valette (1997); Dimitrakopoulos and Panov (2001); Etlinger and Beall (2004); Scarff and Westoby (2006); Van Altena et al. (2012); para inflamabilidad de porciones enteras como se describió más arriba, ver Jaureguiberry et al. (2011).