NASA y UCR colaboran en investigación sobre emisiones volcánicas y CO₂ en Guanacaste
"Un ecólogo, un vulcanólogo y un químico entran en un bosque…". Lo que suena como el inicio de un chiste es, en realidad, una colaboración entre científicos de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) y la Universidad de Costa Rica (UCR), con el fin de ampliar el conocimiento sobre las emisiones volcánicas y cómo el aumento de los niveles de CO₂ impacta a las plantas.
La NASA detalló que, en el verano de 2025, un equipo de científicos e ingenieros se reunió en el Parque Nacional Rincón de la Vieja, en Guanacaste, con un doble propósito:
- Evaluar la viabilidad de utilizar un sistema de aeronaves no tripuladas (UAS, por sus siglas en inglés) para recopilar datos sobre las emisiones volcánicas.
- Utilizar esos datos para comprender mejor cómo el aumento de los niveles de dióxido de carbono afectará a la vegetación en todo el mundo.
Se trata del proyecto denominado Costa Rica Airborne Research on Forest Ecosystem Response to Volcanic Emissions (CRATER), que podría traducirse como Investigación Aérea de Costa Rica sobre la Respuesta de los Ecosistemas Forestales a las Emisiones Volcánicas.
Además de la NASA y la UCR, también participaron Chapman University y Black Swift Technologies.
El sistema volcánico: una "bola de cristal" que muestra el futuro del planeta
La investigación detalla que los sistemas volcánicos se extienden kilómetros más allá de sus icónicos conos y cráteres, adentrándose en ecosistemas boscosos. Allí, pequeñas grietas y respiraderos en la corteza terrestre, llamados fumarolas, liberan pasivamente gases como el dióxido de carbono a la atmósfera.
Ante esto, los investigadores se propusieron medir esos gases. El sistema volcánico Rincón de la Vieja se extiende aproximadamente 160 kilómetros cuadrados e incluye 12 cráteres volcánicos y franjas de bosques protegidos con presencia de fumarolas, lo que lo convierte en un laboratorio natural ideal para estudiar cómo el aumento global del dióxido de carbono afectará a la vegetación.
Los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre, medidos en partes por millón (ppm), han aumentado de 315 ppm en 1958 a 430 ppm en 2025. Ante este incremento, los investigadores buscan comprender cómo responderá la vida vegetal a dicho cambio.
Los árboles del sistema volcánico Rincón de la Vieja experimentan concentraciones más altas de dióxido de carbono que el promedio global. Estas se incrementan cerca de los respiraderos y disminuyen gradualmente a medida que el gas se dispersa en el aire.
"Básicamente, estamos recorriendo estas selvas volcánicas intentando descifrar el secreto del futuro (…) Toda la Tierra tendrá concentraciones de dióxido de carbono similares a las que este bosque experimenta actualmente", explicó el investigador Joshua Fisher.
¿Cómo se miden esos gases en una zona remota?
Desde la NASA explicaron que, una vez definido el laboratorio natural, el siguiente paso fue determinar cómo estudiarlo. Ahí entró en acción el UAS S2 Black Swift.
Esto fue posible gracias a la gestión de Black Swift Technologies, empresa que fabrica UAS para diversas aplicaciones científicas, especializada en entornos complejos.
"Este S2 fue desarrollado específicamente para el muestreo de dióxido de carbono a baja altitud, lo cual es ideal para la misión CRATER. Con árboles de altura uniforme, como los de Rincón de la Vieja, podemos descender hasta 9 metros por encima del dosel", explicó Jack Elston, director ejecutivo de la compañía.
Durante la investigación, el S2 realizó seis vuelos. La aeronave contaba con una cámara digital para capturar imágenes de alta resolución y una cámara térmica para medir la temperatura.
Al superponer las imágenes, los científicos pudieron crear mapas detallados del terreno, incluida la elevación y el estado de la vegetación.
La carga útil de gases traza emplea un sensor convencional para medir dióxido de carbono y vapor de agua, modificado para ser más ligero y registrar datos con mayor rapidez.
Seguimiento del transporte de gases y la actividad volcánica
Además del impacto en la vegetación, el equipo analizó si el S2 podía rastrear el movimiento de los gases y si las emisiones servirían como indicador de actividad volcánica.
Al combinar los datos del sensor terrestre de Fisher con los datos aéreos del S2, los investigadores buscaron patrones en el desplazamiento del dióxido de carbono para arrojar nueva luz sobre el comportamiento de estas emisiones al ingresar en la atmósfera.
El dióxido de carbono es ligeramente más pesado que el aire atmosférico, que es una mezcla de nitrógeno, oxígeno, argón y otros gases.
Esto significa que el dióxido de carbono concentrado puede desplazarse de formas específicas, como fluir cuesta abajo o acumularse en cavidades, antes de dispersarse en el aire.
Las respuestas de los ecosistemas al aumento del dióxido de carbono también pueden servir como indicadores tempranos de una erupción inminente: cuando el magma comienza a ascender hacia la superficie, libera gases acumulados, como el dióxido de carbono, lo que puede aportar información clave sobre el estado del sistema volcánico subterráneo.
