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Evaluating Planting Strategies to Enhance Stormwater Pond Functionality: A Study on the Role of Vegetation in Nutrient Input and Treatment Rates

Un estudio de ocho estanques de escorrentía en Florida encontró que el aumento de la cobertura vegetal en las riberas o en las zonas lítorales no redujo significativamente los aportes de nutrientes ni mejoró las tasas de tratamiento, lo que sugiere que las estrategias de plantación por sí solas son insuficientes para cumplir con los objetivos de eliminación de nutrientes.

Autores originales: Chamoda P. D.M. Dissanayake, Alexander J. Reisinger, Eban Z. Bean, Mary G. Lusk, Matthew J. Cohen, Michelle K. Atkinson, Maylet Perez, Paul F Monaghan, Basil V. Iannone

Publicado 2026-08-18

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CC BY 4.0

Autores originales: Chamoda P. D.M. Dissanayake, Alexander J. Reisinger, Eban Z. Bean, Mary G. Lusk, Matthew J. Cohen, Michelle K. Atkinson, Maylet Perez, Paul F Monaghan, Basil V. Iannone

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

En las ciudades de todo el mundo, la lluvia no se filtra en el suelo de la misma manera que antes. En su lugar, corre sobre tejados, carreteras y estacionamientos, recogiendo suciedad, aceite y productos químicos en su camino. Esta agua que corre, conocida como escorrentía de aguas pluviales, transporta una pesada carga de nutrientes —específicamente nitrógeno y fósforo— hacia los lagos, ríos y estanques cercanos. Aunque estos nutrientes son naturales, un exceso de ellos actúa como un superfertilizante para las algas, provocando densos brotes verdes que pueden agotar el oxígeno en el agua y dañar a los peces. Para capturar esta agua contaminada antes de que llegue a las vías fluviales naturales, los ingenieros han construido miles de pequeños lagos artificiales llamados estanques de aguas pluviales. Estas cuencas están diseñadas para retener el agua, permitir que la suciedad se asiente y dejar que la naturaleza descomponga los productos químicos. Sin embargo, muchos de estos estanques están rodeados de céspedes cuidados que se cortan justo hasta la orilla del agua, una práctica que a veces puede arrastrar más fertilizante hacia el agua. Para solucionar esto, algunas comunidades están probando un enfoque diferente: dejar franjas de hierba sin cortar a lo largo de las riberas o plantar flores y arbustos nativos para que actúen como filtro. La gran pregunta es si estos cambios verdes realmente funcionan para limpiar el agua o para detener la invasión de las algas.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Florida y otras instituciones se propuso probar estas ideas en el mundo real. Eligieron ocho estanques de aguas pluviales en los condados de Manatee y Sarasota, Florida, una región donde las fuertes lluvias de verano y el terreno plano hacen que la gestión de la escorrentía sea un desafío constante. Estos estanques no eran todos iguales; tres estaban rodeados por el césped tradicional y cuidadosamente cortado que se encuentra en muchos vecindarios. Otros tres tenían una zona de amortiguación de "no corte", una franja de hierba dejada sin cortar cerca del agua, y algunos tenían plantas nativas añadidas en los bordes poco profundos. Las últimas dos unidades estaban densamente plantadas con vegetación nativa a lo largo de las riberas y en las zonas poco profundas del agua. Los investigadores querían ver si estos diferentes estilos de plantación cambiaban la cantidad de contaminación por nutrientes que entraba en los estanques durante una tormenta, qué tan bien los estanques eliminaban esos nutrientes después y si las plantas ayudaban a mantener el agua libre de algas antiestéticas.

Para encontrar las respuestas, el equipo esperó a las tormentas. Instalaron muestreadores automáticos en cada estanque que tomarían muestras de agua cada pocas horas a medida que pasaba una tormenta y durante un día después de la misma. Midieron la cantidad de nitrógeno y fósforo disueltos y sólidos en el agua, calculando cuánto se añadía al estanque durante la lluvia y cuánto se eliminaba mientras el agua permanecía estancada. También realizaron mediciones cuidadosas de las plantas, contando cuánta parte de la ribera estaba cubierta por hierba, arbustos o árboles, y cuánta superficie del agua estaba cubierta por plantas flotantes o algas. Hicieron esto para sesenta y tres eventos de tormenta distintos, capturando una amplia variedad de condiciones climáticas para ver si los resultados se mantenían a lo largo del tiempo.

Los resultados fueron sorprendentes. Los investigadores no encontraron evidencia de que tener más plantas en las riberas redujera la cantidad de nutrientes que lavaban hacia los estanques. Independientemente de si un estanque tenía un césped ordenado, una franja de hierba sin cortar o una densa plantación de arbustos nativos, la cantidad de contaminación que entraba en el agua durante una tormenta era esencialmente la misma. Los datos mostraron que el tipo de vegetación en la ribera no actuó como un filtro significativo para la escorrentía. Hubo un indicio muy leve de que los estanques con el césped tradicional podrían tener tasas ligeramente más altas de fósforo particulado entrando en el agua, pero la conexión era débil y no era una regla sólida. Del mismo modo, el estudio encontró que tener más plantas creciendo en el agua o más algas no hacía que los estanques fueran mejores para limpiar los nutrientes. Los estanques no eliminaban los nutrientes más rápido solo porque fueran más verdes.

Quizás lo más importante para los propietarios que se preocupan por la apariencia de su estanque local, el estudio encontró que tener más plantas en las riberas o en el agua no conducía a menos algas. La creencia común de que la vegetación sombrearía a las algas o competiría con ellas por el alimento no se sostuvo en estas condiciones del mundo real. La cantidad de algas en los estanques parecía estar impulsada por otros factores, no por cuántas plantas crecían en la orilla. Los investigadores señalaron que los estanques que estudiaron tenían una cobertura vegetal relativamente baja, y las áreas más densamente plantadas alcanzaban solo un veinte y cinco por ciento de cobertura. Sugirieron que, en estas condiciones específicas, las plantas simplemente no eran lo suficientemente abundantes como para cambiar la química del agua o el comportamiento de las algas.

El estudio concluye que simplemente plantar más vegetación alrededor de un estanque de aguas pluviales no es una solución milagrosa para limpiar el agua. Si bien estas plantas aún pueden ser valiosas para retener el suelo en su lugar para prevenir la erosión o para proporcionar un hogar para insectos y aves, no detuvieron, por sí solas, la entrada de nutrientes al estanque ni aceleraron el proceso de limpieza. Los investigadores sugieren que para proteger verdaderamente la calidad del agua, las comunidades deben mirar más allá del estanque mismo. Deben enfocarse en reducir la cantidad de fertilizante y desechos que caen en el paisaje en primer lugar, y es posible que deban combinar la plantación con otras soluciones de ingeniería que ayuden a que el estanque funcione mejor. Los hallazgos sirven como un recordatorio de que la naturaleza es compleja y que, aunque los espacios verdes son hermosos e importantes, no siempre pueden solucionar los problemas creados por el concreto y los productos químicos de la ciudad sin un enfoque más amplio y holístico.

Resumen Técnico: Evaluación de Estrategias de Plantación para Mejorar la Funcionalidad de los Estanques de Escorrentía de Tormentas

Planteamiento del Problema
Los estanques de escorrentía de tormentas (SWP, por sus siglas en inglés) urbanos son mejores prácticas de gestión ampliamente implementadas, diseñadas para mitigar riesgos de inundación y reducir la exportación de nutrientes del escurrimiento urbano. Sin embargo, muchos SWP no cumplen con las expectativas de diseño para la eliminación de nitrógeno (N) y fósforo (P). Una parte significativa de los SWP en el sureste de los Estados Unidos, particularmente en Florida, se gestionan con bancos de césped segado. Este estilo de gestión puede contribuir a los aportes de nutrientes mediante restos de césped y erosión de los bancos, además de fallar potencialmente en el apoyo de los procesos biológicos necesarios para el tratamiento de nutrientes. Por el contrario, estrategias alternativas como las zonas de amortiguamiento de "no segado" (franjas de césped no segadas) y la plantación de vegetación nativa en los bancos y zonas लitorales se proponen cada vez más para reducir los aportes de nutrientes, ralentizar la escorrentía y suprimir el crecimiento de algas. A pesar de su implementación, la efectividad empírica de estas estrategias de vegetación para reducir los aportes de nutrientes, mejorar las tasas de tratamiento y controlar la abundancia de algas en los SWP del mundo real sigue siendo poco comprendida.

Metodología
El estudio se llevó a cabo en ocho SWP en los condados de Manatee y Sarasota, Florida, que representan tres estilos de gestión distintos: (1) bancos de césped convencionales, (2) zonas de amortiguamiento de no segado con zonas litorales plantadas, y (3) bancos y zonas litorales densamente plantados con especies nativas.

Diseño de Muestreo: Los investigadores muestrearon 63 eventos de tormenta (51 para nutrientes particulados) entre junio y septiembre de 2023. El muestreo ocurrió durante una temporada con una precipitación aproximadamente un 30% por debajo del promedio estival de la última década.
Cuantificación de la Vegetación: En julio de 2023, se cuantificó la cobertura vegetal utilizando transectos de 10 m de ancho colocados aleatoriamente a lo largo del 15% del perímetro del estanque. La cobertura se estimó para el césped, las zonas de amortiguamiento de no segado, los bancos plantados, los bancos expuestos, las zonas litorales y el agua abierta utilizando una escala ordinal de Daubenmire modificada. La cobertura se estandarizó por el área proporcional de cada sección en relación con el área total del estanque.
Monitoreo Hidrológico y de la Calidad del Agua: Muestreadores de agua automatizados (ISCO), activados por pluviómetros de balancín, recolectaron muestras de agua en intervalos específicos: pre-tormenta ( $T_{0Initial}$ ), y post-tormenta a las 6, 9, 12, 15 y 18 horas ( $T_6$ – $T_{18}$ ), seguido de una muestra final al inicio de la siguiente tormenta ( $T_{0Final}$ ).
Análisis de Nutrientes: Las muestras fueron analizadas para Nitrógeno Total Disuelto (TDN), Fósforo Total Disuelto (TDP), Nitrógeno Particulado (PN) y Fósforo Particulado (PP). Debido a fallos en los sensores que afectaron los cálculos basados en masa para algunos eventos, el estudio utilizó las relaciones de concentración de nutriente:cloruro como un trazador conservador para contabilizar los cambios de volumen (dilución, evapotranspiración, flujo de agua subterránea).
Análisis Estadístico: Los aportes de nutrientes y las tasas de tratamiento se calcularon como cambios porcentuales en las relaciones de concentración estandarizados por día. Se emplearon modelos lineales mixtos generalizados (GLMM) para probar tres hipótesis: (1) una mayor cobertura de plantas en los bancos reduce los aportes de nutrientes; (2) una mayor cobertura de plantas acuáticas y algas mejora el tratamiento de nutrientes; y (3) una mayor cobertura de vegetación se asocia con una menor abundancia de algas.

Resultados Clave
El estudio encontró una alta variabilidad en las concentraciones de nutrientes, las tasas de aporte y las tasas de tratamiento entre los eventos de tormenta.

Dinámica de Nutrientes: Los nutrientes disueltos (TDN, TDP) generalmente mostraron tasas de aporte positivas (enriquecimiento) inmediatamente después de las tormentas, seguidas de tasas de tratamiento positivas (eliminación) durante el período inter-evento. En contraste, los nutrientes particulados (PN, PP) mostraron patrones temporales diferentes, con las relaciones de concentración particulada disminuyendo a menudo post-tormenta (lavado/flushing) e incrementándose durante el tratamiento (acumulación/resuspensión).
Hipótesis 1 (Vegetación de los Bancos y Aportes): No hubo evidencia estadística de que una mayor cobertura de plantas en los bancos (incluyendo zonas de amortiguamiento de no segado y plantaciones nativas) redujera los aportes de nutrientes ( $p \geq 0.47$ ). Sin embargo, se encontró una débil relación positiva entre la cobertura de césped y las tasas de aporte de Fósforo Particulado (PP) ( $p = 0.05$ ). Esta relación se mantuvo débil ( $p = 0.06$ ) incluso tras excluir un evento de tormenta con un aporte de PP excepcionalmente alto.
Hipótesis 2 (Vegetación Acuática y Tratamiento): No se encontró evidencia de que una mayor cobertura de plantas acuáticas o algas mejorara las tasas de tratamiento de nutrientes para ningún tipo de nutriente ( $p \geq 0.14$ ). Este resultado se mantuvo incluso tras excluir un estanque con una cobertura de algas excepcionalmente alta (27%).
Hipótesis 3 (Vegetación y Algas): No hubo evidencia de que una mayor cobertura de vegetación (bancos o acuática) estuviera asociada con una menor abundancia de algas ( $p \geq 0.12$ ).

Significancia y Reivindicaciones
Los autores concluyen que, en los niveles de cobertura vegetal observados en este estudio (cobertura máxima de plantas acuáticas de ~25%), la gestión de la vegetación por sí sola es poco probable que cumpla con los objetivos de eliminación de nutrientes o altere significativamente los aportes de nutrientes en los SWP. Los hallazgos sugieren que:

Papel Limitado de la Vegetación: Las estrategias actuales de plantación (zonas de amortiguamiento de no segado, plantaciones nativas en los bancos) no redujeron demostrablemente los aportes de nutrientes ni mejoraron las tasas de tratamiento en los sistemas estudiados.
Complejidad del Ciclo de Nutrientes: La falta de mejora observada en el tratamiento por parte de las plantas acuáticas puede atribuirse a la baja abundancia de plantas (debido a restricciones de profundidad) y al predominio de otras vías de nutrientes, como la transformación microbiana y las interacciones sedimento-agua, que no fueron manipuladas directamente.
Implicaciones de Gestión: La protección de la calidad del agua aguas abajo requerirá probablemente un enfoque holístico. Esto incluye promover procesos dentro del estanque que mejoren el tratamiento de nutrientes (potencialmente mediante otras BMP como humedales flotantes o un mayor tiempo de residencia) junto con prácticas a escala de paisaje que reduzcan los aportes de nutrientes (por ejemplo, gestión de fertilizantes, control de desechos de mascotas).
Beneficios No Relacionados con Nutrientes: Aunque no se detectaron beneficios específicos para los nutrientes, los autores reconocen que los bancos plantados y las zonas de no segado pueden seguir aportando valor mediante la estabilización de bancos, el control de la erosión y la mejora de la biodiversidad, aunque estos beneficios específicos a largo plazo no fueron cuantificados en este estudio.

El documento enfatiza que un enfoque de vegetación de "talla única" puede no ser práctico para los sistemas dinámicos de SWP y que la gestión futura debe integrar la comprensión de los procesos internos del estanque con las estrategias de reducción de aportes a nivel de cuenca.

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