A1 Resistencia al Viento y Daño Mecánico

Tópico

El daño mecánico por viento comienza cuando el viento empuja el tallo y las ramas de la planta, y esa presión se traduce en una fuerza de arrastre que crece cuanto mayor es la velocidad del viento y cuanto mayor es el área frontal que la planta expone al flujo de aire. La fuerza de arrastre actúa doblando el tallo y las ramas, y esa flexión genera una tensión de flexión en el tejido leñoso del tallo: cuanto mayor es la fuerza de arrastre, mayor es la tensión de flexión que el tallo debe soportar.

La tensión de flexión que soporta el tallo se compara, en cada instante, con la resistencia del material leñoso que compone el tallo y las ramas. Mientras la tensión de flexión se mantiene por debajo de la resistencia del material leñoso, el tallo se dobla y vuelve a su posición original mediante una deflexión elástica recuperable, de modo que el daño mecánico no deja huella permanente. Si en un único evento de viento fuerte la tensión de flexión supera un umbral igual a la resistencia del material leñoso, el tallo sufre una fractura del tronco: el tejido leñoso se rompe de golpe y su continuidad se interrumpe. Si, en cambio, la tensión de flexión se mantiene por debajo de ese umbral pero se repite en sucesivos episodios de viento, el tejido leñoso acumula fatiga del material, y esa fatiga del material hace que la resistencia del material leñoso disminuya progresivamente, hasta que incluso una tensión de flexión moderada basta para producir la fractura del tronco.

Para reducir la fuerza de arrastre que el viento le impone, la planta responde adaptativamente disminuyendo el área frontal que expone al flujo de aire mediante la reconfiguración aerodinámica de sus ramas y hojas, que se pliegan y se alinean en la dirección del viento. Al reducirse el área frontal, la fuerza de arrastre que el viento genera sobre la planta disminuye, lo que repone una tensión de flexión menor sobre el tallo y cierra el lazo entre la respuesta de la planta y la fuerza de arrastre que la originó.

Junto con la reconfiguración aerodinámica, la planta responde también aumentando el diámetro basal del tallo mediante un proceso de tigmomorfogénesis, que el propio roce mecánico del viento sobre el tallo desencadena, y produciendo madera de mayor densidad en el tejido leñoso. Tanto el mayor diámetro basal como la mayor densidad de la madera hacen que la resistencia del material leñoso del tallo aumente, de modo que la misma tensión de flexión que antes se acercaba al umbral de la fractura del tronco queda ahora por debajo de ese umbral, reponiendo el margen de seguridad de la resistencia del material leñoso frente a nuevos episodios de viento.

Dentro de la planta, cuando el suelo que sostiene su sistema radicular está saturado de agua, la resistencia del material leñoso del tallo deja de ser el factor que decide el daño mecánico: en ese caso, la fuerza de arrastre transmitida por el tallo se traslada al sistema radicular, y el suelo saturado hace que, en vez de producir una fractura del tronco, se produzca un volcamiento radicular, en el que la planta completa se desprende del suelo. El volcamiento radicular funciona así como una vía alternativa a la fractura del tronco cuando el suelo saturado le resta al sistema radicular la sujeción que necesita para resistir la fuerza de arrastre.

En conjunto, la deflexión elástica recuperable, la fractura del tronco, la fatiga del material y el volcamiento radicular son los distintos desenlaces posibles del daño mecánico por viento sobre la planta. Las respuestas adaptativas de la planta —la reconfiguración aerodinámica, que reduce el área frontal y con ella la fuerza de arrastre, junto con la tigmomorfogénesis y la mayor densidad de la madera, que elevan la resistencia del material leñoso— son las que determinan si la planta logra mantener la tensión de flexión por debajo de sus umbrales de daño, o si, por el contrario, el daño mecánico por viento termina en una fractura del tronco o en un volcamiento radicular.

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