CAMBIO CLIMATICO Y GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI) EN SUELOS CERCANOS A LA PRESA VALSEQUILLO, PUEBLA, MEXICO.

Cecilia Gómez Hernández1; José Adrián Saldaña Munive2,

Edgardo Torres Trejo2

1Tesista Facultad de Ingeniería Química, BUAP.

18cexi18@live.com.mx;tel. 75598072Departamento de Investigación en Ciencias Agrícolas BUAP,

14 sur 6301 C.P. 72570, Puebla, México. Tel. (222)2297500 ext. 7355

La situación de deterioro que guardan actualmente los suelos en el área de estudio obedece en su mayoría, a la deforestación e inadecuado manejo que se les ha proporcionado.

La erosión se presenta principalmente en temporada de lluvias, y el escurrimiento pluvial sin control, origina arrastre del suelo disminuyendo su productividad y favoreciendo la producción y emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEI).

En los suelos cercanos a la presa Valsequillo se ha afectado la vegetación del entorno por la perdida de especies, con un riesgo alto de extinción biológica.

Debido al rápido crecimiento de las zonas urbanas son cada vez menos las áreas naturales y mas los espacios dedicados a la agricultura, con lo cual los suelos por las actividades reciben impactos que se están reflejando en su comportamiento como emisor de estos gases.

PROBLEMA

HIPOTESIS: Debido a los cambios en el uso de suelo y a los procesos acelerados de

degradación se presenta una perdida importante de CO2 CH4 y N2O a la atmosfera como consecuencia de la perdida inicial de biomasa y particularmente de cobertura vegetal que promueve una dinámica de transformación de los orgánicos más activa y permanente que afecta a los compuestos orgánicos lábiles y estable teniendo en consecuencia mayor producción y emisión de gases de efecto invernadero.

JUSTIFICACION: El efecto invernadero es un fenómeno natural, que se esta potencializando como consecuencia de la contaminación atmosférica.

Cabe mencionar que la existencia de un determinado clima y de su variación temporal depende de otros factores, pero hoy en día se considera que el calentamiento actual se debe en su mayor parte al incremento de los GEI.

La concentración de estos gases en la atmosfera se ha incrementado debido a las emisiones producto de las actividades humanas, tales como la quema de combustibles fósiles y procesos de deforestación; lo que ha aumentado la temperatura media global terrestre generando cambios en los patrones de precipitación.

OBJETIVO: Cuantificar la concentración de los principales GEI; Metano (CH4), Bióxido

de Carbono (CO2) y Oxido Nitroso (N2O) en suelos cercanos a la presa Valsequillo a través del uso de cámaras estáticas y asociarlas con sus condiciones particulares de producción.

 ¿COMO? Identificando la dinámica de estos gases en los suelos cercanos a la presa

Valsequillo, determinando los niveles de materia orgánica e identificando los diferentes procesos que promueven su producción.

¿PARA QUE? Para entender su comportamiento y el impacto a la atmosfera cuyas

consecuencias son inicialmente la acumulación y posteriormente potencializar el efecto invernadero contribuyendo así al calentamiento global.

MATERIALES Y METODOS.

CAMARAS ESTATICAS

Para realizar la captura de estos gases se utilizaron cámaras estáticas hechas en tubo PVC, que cumplen con la combinación única de durabilidad y resistencia a la corrosión, con diámetro de 8 pulgadas y altura de 15 cm, estas cuentan con coples de 11cm de alto que se insertan en la superficie del suelo y que permiten tener un sistema acoplado para la captura de GEI, así mismo las tapas cuentan con un reductor donde se inserta una aguja vacutainer a través de la septa para capturar los gases y trasladarlos a viales preparados previamente al vacío, y ser posteriormente analizados por cromatografía de gases.

  

Trabajo de campo Para el análisis de resultados y comprensión de la dinámica de muestreo

de suelos cercanos a la presa Valsequillo se tomaron en cuenta los siguientes criterios.

ZONA DE MUESTREO: Suelos alrededor de la presa Valsequillo.

AREA DE MUESTREO: Superficie seleccionada para el muestro.

SITIOS DE MUESTREO: Suelos con características de manejo diferentes dentro de una misma área.

Cada área de muestreo consta de 3 sitios con 3 cámaras, y 6 tiempos con intervalos de 20 min. Contando así con 9 cámaras de suelo para la realización del muestro, obteniendo un total de 54 muestras por cada área seleccionada.

SUELOS CERCANOS A LA PRESA MANUEL AVILA CAMACHO EN VALSEQUILLO PUEBLA, MEXICO.

Área 2

Zona de Muestreo

Área 1

Fig. A SITIO 1 (suelo perturbado) Fig. B SITIO 2 (Área de transición ) agrícola

Fig. C SITIO 3 (suelo medianamente conservado)

Sitios de Muestreo

AREA 1 (La Cortina 2)

Fig. D SITIO 1 (suelo ligeramente conservado ) pastizal

Fig. E SITIO 2 (área de transición)

Fig. F SITIO 3 (suelo inundado temporalmente)

Área de enriquecimiento por flujo de agua y sedimentación

AREA 2 (La Mesa)

Concentración de GEI

CH4 CO2 N2O

LA CORTINA

2

LA MESA LA CORTINA

2

LA MESA LA CORTINA

2

LA MESA

8.0 ppma

42.6 ppm

9.0 ppma

10.0 ppm

700.0 ppma

1280.0 ppm

560.0 ppma

1270.0 ppm

0.3 ppma

0.7 ppm

0.4 ppma

0.8 ppm

RESULTADOS Y DISCUSION.Los muestreos en campo hasta el momento se han realizado en 5 áreas que son: La Cortina 2, La Mesa, San José del Rincón, Loma Guadalupe, La Isla. Hasta el momento se tienen resultados de las concentraciones de dos áreas de muestreo

CARACTERISTICAS DEL AREA REPRESENTADA EN EL GRAFICO: Sitio 1 corresponde a la fig. A (suelo perturbado)Sitio 2 corresponde a la fig. B (área de transición agrícola)Sitio 3 corresponde a la fig. C (suelo medianamente conservado)

 Se observa que se obtuvieron altas concentraciones de la emisión de CH4 en el sitio 3 el cual representa características de un suelo medianamente conservado. Esto significa que las altas emisiones de este gas se deben principalmente a la descomposición de materia orgánica de dicho lugar puesto que se encontraron arboles y restos de plantas en descomposición.

T0 11:55 T1 12:15 T2 12:35 T3 12:55 T4 13:15 T5 13:35

Conc. Sitio 1 8.84345723783622 8.63551425405461 8.7980709176992 8.63564017326483 8.56669688727713 8.97662435781204

Conc. Sitio 2 8.95651757832176 8.66825828548403 8.76494912863907 8.68337866424901 8.65861287398005 9.01694872569759

Conc. Sitio 3 48.1727636748262 33.4395814445452 29.0787851314597 35.3834164400121 31.2161831368994 42.6437518887882

5.00000

15.00000

25.00000

35.00000

45.00000

55.00000

Concentración de CH4 en LA CORTINA 2

Conc. Sitio 1

Conc. Sitio 2

Conc. Sitio 3

Co

ncen

tracio

n e

n p

pm

CARACTERISTICAS DEL AREA REPRESENTADA EN EL GRAFICO: Sitio 1 corresponde a la fig. A (suelo perturbado)Sitio 2 corresponde a la fig. B (área de transición agrícola)Sitio 3 corresponde a la fig. C (suelo medianamente conservado)

Las concentraciones de la emisión de CO2 se encuentran muy elevadas en comparación a las de CH4 y N2O, se observa un incremento en el sitio 2 y la muestra 3 correspondiente al tiempo 2 alcanza una concentración de 1280.0 ppm.

T0 12.00 T1 12:20 T2 12:40 T3 13:00 T4 13:20 T5 13:40

Conc. Sitio 1 902.122774546097 1064.48237264234 1287.51154591927 1039.02890886656 983.398466419884 779.711880839063

Conc. Sitio 2 772.390181561784 738.401815617839 870.531376696634 813.495901639345 819.733915036137 700.260444209413

Conc. Sitio 3 1112.97607086198 861.193945002645 939.708223162348 844.648334214702 747.716023268113 717.328397673189

100.00000

300.00000

500.00000

700.00000

900.00000

1100.00000

1300.00000

Concentración de CO2 en LA CORTINA 2

Conc. Sitio 1

Conc. Sitio 2

Conc. Sitio 3

Co

nce

ntr

acio

n e

n

pp

m

 CARACTERISTICAS DEL AREA REPRESENTADA EN EL GRAFICO:

 Sitio 1 corresponde a la fig. A (suelo perturbado)Sitio 2 corresponde a la fig. B (área de transición agrícola)Sitio 3 corresponde a la fig. C (suelo medianamente conservado)

Las concentraciones de N2O se encuentran en menor proporción en cuanto a las concentraciones de CH4 y CO2, con un comportamiento similar de este gas en los 3 sitios del área de muestreo.

T0 12:10 T1 12:30 T2 12:50 T3 13:10 T4 13:30 T5 13:50

Conc. Sitio 1 0.662635377108422 0.352785982451015 0.685991106494856 0.348327869561925 0.355541670723923 0.693448343016651

Conc. Sitio 2 0.66933850498231 0.350562335681132 0.675256418578988 0.353458405011523 0.349757376091402 0.691949592651499

Conc. Sitio 3 0.676175792787822 0.33175533123438 0.508314128988282 0.336232107501055 0.342186536401701 0.710428770813723

0.05000

0.15000

0.25000

0.35000

0.45000

0.55000

0.65000

0.75000

Concentración de N2O en LA CORTINA 2

Conc. Sitio 1Conc. Sitio 2Conc. Sitio 3

Co

nce

ntr

acio

n e

n p

pm

CARACTERISTICAS DEL AREA REPRESENTADA EN EL GRAFICO:

Sitio 1 corresponde a la fig. E (suelo ligeramente conservado pastizal)

Sitio 2 corresponde a la fig. F (área de transición )

Sitio 3 corresponde a la fig. G (suelo inundado temporalmente)

La emisión de CH4 se observa con valores de concentración muy similares entre los sitios y entre las área s de muestreo.

T (min )

T0 11:25 T1 11:45 T2 12:05 T3 12:25 T4 12:45 T5 13:05

Conc. Sitio 1 9.33618918102145 9.33298075954468 9.31016419865015 9.4057872469024 9.31400725294652 9.05542459957693

Conc. Sitio 2 8.80218343910548 9.14334391054699 9.15816711997582 9.46801148383197 9.13668026594137 9.11708975521305

Conc. Sitio 3 10.3842600987207 9.8173315200967 9.66331217890602 9.8580487559182 8.61055706658608 9.38565024680167

1.00000

3.00000

5.00000

7.00000

9.00000

11.00000

Concentración de CH4 en LA MESA

Conc. Sitio 1

Conc. Sitio 2

Conc. Sitio 3

Co

ncen

tració

n e

n p

pm

CARACTERISTICAS DEL AREA REPRESENTADA EN EL GRAFICO:

Sitio 1 corresponde a la fig. E (suelo ligeramente conservado pastizal)Sitio 2 corresponde a la fig. F (área de transición)Sitio 3 corresponde a la fig. G (suelo inundado temporalmente)

  Las concentraciones de CO2 en la Mesa también mostraron valores altos en relación a las emisiones de CH4 y N2O, observando incremento en su concentración, alcanzando 1280.0 ppm en el sitio1 muestra 5 del tiempo 4.

T0 11:30 T1 11.50 T2 12:10 T3 12:30 T4 12:50 T5 13:10

Conc. Sitio 1 961.995505023797 852.608760796757 1167.57791292085 906.335184205888 811.28080380751 972.995372818615

Conc. Sitio 2 882.538207297726 915.171998942359 953.654019037547 798.194738233739 1274.35933368588 820.0594923321

Conc. Sitio 3 940.556231270933 745.385598448793 867.386920500618 821.072800987133 563.651242728715 994.125859333686

100.00000

300.00000

500.00000

700.00000

900.00000

1100.00000

1300.00000

Concentración de CO2 en LA MESA

Conc. Sitio 1

Conc. Sitio 2

Conc. Sitio 3

Co

ncen

tració

n e

n p

pm

CARACTERISTICAS DEL AREA REPRESENTADA EN EL GRAFICO:

Sitio 1 corresponde a la fig. E (suelo ligeramente conservado pastizal)

Sitio 2 corresponde a la fig. F (área de transición)

Sitio 3 corresponde a la fig. G(suelo inundado temporalmente)

Las concentraciones de N2O son similares en los sitios 1 y 2 y con valores menores respecto a la emisión de CH4 y CO2 en la misma área de muestreo, se

observa un incremento de las concentraciones en el sitio 3 alcanzando su concentración máxima de 0.80 ppm en la muestra 6 correspondiente al tiempo 5.

T0 11:35 T1 11:55 T2 12:15 T3 12:35 T4 12:55 T5 13:15

Conc. Sitio 1 0.689895809666007

0.677937182857823

0.740041870881886

0.613689181732611

0.74742066712108 0.734099343265497

Conc. Sitio 2 0.558811278089736

0.618135934304911

0.54801681326885 0.643237365704827

0.617480281735856

0.607960877232844

Conc. Sitio 3 0.450340809503716

0.368352321291398

0.456139439774092

0.485365207136443

0.290614755428609

0.506183258138856

0.05000

0.15000

0.25000

0.35000

0.45000

0.55000

0.65000

0.75000

Concentración de N2O en LA MESA

Conc. Sitio 1

Conc. Sitio 2

Conc. Sitio 3

Co

ncen

tració

n e

n p

pm

CONCLUSIONES

Se observó que la concentración de CO2 es mayor que la de CH4 y N2O, lo

que podría tener un impacto significativo de liberarse a la atmosfera y por afectar la calidad del aire con cambios importantes para la mayoría de organismos.

Las propiedades de los suelos identificadas en las áreas de influencia de la presa Valsequillo nos proporcionaran información sobre el comportamiento, la producción y liberación de GEI.

Se puede observar que las emisiones de GEI no muestran un valor típico lo cual nos obliga a considerar otros factores que promueven las transformaciones de acuerdo a las características particulares del sitio.

Las ilustraciones nos muestran una idea clara de las características y condiciones del suelo en cada sitio; por ejemplo: en La Cortina las condiciones de conservación del suelo son muy similares por lo que para nombrarlos hacemos énfasis en el manejo y las condiciones de uso antropogénico.

En lugares donde la vegetación es más abundante se observan valores muy bajos de producción y emisión de los GEI, ya que los restos orgánicos se acumulan en la superficie del suelo, se descomponen y emiten gases que la misma vegetación consume comportándose como un sumidero natural.

En la Mesa se tienen condiciones de suelo ligeramente conservado, un área de transición y suelos temporalmente inundados en época de lluvia siendo este sitio (fig. F) área de enriquecimiento por flujo de agua y sedimentación, así mismo se tienen valores diferentes de producción de materia orgánica.

En cuanto a las emisiones de CO2 sus concentraciones son elevadas como

consecuencia de la misma acumulación de materia orgánica en el lugar.

REFERENCIAS.

1.Plaster E.J., 2000, La Ciencia del Suelo y su Manejo, Scott P., Paraninfo, Madrid.

2.HoKiely G., 1999, Introducción a la Química y Microbiología en Ingeniería Ambiental, Ingeniería Ambiental, Fundamentos, Entornos, Tecnologías y Sistemas de Gestión, García A., Mc Graw Hill, España, Pag.141-146.

3.Norato R., 2000, Manual de Edafología, Honorato R., Alfa omega: Ediciones Universidad Católica de Chile, México ,