Tumaco reduciría su huella de carbono hasta un 99 % si convirtiera sus residuos en biogás

 En esta esquina biodiversa de Colombia, ubicada en el litoral Pacífico, un estudio adelantado por la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira demostró que utilizando la “digestión anaerobia” es posible generar energía limpia y reducir la huella de carbono hasta alcanzar la neutralidad, ya que mediante esta tecnología las bacterias transforman en biogás los desechos tanto de alimentos como de la pesca.

Entre las problemáticas que afronta Tumaco, municipio de Nariño, se encuentran su aislamiento geográfico y la falta de infraestructura energética. Allí la comunidad se ha visto obligada a usar plantas diésel para abastecerse de energía, y para cocinar también acuden al gas licuado de petróleo –compuesto principalmente por propano y butano–, el cual, además de costoso, contribuye al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), y en consecuencia al calentamiento global.

Tampoco existe una estrategia eficaz de selección y manejo de residuos orgánicos, en especial los derivados de la pesca artesanal –una de las principales actividades económicas del municipio– y los sobrantes de restaurantes o plazas de mercado, lo que lleva a una disposición ineficiente y perjudicial en rellenos sanitarios.

En busca de soluciones sostenibles, la ingeniera ambiental Valentina Osorio Gómez, candidata a magíster en Ingeniería Ambiental de la UNAL Sede Palmira, utilizó la metodología del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC) para medir y comparar con el escenario actual cuánta huella de carbono generaría convertir los residuos orgánicos en biogás, fuente de energía limpia empleable en la generación de energía térmica y eléctrica.

Para ello implementó el proceso biológico de digestión anaerobia con agallas y vísceras de pescado, cáscaras de banano, tomate y lechuga, entre otros vegetales, aprovechando estos recursos.

La profesora Luz Stella Cadavid Rodríguez, directora del Grupo de Investigación en Prospectiva Ambiental y también de este estudio, explica que “la huella de carbono es un indicador ecológico que mide la eficiencia de un proceso en términos de toneladas de dióxido de carbono equivalente, es decir, calcula cuán limpio es con respecto a cuántos GEI emite a la atmósfera”.

Importantes hallazgos

Uno de los resultados más importantes fue estimar que aprovechando al menos el 50 % de los residuos orgánicos de Tumaco se podría abastecer energéticamente a más de 5.000 hogares. “Así se reducirían tanto la dependencia del municipio al uso de combustibles fósiles como las emisiones contaminantes, y se mejoraría la calidad de vida de sus habitantes”, señala la candidata a magíster.

Comparando el escenario actual con el sistema propuesto se observó una reducción de hasta el 99 % en la huella de carbono del municipio nariñense, un paso hacia la neutralidad en carbono, un

 estado en el que la cantidad de dióxido de carbono liberado  a la atmósfera es equilibrada por prácticas que lo eliminan, logrando así un impacto neto cero en el clima.

La investigación también concluyó que la mezcla de 50 % de residuos de frutas y verduras con 50 % de residuos de pesca fue la más efectiva para la producción de biogás, superando en un 40 % la generación de metano frente a otros tratamientos, lo que sugiere que una combinación adecuada de distintos tipos de residuos puede maximizar la eficiencia del proceso para producir energía renovable.

El aspecto diferenciador y destacado del estudio fue la medición directa de la huella de carbono en Tumaco, con una metodología conocida como huella de carbono in situ, la cual permite medir las emisiones de GEI directamente en el lugar donde se generan, a diferencia de otros enfoques teóricos que se basan en estimaciones y factores de emisión estándar.

Se trata de una tecnología que hasta ahora ha sido poco explorada en Colombia y que ofrece datos más confiables y refuerza el valor de implementar soluciones localizadas y adaptadas a las condiciones específicas de cada municipio.

Después de implementar el proceso de gestión anaerobia en los reactores de la planta de biogás instalada en la Sede Tumaco, a escala de laboratorio, se calcularon las emisiones contaminantes provenientes de cada tratamiento de residuos propuesto en el Laboratorio de Investigaciones Ambientales de la UNAL Sede Palmira.

La implementación de esta tecnología no solo tiene el potencial de transformar la gestión de residuos y el abastecimiento energético en Tumaco, sino que también serviría como modelo para otras comunidades rurales de Colombia y del mundo, ya que le ayudaría al país a cumplir con los objetivos de reducir las emisiones en 30 % establecidos en la Agenda 2030 y en los Objetivos de Desarrollo Sostenible.

Manglares tumaqueños, importantes almacenes de carbono que se deben preservar

 Con un innovador modelo que utiliza inteligencia artificial se estimó la vegetación y la cantidad de carbono almacenado en los bosques de manglar de Tumaco (Nariño). Los resultados destacan su función en la captura del dióxido de carbono, uno de los principales gases de efecto invernadero (GEI), por lo que su conservación es esencial para mitigar el calentamiento de la Tierra.

Pese a su valioso aporte, los mapas de la organización Vigilancia Mundial de los Manglares (GMW) señalan que entre 1996 y 2020 ha habido una pérdida de los bosques de manglar del 3,4 %. En Colombia el panorama no es muy alentador, pues hasta 2020 se estimaba que estos ecosistemas abarcaban 2.807 km², y en 24 años se han perdido 72,69 km².

En el país, la creciente importancia de los manglares se refleja en iniciativas legislativas como la Ley 2232 de 2021, que busca protegerlos y conservarlos tanto por su valor ecológico como por su importancia socioeconómica, especialmente para las comunidades locales que dependen de la pesca artesanal para la alimentación y subsistencia, gracias a que allí yace una rica fuente primaria de peces, crustáceos y moluscos que son capturados para el consumo local y para la venta en mercados locales y regionales.

Sin embargo, para conservar es clave conocer con qué se cuenta. En este contexto se originó la tesis de la ingeniera ambiental Laura Lozano Arias para la Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, cuyo objetivo fue desarrollar un modelo para estimar la biomasa aérea tanto sobre el suelo (above-ground) como debajo del suelo (below-ground), además del carbono almacenado por esta en los bosques de manglar de las costas de Boca Grande y Bajito Vaquería, en el Pacífico, que han sido poco exploradas.

Según explica la tesista, del Grupo de Investigación en Recursos Hidrobiológicos, “la biomasa viva se refiere a la cantidad de materia orgánica contenida en la estructura completa de los árboles, incluyendo tronco, ramas, hojas y raíces, en donde retienen el carbono atmosférico durante su crecimiento”.

Inteligencia artificial al servicio de la conservación ambiental

Con el apoyo financiero de un proyecto de regalías, y teniendo en cuenta que uno de los desafíos es obtener imágenes satelitales –por las extensas nubes que suelen cubrir la región–, para desarrollar el modelo se utilizaron herramientas avanzadas de sensores remoto y aprendizaje de máquina.

Los resultados revelaron que estos bosques contienen en promedio una biomasa viva sobre el suelo de 192,50 toneladas por hectárea, y bajo el suelo de 79,95 t/h, con un almacenamiento de carbono estimado en 127,43 toneladas por hectárea, lo que confirma la contribución de los manglares a la captura de carbono en el ambiente.

El modelo propuesto representa una innovación respecto a los métodos tradicionales utilizados en el país, y aunque ambos requieren mediciones en campo –como levantamiento de altura y diámetro de los árboles–, el desarrollado por la ingeniera Lozano complementa esta información con el uso del asesoramiento remoto, lo que permite una estimación más rápida y precisa de la biomasa y del carbono en los manglares.

Además estima áreas más extensas, superando las limitaciones de espacio del método tradicional, que trabaja sobre una parcela, lo que amplía el alcance y la capacidad para entender estos ecosistemas a mayor escala.

La metodología se aplicó en dos etapas clave: primero la magíster realizó un mapeo en el terreno con la ayuda de un GPS, identificando distintas coberturas como manglares, agua y otra vegetación. Con esta información alimentó el algoritmo de clasificación, que luego complementó con imágenes satelitales y sus bandas de reflectancia, que se refieren a las distintas longitudes de onda de la luz que son captadas.

En la segunda parte estableció el modelo con el que estimó la biomasa, tanto aérea como subterránea. Para ello aplicó ecuaciones alométricas específicas para la región del Pacífico, las cuales le permitieron hacer el cálculo a partir de mediciones de altura y diámetro de los árboles. Estas también facilitaron la estimación del carbono almacenado en los manglares.

Además utilizó un enfoque de aprendizaje automático comparando dos algoritmos: random forest y support vector machine, para determinar el más adecuado.

Aunque el uso de estas tecnologías emergentes ha experimentado un notable avance en todo el mundo, en Colombia, en lo que respecta a la estimación de biomasa y carbono en ecosistemas de manglar, aún se está en proceso de desarrollo.

“Acá existen algunos estudios que han abordado esta temática, pero son escasos en comparación con los de países como China, en donde han sido ampliamente implementados y refinados”, explica la investigadora Lozano.

Los resultados de su investigación proporcionan información valiosa sobre la salud y el valor de los manglares en la región, y además ofrecen una herramienta efectiva para gestionar y conservar estos ecosistemas críticos. La capacidad de estimar la biomasa y el carbono en los manglares a través de tecnologías avanzadas abre nuevas oportunidades para tomar decisiones informadas e implementar medidas de protección y restauración efectivas.

Páramo de La Cortadera tiene partes que ya no capturan la misma cantidad de carbono

 Este ecosistema, ubicado a 45 minutos de Tunja y colindante con los municipios de Toca, Pesca, Rondón, Viracachá y Siachoque (Boyacá), afronta disminuciones en su capacidad para capturar carbono orgánico, fundamental en la disminución de gases de efecto invernadero (GEI) y que contribuye a tener suelos con más nutrientes. Un estudio reciente evidenció que mientras algunas zonas del páramo secuestran hasta 370 toneladas por hectárea, otras solo pueden almacenar entre 10 y 20 ton/ha.

Los páramos son por excelencia lugares estratégicos para el medioambiente y para la vida humana, pues son la fuente de agua para millones de personas del país, y además son espacios que contrarrestan el impacto del cambio climático, las altas temperaturas y el efecto de los GEI en la atmósfera. Con un área cercana a los 3 millones de hectáreas, Colombia posee el 50 % de los páramos del mundo, y además existen 37 complejos biogeográficos que se distribuyen por las cordilleras, la Sierra Nevada de Santa Marta y el Nudo de los Pastos.

Aunque dichos ecosistemas están delimitados según las zonas que los componen, todavía hay un tema que no está del todo claro, y son las zonas en que pueden captar o no mayor cantidad de carbono orgánico, lo que representa un beneficio para toda la vegetación y la vida del lugar, pues las plantas crecen con nutrientes necesarios como nitrógeno, fósforo y azufre, los suelos están más compactos y se retiene una mayor cantidad de agua.

Por esta razón, el investigador Pablo César Serrano Agudelo, magíster en Geomática de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), realizó una predicción de cuánto carbono orgánico había por hectárea en el páramo La Cortadera, para lo cual utilizó bases de datos gratuitas de sensores remotos que tienen imágenes satelitales del lugar, además de muestras de suelo recolectadas y proporcionadas por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC), y algoritmos de machine learning.

Para evaluar la zona de páramo, con el software de programación Python se analizaron al menos 800.000 pixeles en 27 variables de análisis, entre ellas topografía, temperatura, modelo digital de elevación y diversos índices recopilados en los sensores remotos que registraban el estado del terreno.

“Las zonas con mayor contenido de carbono son aquellas que han sido menos intervenidas, esto quiere decir que no tienen tantas hectáreas dedicadas a cultivos o con otros usos de los suelos; estas fueron las que registraron valores de captura de carbono en un rango entre 10 y 20 toneladas, en especial en una frontera agrícola con Toca”, asegura el magíster, cuyo trabajo fue dirigido por el profesor Luis Joel Martínez, del Departamento de Agronomía de la UNAL.

Las muestras proporcionadas por la UPTC fueron 169, distribuidas en dos categorías: la primera con muestras tomadas a una profundidad entre 0 y 15 cm, y la segunda de 15 a 30 cm; ambos grupos ya tenían todos los análisis fisicoquímicos para determinar su composición y el nivel de  concentración de carbonos orgánicos, aportando a los datos de los sensores Sentinel 1, Sentinel 2, y plataformas como WorldClim.

El investigador asegura que “este estudio ayuda a que la delimitación de los páramos se haga de manera estratégica, teniendo en cuenta las zonas que no deberían ser intervenidas, y evidenciando que se tienen alturas por encima de los 3.000 msnm que son puntos de protección y conservación, pero hay cultivos e intervención humana que dificultan la estimación del carbono capturado por estos ecosistemas”.

En este contexto, la Corporación Autónoma Regional de Boyacá (Corpoboyacá) indicó hace algunos años que los páramos de esta región serían los primeros en los que se implementen los “bonos de carbono”, un método de compensación para reducir la emisión de gases de efecto invernadero, adquiridos por los países y empresas que más los producen y en los que es clave determinar qué zonas tienen más pronunciada esta problemática.

Gracias a la IA y al machine learning, dos algoritmos, uno de bosques aleatorios y otro de redes neuronales artificiales, predijeron hasta en un 65 y 70 % la captura por hectárea y zona del páramo de La Cortadera. Estos valores son equivalentes a los registrados en investigaciones anteriores en otros páramos, por lo que los resultados son prometedores y sientan un punto de partida para futuros proyectos y para diseñar políticas públicas mejor enfocadas.

Por último, el magíster asegura que “en otros ecosistemas de este tipo se han registrado valores de captura de hasta 700 ton/ha, por lo que se necesitan más estudios que clasifiquen las zonas en donde se ha perdido esta capacidad”.

¿Qué tanto dióxido de carbono captan los bosques araucanos tras un incendio?

 En las zonas quemadas de Tame y el Cinaruco (Arauca) se capturan cerca de 80 y 120 toneladas de dióxido de carbono o CO2 por hectárea, respectivamente; mientras que en las zonas no quemadas este dato es de aproximadamente 130 y 140. Esto se debe a la capacidad que tienen algunas especies, ya sea por su forma o características físicas de resistir ante estos eventos.

En contraste, los individuos que se encuentran en la categoría de “regeneración”, y por ende son más pequeños, captan entre 1,0 y 1,5 toneladas de dióxido de carbono por hectárea en zonas quemadas, y alrededor de 1,5 y 1,7 en las zonas no quemadas; esto evidencia el grave daño que significa para el ecosistema tener cambios en la estructura de la vegetación a causa de eventos como los incendios producto de actividades como la quema de pastos destinados a la ganadería o la agricultura, o por fogatas no controladas.

En Tame la especie de mayor importancia ecológica ante estos eventos es el moriche (Mauritia flexuosa), una palma que se encuentra distribuida en Colombia, Venezuela, Brasil y Ecuador, y que tiene la capacidad de adaptarse de gran manera a los incendios, entre otras cosas por la estructura de su tronco, pues tiene diversas fibras que lo soportan, además de capas que pueden funcionar como aislantes de calor, protegiendo los tejidos de mayor importancia.

Por su parte, en Cinaruco la especie de mayor importancia ecológica es Protium stevensonii o canfín, un árbol que puede llegar a los 30 metros y cuyo tronco es pardo oscuro y con flores blancas.

“Estas especies son muy importantes en la zona, pues debido a su tamaño tiene una mayor capacidad de almacenar el carbono, de manera similar a si se tienen tubos en los que se guardan pequeñas esferas”, indica Juan Felipe Bautista Verdugo, biólogo de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien estudió cómo se ven afectadas las especies vegetales a causa de los fenómenos asociados al fuego, y cuál es el impacto en la captura de CO₂, servicio ecosistémico clave que prestan los bosques para mitigar la contaminación por este gas dañino y tóxico para las personas.

Su aporte del biólogo a las múltiples estrategias de cuidado que se han planteado para contrarrestar su efecto, es una gran base de datos de las especies vegetales con una mayor distribución y frecuencia en áreas quemadas y no quemadas, así como la capacidad que tienen para capturar dióxido de carbono (CO₂) presente en el aire.

Es la primera vez que un muestreo de este calibre se realiza, en ocasiones pasadas se habían realizados mediciones en el terreno, pero nunca se había entrado a mirar con tal precisión si la composición y el almacenamiento de carbono cambiaba entre zonas quemadas y no quemadas; por lo que es un acercamiento indispensable para tener una conciencia mayor del problema, y generar mejores estrategias de prevención contra los incendios forestales.

Las especies de mayor importancia ecológica en las zonas quemadas corresponden a individuos de una altura mayor a 12 m, mientras que en la zona no quemada predominan individuos de menos de 12 m. Es decir, la vegetación de mayor altura se podría ver disminuida como consecuencia del fuego.

“Se muestreó el 95 % de la vegetación de Tame que se estaría enfrentando a estos fenómenos; mientras que en el Cinaruco el porcentaje es de cerca del 98 %, lo cual evidencia el arduo trabajo que se ha realizado”, expresa el biólogo, quien trabajó de manera conjunta con la profesora Dolors Armenteras, del Departamento de Biología.

Los cientos de datos, recopilados en años de trabajo del grupo de investigación en Ecología del Paisaje y Modelación de Ecosistemas (Ecolmod), se analizaron en el programa estadístico RStudio, que permite examinar la cantidad de especies y familias distintas en cada zona y la cantidad de carbono que en total pueden captar.

En la categoría de fustales, en las que se engloban especies menos a los 10 cm, en Tame se registraron 13 familias que no están presentes en Cinaruco, entre ellas Araceaea, Asteraceae, Calophyllaceae, Connaraceae, Lacistemataceae, Meliaceae.

Según el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, hay por lo menos 747 municipios en alerta por incendios forestales - solo entre el 5 y el 10 de enero de 2024 ha aumentado en un 390 %-, y, de manera alarmante, se ha evidenciado un incremento del 44 % en el registro de puntos de calor en el país, con más de 6.000 eventos en lo que va del año, y la mayoría del problema se presenta en la Orinoquia.

Este primer acercamiento es una pieza determinante para que en un futuro se conozcan los puntos de la vegetación en donde hay que prestar una mayor atención durante los incendios forestales, teniendo en cuenta que hay especies que se ven más afectadas y cuya regeneración no es tan sencilla.

¡A cuidar el manglar del Pacífico nariñense! es un valioso reservorio de carbono azul

 Además de ser el hogar peces, crustáceos y moluscos como las pianguas, los manglares son importantes depósitos de carbono azul, aquel que se almacena naturalmente en los ecosistemas marinos y costeros, de ahí su nombre. Estas formaciones vegetales leñosas capturan el dióxido de carbono (CO2) –gas que contribuye al calentamiento del planeta– y lo almacenan por mucho tiempo en raíces, tallos y hojas, de ahí la importancia de preservar estos entornos.

En su estudio, la ingeniera agroforestal Angélica Sofía Moreno Muñoz, magíster en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, determinó la cantidad de carbono azul almacenado en los manglares del Pacífico nariñense.

Para ello estableció 10 sitios a lo largo del área de manglar iniciando en el norte: La Tola, pasando por Mosquera, San Juan de la Costa y Salahonda, y también en la parte sur de Tumaco, Guinulero, Cabo Manglares, el Chontal y Candelillas del Mar.

Con una temperatura promedio de 29 °C, Cabo Manglares (250.884 hectáreas) es una zona biodiversa en la que también hay anidamiento de tortugas, bosques inundables y bancos de piangua, molusco parecido a la ostra muy importante económica y culturalmente pues ha permitido la subsistencia de las comunidades que se asientan en las márgenes de los bosques de manglar. En Colombia, más de 6.000 familias derivan su sustento de este recurso.

Por otro lado, con 27 °C promedio está el Parque Nacional Natural Sanquianga, que posee el 53 % de los manglares de Nariño y el 20 % del Pacífico colombiano.

Para su estudio, la magíster Moreno sumó el carbono almacenado tanto en la parte aérea como en la subterránea, o sea las raíces, y en el suelo bajo los manglares. En los dos primeros recopiló información secundaria derivada de inventarios forestales, y para el suelo tuvo que construir un modelo de predicción espacial del carbono almacenado a 2 m de profundidad a partir de diferentes variables edafológicas (relacionadas con las características del suelo), climatológicas y oceanográficas.

En ese sentido, consideró la altura del pecho (diámetro del tronco de un árbol de manglar) para calcular la biomasa aérea y subterránea de 48 parcelas de muestreo a partir de ecuaciones alométricas; después transformó estos resultados a carbono almacenado, mediante factores de conversión específicos. Con ello se obtendrían las reservas de carbono aéreas y subterráneas.

Por otro lado, para estimar el carbono almacenado en el suelo construyó un modelo random forest (algoritmo de inteligencia artificial), para el cual recopiló información de 18 variables en los años: 1988, 1992, 1993, 1999 y 2017. Entre dichas variables estuvieron el carbono orgánico, la densidad aparente, el pH o acidez, el porcentaje de arenas, limos y arcillas, y la capacidad de intercambio catiónico.

La predicción del modelo se aplicó para toda el área de manglar de Nariño, por lo que fue necesario extraer los puntos específicos que coincidieran con las 48 parcelas de muestreo, y finalmente obtener el carbono total almacenado.

Valiosos depósitos

La investigadora concluyó que “las reservas de carbono azul en el suelo representaron el 75 % del carbono total almacenado, seguido del carbono almacenado en la biomasa aérea y biomasa subterránea.

Así, las reservas de carbono a 2 m de profundidad tienden a ser mayores hacia el norte del litoral nariñense, en especial en la zona del Parque Nacional Natural Sanquianga, en donde la cantidad almacenada promedio es de 329 toneladas por hectárea (t C ha^-1).

Lo anterior refleja la existencia de grandes depósitos de carbono almacenados en el suelo, de ahí la importancia de conservar los ecosistemas de manglar.

En el área circundante de la Isla de Bocagrande también se encontraron altas concentraciones de carbono en el suelo; las más bajas se situaron hacia el área cercana a la bocana de Cabo Manglares y la ensenada de Tumaco, con valores promedio de 125 t C ha^-1.

En ese sentido, es importante monitorear el estado de los bosques de manglar y reforestarlospara mitigar el cambio climático que hoy se evidencia con fenómenos como sequías intensas, escasez de agua, incendios graves, aumento del nivel del mar, inundaciones, deshielo de los polos, tormentas catastróficas y disminución de la biodiversidad.

Pistas sobre el impacto del carbono en el agua subterránea del Valle Medio del Magdalena

 Al occidente del río Magdalena y al sur del río Sogamoso hay presencia de posibles especies contaminantes como hidrocarburos o restos de cultivos de cacao, maíz o arroz, entre otros. Aunque no se conoce con certeza la fuente de la que provienen, debido a su complejidad y cambio en el tiempo, una investigación sugiere que los análisis de algunas variaciones del carbono permiten ver la huella que dejan los residuos en el agua. El aporte ofrece una idea más clara de su origen.

El agua subterránea representa el 30 % del agua dulce disponible en el mundo y es muy importante tanto para el riego de cultivos como para la alimentación animal y humana. Este recurso es altamente vulnerable en el Valle Medio del Magdalena por la industria de exploración y producción de hidrocarburos, la actividad agrícola y, en menor medida, por la ganadería.

Por otro lado, los isótopos estables son átomos de un mismo elemento que reaccionan igual pero que tienen cierta diferencia en propiedades fisicoquímicas como la velocidad de reacción, debido a las diferencias de masa entre sí. El carbono permite ver la huella que dejan los residuos de hidrocarburo o de plantas en el agua (carbono orgánico disuelto), así como el dióxido de carbono proveniente de la atmósfera, el suelo y algunos minerales carbonatados, entre otros (carbono inorgánico disuelto).

La investigadora Fernanda Fortaleché Rodríguez, magíster en Ciencias – Geología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), analizó muestras de agua desde el sur de Barrancabermeja hasta el norte de Aguachica para determinar sus condiciones y características.

“En la parte norte, en cercanías a Aguachica, se encontró que el carbono inorgánico presente en el agua subterránea tenía una influencia importante de dióxido de carbono proveniente del suelo de la región, lo que sugiere que se está dando una interacción de sistema abierto, o directa, entre el agua subterránea y el suelo”, indica la experta.

Variaciones de carbono

Para el estudio, durante 10 días se tomaron 179 muestras, 44 de las cuales se analizaron en un espectrómetro de masas de relaciones isotópicas, equipo capaz de encontrar la relación entre las variaciones de carbono ¹³C y ¹²C.

Por este método se obtiene un resultado conocido como “fraccionamiento isotópico” (diferencia relativa de las relaciones isotópicas en la muestra y un material de referencia o estándar), el cual no ha sido muy difundido en el país para este tipo de análisis, por lo que se realizó en la Universidad de Waterloo (Canadá).

Dicho fraccionamiento es un paso complementario al análisis fisicoquímico, mediante el cual se estudian características como la presencia de microorganismos y detergentes en el agua, además del potencial de hidrógeno (pH) y la dureza (presencia de minerales).

Aunque se tengan datos de algunas organizaciones, estos análisis se deben hacer en cada salida de campo, ya que las propiedades del agua pueden cambiar en poco tiempo.

Dejando huella en la región

El Valle Medio de Magdalena tiene alrededor de 33.000 km² y está dividido entre Cesar, Bolívar, Santander, Boyacá y Antioquia; algunos de sus municipios más importantes son Aguachica y Barrancabermeja, y tiene un alto potencial en extracción de petróleo crudo.

Según datos publicados por Mongabay, portal web de periodismo ambiental en Latinoamérica, hasta septiembre de 2022 se registraron 2.133 casos como este, con Santander y Boyacá como los departamentos más afectados.

Por esta razón, el objetivo de la investigación era establecer un panorama más claro de lo que pasa en las aguas subterráneas al norte de la región, que muchas veces no reciben el tratamiento adecuado porque no forman parte del acueducto de la zona.

Según la experta, “aunque estos resultados amplían la información y suponen un avance tanto sobre la utilidad de los análisis isotópicos y su relación con la contaminación, como sobre el comportamiento de los cuerpos de agua frente a distintos componentes naturales y antrópicos, estos deben seguir siendo un complemento de los análisis fisicoquímicos periódicos para determinar y cuantificar la contaminación presente en las aguas”.

Su trabajo fue desarrollado en el marco del proyecto “Modelo multiescala de gestión integral del agua (MEGIA), suscrito al Ministerio de Ciencia y Tecnología e Innovación (Minciencias) y financiado por la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH).

Pago a ganaderos por cuidar el ambiente sí funcionó en Colombia

Fertilidad de la tierra, calidad del agua, biodiversidad, almacenamiento de carbono y reducción de la erosión, son algunos de los aspectos que se mejoran cuando en una finca dedicada a la ganadería, además de animales y pasturas, se cultivan y mantienen árboles y arbustos. Así lo evidenció una investigación realizada en 104 fincas ganaderas de Quindío y Valle del Cauca.

De estos predios, con una extensión promedio de 35 hectáreas, 75 tuvieron incentivo de pago por servicios ambientales y 29 participaron como fincas control, como parte de la incorporación de Colombia en el uso del instrumento de pago por servicios ambientales en América.

El piloto se realizó entre 2002 y 2008 en Colombia, Costa Rica y Nicaragua en el marco del proyecto regional “Enfoques silvopastoriles integrados para el manejo de ecosistemas” cuyo objetivo es incentivar en los ganaderos el cuidado sostenible del ambiente a cambio de pagos anuales.

Los dineros entregados en ese proyecto fueron financiados por el Fondo Global para el Medio Ambiente y administrados por el Banco Mundial en un primer hito del mundo para estimular el pago por procesos de servicios ambientales en la ganadería.

Antonio José Solarte Sánchez, doctor en Ciencias Agrarias, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, evaluó el estado del suelo de los predios que formaron parte de dicho proyecto y demostró que los ganaderos tienen más las ventajas que las desventajas cuando integran en sus predios árboles, animales y pasturas en un mismo suelo.

El estudio plantea la necesidad urgente de reconvertir la actividad ganadera hacia sistemas más sostenibles de producción debido a los impactos generados por esta en los ecosistemas y en la degradación de los suelos.

En tal sentido, se propuso demostrar que los sistemas silvopastoriles son una herramienta útil para la intensificación sostenible y ecológica de la ganadería, que combina en el mismo espacio plantas forrajeras –como gramíneas y leguminosas rastreras– con arbustos y árboles, en donde es posible producir carne y leche y al mismo tiempo conservar los ecosistemas.

¿Qué metodologías se utilizaron?

El investigador construyó indicadores alternativos para el monitoreo de servicios ecosistémicos, que son los beneficios brindados por la naturaleza a la humanidad, en este caso el almacenamiento de carbono y la conservación de la biodiversidad a partir de la reconversión de agroecosistemas ganaderos con sistemas silvopastoriles.

Para tal propósito elaboró un indicador general de calidad del suelo (GISQ) que le permitió incorporar servicios ecosistémicos como la fertilidad química, la calidad física (capacidad de infiltración y compactación) y las reservas de materia orgánica y carbono.

Además aplicó un indicador de la organización espacial (paisaje) de los agroecosistemas ganaderos para evidenciar los cambios ocurridos en la implementación de los sistemas silvopastoriles.

También propuso un índice de ecoeficiencia que incorporó indicadores de los diferentes servicios ecosistémicos y analizó variables económicas y sociales para los ganaderos como instrumento de monitoreo.

El procesamiento y análisis de la información de las diferentes variables se realizó conmétodos de estadística univariada –que incluyó la descripción de una sola variable– y multivariada, que interpretó los datos resultantes de observar y analizar más de una variable tomada de forma simultánea sobre una muestra de individuos.

La investigación concluyó que “tener un paisaje multifuncional en la ganadería aliviana la pobreza, mejora la fertilidad de la tierra, la calidad del agua, la biodiversidad, la belleza escénica del paisaje, el almacenamiento de carbono y reduce la erosión, y además permitió obtener recursos en efectivo o en especie, iniciativa que ya está regulada por la normativa colombiana”.

“Una de las alternativas planteadas para la reconversión de la ganadería consiste en reorientar los sistemas de pastoreo extensivo hacia sistemas capaces de producir carne o leche y al mismo tiempo conservar los ecosistemas”, indicó el doctor Solarte, e hizo un llamado “a mostrar que una política como el pago por servicios ambientales es efectiva para lograr beneficios en el suelo, el carbono, la biodiversidad y el ingreso de las familias”.

 

 

Lograr la neutralidad de carbono en la agricultura para 2050

 Cinco países latinoamericanos contribuyendo a lograr la carbono neutralidad agrícola para 2050.

América Latina y el Caribe es reconocida como una de las regiones más vulnerables al cambio y la variabilidad climática. Se ve afectada principalmente por períodos prolongados de sequía y precipitaciones extremas, crecientes inundaciones y la frecuencia de ciclones y huracanes en la región. Estos eventos adversos son un factor determinante para los agricultores y el sector agroalimentario, ya que afectan directamente la producción de alimentos, su sostenibilidad y la seguridad alimentaria de la población.

Sin embargo, el sector agrícola ha sido señalado como uno de los principales emisores de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en el mundo; representando el 19 y 24% a nivel mundial ( CCAFS, 2018 ). Es por esto que, a través del Acuerdo de París y las Contribuciones Nacionalmente Determinadas (NDC), los gobiernos latinoamericanos han asumido desafíos y compromisos diferenciados para reorientar el desarrollo de la región hacia estrategias productivas sostenibles y bajas en carbono frente al cambio climático ( CEPAL, 2019 ). . 

Métodos agrícolas óptimos para reducir las emisiones

En este contexto, los gobiernos de Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua y Colombia lanzaron una nueva iniciativa de investigación sobre métodos agrícolas óptimos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en América Latina. Financiado con fondos de la cooperación KoLFACI y desarrollado por la Alianza de Bioversity International y el CIAT.

Investigadores nacionales de cada país tuvieron la oportunidad, durante la semana del 20 al 24 de junio, de reunirse en la sede de la alianza en Cali, Colombia, para desarrollar un proceso de interaprendizaje en torno a las experiencias de adaptación y mitigación al cambio climático en Centroamérica. América y Colombia. 
Para demostrar los resultados de esta investigación, el objetivo principal del proyecto KoLFACI-Optimum es monitorear las acciones implementadas en cada país a través de la misma metodología y el mismo cultivo, promoviendo así la comparación e intercambio de conocimientos entre países.

Conociendo el campus y la experiencia de los investigadores de la alianza

Durante la visita al campus, los investigadores recorrieron los arrozales experimentales. Aquí socializaron la implementación de prácticas que ayudan a reducir las emisiones de metano en los cultivos de arroz, con base en la amplia experiencia de Colombia en esta materia. Un claro ejemplo de ello es el proyecto que se desarrolla a través del convenio MADR-CIAT-FEDEARROZ (Federación Nacional de Arroceros), sobre el uso y manejo eficiente de la fertilización nitrogenada en el cultivo del arroz.

También visitaron las áreas experimentales sobre sistemas de pastoreo, establecidos con pasto híbrido Caimán en Monocultivo y Sistemas Silvopastoriles (SSP) con Leucaena leucocephala. Se mostraron diferentes metodologías para medir las emisiones de GEI en los sistemas ganaderos. Uno de ellos fue el uso de politúneles para medir las emisiones de metano entérico en el ganado, con dietas basadas en forrajes tropicales mejorados.

Para finalizar el recorrido por el campus, visitaron el laboratorio de análisis de GEI a cargo de la investigadora Catalina Trujillo. En este espacio se explicó cómo se realiza el análisis de emisiones de GEI de diferentes sectores y prácticas agrícolas, utilizando cromatografía de gases en serie.

Hacia la implementación de Kolfaci-optimum

La jornada de formación finalizó con la selección de los sistemas a evaluar. Se solicitó a los representantes de cada país que se coordinaran entre ellos para realizar mediciones comparables en la región. Colombia, Nicaragua y Honduras optaron por medir el ganado, mientras que El Salvador y Guatemala seleccionaron el sistema de milpa (maíz y frijol) como el sistema a analizar.

Los próximos pasos serán coordinar la capacitación a nivel nacional en cada uno de los países participantes. El objetivo es involucrar a más investigadores para apoyar la zonificación para identificar unidades de paisaje y la definición de tipologías de manejo para los sistemas a evaluar.

" 2017 ENCUENTRO CON LA NATURALEZA"

Estudio: agricultores podrían incrementar su producción y contribuir a reducir hasta una gigatonelada métrica de emisiones de carbono

Nuevo estudio internacional demuestra cómo la remoción de carbono de la atmósfera a través de su captura por los suelos agrícolas podría resultar en una reducción anual de emisiones equivalente a sacar de circulación entre 20 y 40 por ciento de los autos en el mundo.

Un nuevo estudio presentado en la Cumbre del Clima de Bonn, COP23 — producido por un grupo internacional de científicos encabezados por la Academia China de Ciencias, The Nature Conservancy (TNC) y el Centro de Investigación Agrícola Tropical (CIAT), y publicado en Scientific Reports— ha revelado cómo la producción agrícola podría contribuir de manera significativa en el combate al cambio climático, asunto de suma relevancia que continuará en discusiones hacia la COP24.

 Científicos ya han establecido que la producción agrícola agota el carbono de los suelos a consecuencia del exceso de labranza (cavar o remover el suelo) y de fertilizantes químicos, los cuales se estima provocan entre 50 y 70 por ciento de la pérdida de las reservas de carbono en los suelos agrícolas a nivel mundial (Lal, 2004). Tomando en cuenta que los suelos agrícolas son capaces de secuestrar dióxido de carbono de la atmósfera cuando los agricultores utilizan prácticas sustentables —como uso mayor de estiércol, cosechas superficiales, cobertura vegetal, labranza de conservación, manejo de fertilización, así como soluciones climáticas naturales, como la agroforestería— el grupo internacional de científicos buscó establecer en qué regiones del mundo podría obtenerse la mayor captación de carbono a través de estas actividades.

 Utilizando un pequeño incremento de carbono en los suelos —expertos consideran que es asequible en casi todos los suelos cultivables— los científicos encontraron que un mejor manejo de los suelos para la agricultura podría contribuir a una reducción de emisiones anual de entre 0.9 y 1.85 mil millones de toneladas por año, equivalente casi al total de las emisiones de Brasil y Argentina, o la remoción de entre 215 y 400 millones de autos de circulación.

 Justin Adams, director ejecutivo global de Tierras de TNC, dijo que “las soluciones climáticas naturales son esenciales para enfrentar el cambio climático e invertir en nuestros suelos es una estrategia con enorme potencial no aprovechado —potencial que podríamos usar si comenzamos a pensar holísticamente sobre el tipo de acciones y políticas necesarias de arriba hacia abajo y del suelo hacia arriba. 

Si queremos satisfacer la creciente demanda de alimento, manteniendo la salud global y la biodiversidad, y abatir el cambio climático, entonces los suelos son nuestro aliado menos valorado”. El estudio encontró que la mayoría del carbono del suelo se encuentra almacenado en el hemisferio norte, siendo los países de Norteamérica, del norte de Europa y Rusia los que cuentan con mayores reservas de carbono orgánico en sus tierras cultivables.

 En contraste, grandes extensiones de tierras cultivables en la India, el Sahel en África, el norte de China y Australia, son bajas en carbono.

Aunque la capacidad de aumentar el carbono en los suelos depende en gran medida de su tipología y el medio ambiente, los principales países productores agrícolas mostraron un potencial significativo de captación de carbono. “La producción agrícola en América Latina es fundamental para su economía. De hecho, la región es considerada como la canasta alimentaria del planeta, ya que la mayor parte de su producción se exporta a países fuera de la región”, dijo Ginya Truitt Nakata, directora de Tierras para América Latina de TNC. 

“Entonces tenemos frente a nosotros un enorme potencial en términos de una contribución significativa a la mitigación global de los efectos del cambio climático a través de la captación de carbono, ya que la mayor parte de sus países son importantes productores agrícolas con grandes extensiones de tierras cultivables”.

 Adicionalmente, 7 países latinoamericanos se encuentran entre los 40 países con mayor presencia de carbono en sus tierras de cultivo:

 Brasil, Colombia, Chile, Ecuador, Perú, Argentina y Guatemala. 

Los científicos también destacaron otros importantes beneficios del manejo sustentable de los suelos, incluyendo mayores cosechas por una mejor fertilidad de los suelos y mejor capacidad de retención de agua, los cuales también ayudan a que los agricultores se adapten mejor al cambio climático.

 En este sentido, se estima que la degradación de los suelos en América Latina alcanza alrededor de 70 por ciento, según la ONU, lo que implica que mejorar prácticas agrícolas puede ser un incentivo de política pública para maximizar los beneficios adicionales que aportan los suelos sanos.

 “Los suelos son la base de toda la producción de alimentos. Suelos más saludables almacenan más carbono y producen más alimentos. Invertir en un mejor manejo de suelos logrará que nuestros sistemas agrícolas sean más productivos y resilientes a futuros impactos y estreses”, aseguró Lou Verchot, director del Área de Investigación en Suelos y Paisajes para la Sostenibilidad (SoiLS), del CIAT. 

                       

 Países con mayor potencial de captación de carbono por producción agrícola comparado con autos fuera de circulación (escenario alto):

 País Capacidad de Captación de Carbono del Suelo (millones de toneladas / año) Equivalencia en autos fuera de circulación:

 Estados Unidos 256 55 millones

 India 213 46 millones

 China 134 29 millones 

 Rusia 129 28 millones

 Australia 74 16 millones

 Brasil 74 16 millones

 Canadá 55 12 millones

 México 43 9 millones

 Nigeria 41 9 millones

 Ucrania 35 8 millones

 Tailandia 34 7 millones

 Argentina 33 7 millones

 América Latina y el Caribe 192 41 millones 

                                            

 Análisis del Carbono Orgánico Disponible en Suelos Cultivables para América Latina y el Caribe

 (más representativos / escenario alto): País Capacidad de Captación de Carbono del Suelo (millones de toneladas / año) Área Cultivable (km2 )

 Brasil 73.79 679,540

 México 43.35 377,829

 Argentina 33.29 312,239

 Cuba 4.71 43,258 

 Paraguay 4.3 39,385

 Bolivia 4.18 36,986

 Uruguay 4.1 35,027

 Perú 3.83 37,083

 Venezuela 3.45 30,289 

 Colombia 3.23 30,359 

 Nicaragua 2.2 20,451

 Guatemala 2.11 20,205

 Ecuador 1.7 17,842

 Honduras 1.44 13,283 

 República Dominicana 1.23 10,708

 Chile 1.19 11,843 Haití 0.97 8,484 

 El Salvador 0.83 7,823 

 Panamá 0.76 6,962

 Guayana 0.46 4,181

 Costa Rica 0.45 4,269

 Jamaica 0.19 1,684

 Belice 0.16 1,397

 Puerto Rico 0.08 712

 Surinam 0.06 533

 Guyana Francesa 0.01 147

 Total 192.07 1,752,519

 El Financiamiento para este estudio fue otorgado por el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) y el Programa de Investigación de CGIAR sobre Agua, Tierra y Ecosistemas (WLE, por sus siglas en inglés), con apoyo adicional de The Nature Conservancy (TNC), y el Centro de

Estudios de Ecosistemas Montañosos (CMES), el Instituto Kunming de Botánica y el Programa Clave de Investigación de Ciencias Fronterizas de la Academia China de las Ciencias. 

El estudio completo en inglés está disponible en: www.nature.com/articles/s41598-017-15794-8. Para acceder a los datos y mapas, visite: http://ciat.cgiar.org/global-soil-carbon Explore más sobre cómo TNC trabaja para la conservación de tierras en América Latina, y globalmente, así como sobre sus soluciones climáticas naturales (#naturalclimatesolutions). ### Acerca de The Nature Conservancy: The Nature Conservancy (TNC) es una organización ambiental global dedicada a conservar las tierras y aguas de las cuales depende la vida.

 Guiados por la ciencia creamos soluciones innovadoras, con trabajo de campo, para enfrentar los retos más importantes de nuestro planeta y que la naturaleza y las personas puedan prosperar juntos. 

Combatimos el cambio climático, conservamos las tierras, aguas y océanos a una escala sin precedentes para que proporcionen alimento y agua de manera sustentable, y ayudamos a que las ciudades sean más sustentables. 

Trabajamos en 72 países con un enfoque de colaboración que involucra a las comunidades locales, los gobiernos, el sector privado y otros socios. Para conocer más, visite mundotnc.org o síganos en Twitter a través de @MundoTNC. Acerca de la Academia China de las Ciencias: La Academia China de las Ciencias (CAS, por sus siglas en inglés) es el organismo eje del impulso de China por explorar y aprovechar la alta tecnología y las ciencias naturales en beneficio de China y el mundo. Reuniendo una red integral de investigación y desarrollo, una sociedad estudiada con base en mérito y un sistema de educación superior, CAS reúne científicos e ingenieros de China y el mundo para atender problemas teóricos y aplicados, usando enfoques científicos y administrativos de clase mundial.

 Acerca del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT): un centro de investigación de CGIAR, desarrolla tecnologías, métodos innovadores y conocimientos que permiten a los agricultores, especialmente a los de pequeña escala, lograr una agricultura eco-eficiente: competitiva y rentable, así como sostenible y resiliente. La agricultura eco-eficiente reduce el hambre y la pobreza, mejora la nutrición humana y ofrece soluciones a la degradación ambiental y el cambio climático en los trópicos. 

Con sede en Cali, Colombia, el CIAT conduce investigación para el desarrollo en regiones tropicales de América Latina, África y Asia. 

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